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《经济半小时》 20170911 军民融合向未来:给你一双隐形的翅膀

来源:央视网2017年09月11日 22:57

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喜欢军事的观众朋友都知道,军工产品,对产品的性能、质量,要求都很高;而且随着新科技新技术的不断发展,不少新颖独特的高精尖军工产品,需要军工企业、民营企业联合作战、发挥各自的技术优势,共同研发、生产。那军民融合的高精尖产品,有哪些能让我们近距离看一看,一饱眼福呢?这些高性能的军工产品又是如何军民融合,最终研发、生产出来的?今天《经济半小时》记者带您去成都,先去看看中国最新一代的察打一体无人机。

中国察打无人机关键性能超越美机 电量耗尽也能安全返航

在成都,记者见到了中国新一代无人机——翼龙Ⅱ型察打一体无人机。这款新型无人机是由航空工业成都飞机设计研究所自主研制的,翼龙Ⅱ型无人机长11米、高4.1米、翼展20.5米,最大飞行高度为9000米,最大飞行速度每小时370千米;其最大起飞重量达到4.2吨,可以 20小时持续任务续航。

翼龙Ⅱ不仅可以用于执行侦察、监视和对地打击等任务,还能够进行情报收集、电子战、搜救,适合于军事任务、反恐维稳、边境巡逻和民事用途。



2017年2月27日,在我国西部某机场,翼龙Ⅱ作为我国新一代察打一体无人机,成功实现首飞。它标志着,我国已自主掌握航空装备的关键技术,成为继美国之后,具备新一代察打一体无人机研制能力的国家,跻身世界一流察打型无人机行列,有望在无人机领域实现在全球航空竞争弯道超车。翼龙Ⅱ,既是国家整体实力提升和航空工业进步的显著标志,也是中国的又一张亮丽的名片!

那么,这样一款高性能的无人机究竟是怎样设计、研制的?记者联系上翼龙系列无人机总设计师李屹东,当记者找到他时,他正在翼龙Ⅱ无人机的组装车间里忙碌着。



中国航空工业集团成都飞机设计研究所副总师 翼龙系列无人机总设计师李屹东:其实对搞无人机而言,我们觉得最大的挑战,还在于飞机的人工智能能力上。不但要考虑发动机的自动启动,而且同时要规划出一条飞机的备降航线出来,备降航线是要基于无人机本身是没有动力的。

我们知道,飞机在飞行过程中,总会遇到一些突发事件,比如气候突然变化或者机械故障等等,假如一架无人机在空中突然遭遇机械故障,在没有地面人员操控的情况下,无人机能自主选择备降机场,并顺利降落吗?这个问题曾经困扰了李屹东很久。

李屹东:我们这里边借助了美国航天飞机的自主反馈的技术,因为大家知道,航空飞机的返回,它也是无动力的,滑翔控制,我们在这个基础之上,又优化了一种机场选取的问题。哪些机场是最优的?这个是一个优化算法的问题,所以我们把这两者进行了结合,提供了我们的处理方案。

 



现在的翼龙Ⅱ无人机就是借鉴了航天飞机的滑翔控制技术,可以保证无人机在遇到突发状况的时候,自主找到机场备降。


解决了这个世界难题,新的问题又来了。无人机主要靠卫星通信设备和地面保持联系,卫星通信设备怎么设计安装更科学,既让它和飞机的整体布局融为一体,又能够始终保持和地面指挥部的通讯畅通呢?

经过反复试验,李屹东和他的团队终于给卫星通信设备找到了最佳摆放地点,但随后他们在试验中又发现,无人机在空中接收到36000公里卫星信号后,再通过机身电脑自主操作,中间有个大约几秒钟的延迟时间,这就造成接收信号和操控指令信号不一致的问题,加上空中飞行速度快,很容易造成无人机误判。别小看这几秒,由于翼龙系列无人机本身装载有导弹,严重延时甚至会影响导弹发射的大问题。针对这个问题,他们研制了一个时间延迟补偿器。

除了技术上的难题外,李屹东他们还要不断满足国外客户的定制要求,不断对翼龙系列进行改进。像这款翼龙Ⅱ型无人机,就是根据客户提出的需求,在翼龙I型的基础上,将武器外挂点由2个增加到6个,导弹数量由2枚增加到12枚,并且根据打击目标环境不同,配置各种精确制导和非制导的导弹、炸弹、火箭等武器。而在海外一些实战中,研发人员发现,有的时候,无人机侦察识别判断真假目标比打击更为重要。这才是察打一体无人机一个很重要应用的方向。

目前,翼龙已经发射各种武器上千枚,命中率保持在90%以上。在国外用户中,翼龙无人机参与多次反恐作战、边境控制、情报收集等任务,飞行时数已达数万小时,也因此赢得了“战时尖兵、平时工兵、处处可用”的声誉。

和同级别的美国的MQ9无人机相比,翼龙Ⅱ只能飞到9000米,而MQ9能飞到12000米。但MQ9死神无人机的发电系统,没有足够的余度,前年大概摔了好几架,翼龙Ⅱ能够确保飞机,在同样的故障情况下安全返回。

毫无疑问,翼龙Ⅱ型无人机已经跻身世界无人机市场的前列,但是,很可能让大家感到意外地是,翼龙Ⅱ型无人机,有60%的设备是由民营企业生产制造的。

民营企业成功研发隐身防护材料20多种功能轻松让飞机隐身

一款跻身世界一流的高科技产品--翼龙系列无人机,竟然有60%多的设备来自民营企业,那这些民营企业是怎样一步一步攻克军工质量难关,跨入迈进军品生产大门的,实现民参军的?军用企业是如何借鉴民营企业优势,做到军拥民的?军民融合之路又给我们自主创新发展,带来什么样的启示?

9月1日这天,四川航龙航空工业有限公司负责人何雄,带着几名员工,在龙泉驿的山坡上,用热红外成像仪,对一种新型迷彩材料,做隐身测试。二号车现在覆盖了隐身材料,完全与背景融合,基本无法识别是一台汽车。

四川航龙航空工业有限公司董事长何雄:这种外表看上去跟一般迷彩布料没什么区别的新型隐身材料,叫多频谱隐身材料。它不仅防水阻燃、防酸、碱、盐,抗紫外线;而且还防可见光、红外线、雷达、毫米波、激光等这些多频谱的侦察,具备20多种防护隐身性能。

今年49岁的何雄,最初做民用劳保用品,后来改做军工劳保用品,至今已经20多年了。2012年,一次和部队偶然接触中,他注意到停放在野外的各种武器装备,基本上是用伪装材料来防护的,没有专门的隐身防护材料。这让他看到了新的商机和市场。

有了很好的想法,市场定位也精准,就是想给野外停放的各种武器装备,穿上可以隐身防护的复合型隐身材料。但在具体研发制造时,何雄却遇到了大难题:市场上的隐身防护材料,基本都是单一性能,没有发现有20多种功能,都集中在一起的复合隐身材料,甚至有学者认为把几十种功能融合到一起根本行不通。但性格有些倔犟的何雄始终不甘心,最初,他和研发人员也想过不少办法,比如,在原材料上涂刷一层专用胶水,起防水或者阻燃等作用,但结果是,原材料重量增加了,防得了水,又阻不了燃,至于防辐射、隐身性能等就更不用想了。怎么办?在大量调研、认真思考后,他和研发人员,打破常规、逆向思维,从原材料上找突破。

何雄:最后发现高分子材料,具有这些功能的部分功能,那么我们就采用了一些阻燃的高分子材料,防水的高分子材料。

这种新的高分子复合纺织材料,其中重要的一项,就是添加了石墨烯。石墨烯是英国曼彻斯特大学物理学教授安德拉海姆和他的学生,在2004年发现的,并于2010年获得诺贝尔物理奖;石墨烯是目前发现的一种新材料,被业内人士称为“黑金”,是新材料之王。

电子科技大学教授 薛卫东:石墨烯它是目前发现的最薄的材料,它的厚度只有0.35纳米,也是发现强度最大的,它的强度是钢铁的100倍,石墨烯它具有非常好的柔韧性,它的弹性收缩量可以达到20%,同时石墨烯具有非常好的光学性能。它的透光率可以达到97.7%。

能做多频谱隐身的高分子复合材料总算找到,何雄又进行了技术攻关,将迷彩颜色加工、涂抹到表面光滑的高分子复合材料上去,而且做到了既防水又阻燃等防护隐身作用。2015年,经过几年的努力,集20多种功能于一体的多频谱隐身材料终于研发成功。随后,何雄和研发人员从民用汽车上做隐身测试,再逐步运用到军用直升机等武器设备上,做隐身防护测试。

何雄:测试距离大概是在一公里、两公里至五公里,用红外仪器,用雷达、用无人机在空中进行侦查。左边这架飞机覆盖了隐身材料的部分,已经有很明显的热度斑点,完全与背景融合。右边这架飞机没有覆盖隐身材料,那么它的棱角、门窗、旋翼都是很清晰的,能够看到。

目前这种军民两用的多频谱隐身材料,正在一些军用、民用行业推广运用。

何雄:不但对武器装备可以使用,还可以做帐篷,机库、移动的哨所,这些都可以用;如果作为民用,那这个范围就更广了,比如说做成雨衣,做成航海服装,做成职业服装,做成防火的一些,比如说座椅,飞机座椅,窗帘地毯等等。

这个形状比较奇特的工具平台,相信很多人没听过也没见过。它叫可重构柔性型架,就是可重新搭建、组合的工具平台,每架飞机的装配、维修,都离不开它;这种工具平台,可以理解为一种精准模具,确保每一架飞机装配的零部件都是标准化、模块化;它和建楼房用的脚手架有点类似,只不过这种型架更专业、更精确。尤其在两军交战时,战机受损,需要快速维护、补给,这种新型独创的柔性型架的优势就凸显出来。

自主研发出这种可重构柔性型架的人,叫黄海基,今年73岁,与航空机械打交道已经40多年,他所在的研发团队,独创的可重构柔性型架,填补了国内空白,在业内引起了不小的震动。

黄海基告诉《经济半小时》记者,传统型架主要的弊端就是,先有飞机,然后再根据每架飞机,专门制作一个型架,生产周期长,一般需要5个月;型架上面不仅零部件多,很多还是焊接的,不能移动;而且型架只能用一次,第二架飞机还得重新做一个型架,用一次废弃一个型架。浪费不说,还很难实现飞机装配零部件标准化、模块化。怎么化繁为简,改变、创新呢?

黄海基和研发人员从孩子玩的积木中得到启示。将传统型架焊接部分的160多个零部件,改为可以自由伸缩、高低长短可灵活调节的13个品种,而这13个品种又可以根据需要自由组合,真正达到多、快、好、省,基本解决了飞机装配、维修平台的问题。为保证这种柔型架的框架结构,确保不变形、不走样难题,黄海基和研发人员还专门发明了一个定位销,也叫锁紧销。

黄海基告诉记者,这种独创的定位销,确保了型架框架结构不变形,精准度控制在正负误差0.1毫米以内。此外,为了让框架上的每一个零部件也精准到位,黄海基研发团队又发明了一种膨胀定位销,保证了可重构柔性型架的精确度。

2013年,该两项发明已获得国家专利,填补了国家空白,先作为一个器械标准,逐步把它升成国家标准,应用范围比较广。

目前,成都市认定的军民融合企业达到420家,2016年全市军民融合产业实现主营业务收入826亿元;正在实施的军民融合产业项目94个,投资总额1258亿元。有关军民融合所起的作用和今后的发展,业内人士也提出了他的思考、建议。

中国航空工业集团成都飞机设计研究所副所长 许泽:国家军民融合,上升为国家的战略,包括创新驱动发展,这种战略,确实能够激发这些科研院所,军工企业的这种活力。另外一方面,像民营企业这一方面,它除了完成这种装备,国家情怀、国家使命以外,它也是一个经济的实体,所以地方政府,应该给这些民营企业,一些政策上的一些支持,军民融合方面的一些,包括税收方面的,一些优惠等等。

半小时观察

一架飞机落地,一个产业起飞,像成都围绕成飞,航空产业链不断拉长,关键的航空零部件不断集聚,未来这里将形成以大型客机的机头大部件、喷气公务机、无人机、航空发动机为龙头的航空航天产业集群,看来这军民融合“融”的不仅仅是技术,而是资源,军民融合正在带动地方经济转型升级。


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更新时间:2017年09月11日 22:57

视频简介:本期节目主要内容: 军工产品对产品的性能质量要求都很高,随着新科技新技术的不断发展,不少新颖独特的高精尖产品需要军工企业和民营企业共同研发。一款高科技产品无人机居然有60%多的设备来自民营企业,这些民营企业靠的什么一步步攻克军工质量难关的呢?军民融合之路给我们的自主创新之路带来了许多启示。(《经济半小时》 20170911 军民融合向未来:给你一双隐形的翅膀)






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