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无人机即无人驾驶飞机，是机上没有驾驶员，*程序控制自动飞行或者由人在地面或母机上进行遥控的飞机。它装有自动驾驶仪、程序控制系统、遥控与遥测系统、自动导航系统、自动着陆系统等，通过这些系统实现远距离控制飞行。无人机与有人驾驶的飞机相比，重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好，特别宜于执行危险性大的任务。
自30 年代国外首次采用无线电操纵的模型飞机作为靶机以后，无人机的发展十分迅速。40年代，低空低速的小型活塞式靶机投入实用。50年代出现了高亚音速和超音速高性能的靶机。60年代以后，随着微电子技术、导航与控制技术的发展，一些国家研制了无人驾驶侦察机。无人机的应用领域不断扩大：在军事上用于侦察、通信、反潜、电子对抗和对地攻击；在民用上用于大地测量、资源勘探、气象观测、森林防火和人工降雨；在科研上用于大气取样、新技术研究验证等。
中国无人机的研究始于50年代后期，1959年已基本摸索出安-2和伊尔-28两种飞机的自动起降规律。60年代中后期投入无人机研制，形成了“长空”1靶机、无侦5高空照相侦察机和D4小型遥控飞机等系列，并以高等学校为依托建立了无人机设计研究机构，具有自行设计与小批生产能力。中国生产的各种型别的无人机，基本上满足了国内军需民用，并且逐步走向国际市场。
一、“长空”1靶机系列
靶机是供防空导弹、航空机炮、高射炮试验和打靶用的无人驾驶飞机。50年代采用靶机主要是前苏联制造的拉-17。1968年，国家正式下达任务，要求南京航空学院研制“长空”1中高空靶机。1976年和1977年该院相继研制成功“长空”1中高空靶机和1015B型雷达伞靶。1977年成立无人机研究室， 1979年又扩充成为无人机研究所。研究所设总体、结构强度与系统、无线电和电气、发动机四个研究室和两个生产车间。飞行控制系统研究室和特设车间设在自动控制工程系内。1977年以后，南京航空学院又相继研制出“长空”1核试验取样机、“长空”1低空型和大机动型靶机。基本满足了国产多种防空导弹打靶需要，成功地完成了核试验穿云取样任务。
（一）“长空”1中高空型靶机（CK1）
1960年代，由于苏联援助的取消、专家的撤离，解放军空军试验用的拉-17无人靶机严重缺失，国家下决心搞自己的无人靶机，从而促生了长空一号。长空一号（CK-1）高速无人机由位于巴丹吉林沙漠的空军某试验训练基地二站在1965年～1967年成功定型，主要负责人是被誉为“中国无人机之父”的中国工程院院士赵煦将军。1966年12月6 日，长空一号首飞成功。实际上长空一号就是仿制拉-17的产品，从开始仿制到总体设计成功用了三个月。后转由南京航空学院具体负责。在南航，该机型于 1976年底设计定型，总设计师为该校的郭荣伟。早在60年代末，该所开始了无人机的研制。长空一号研制成功后，在我国空空武器等试验中发挥了重要作用。长空一号是一架大型喷气式无线电遥控高亚音速飞机，可供导弹打靶或防空部队训练。长空一号经过适当改装可执行大气污染监控、地形与矿区勘察等任务。该机采用典型高亚音速布局，机身细长流线，机翼平直，展弦比大。水平尾翼呈矩形，安装在垂直尾翼中部。机身前、后段为铝合金半硬壳式结构。发动机及其进气道装在机身下部的吊舱内。翼尖短舱、尾翼翼尖、进气道唇口、机头与机尾罩均用玻璃钢制造。中单翼结构的矩形机翼采用不对称翼剖面，有2度的下反角，机翼安装角为 0°45‘。机翼翼尖处吊有两个翼尖短舱。水平尾翼安装在垂直尾翼中部，平尾和垂尾均采用对称翼剖面的矩形翼面。机翼和尾翼均为铝合金单梁式薄壁结构。机载设备、自动驾驶仪分别装在前后段，机身中段为压力供油式油箱。设计中直接利用机身外壳s作为油箱壁，节省了重量。改进型号的机翼下有两个小型副油箱。
长空一号的起飞非常有特色，采用一架可回收的发射车进行助推起飞。在一张澳大利亚“金迪维克”小车图片的启示下，赵煦找到了地面起飞车的灵感。飞机固定在发射车的三条短滑轨上，发动机舱底部有一推力销，用于固定。起飞时飞机发动机启动，带动发射车开始滑跑。当滑跑速度达到275千米/时，飞机已经得到足够的升力可以升空。这时推力销在发射车上的冷气作动筒作用下拔开，飞机脱离发射车，开始爬高。发射车因无动力而减速，随后地面人员发出无线电指令，抛出制动伞，并控制刹车使发射车停住。发射车可重复使用。发射车内装有航向自动纠偏系统，确保在1000米滑跑距离内航向偏离维持在30米内。发射车助推起飞固然减小了无人机本身的复杂程度，但与空投或火箭助推起飞方式相比，较为复杂和麻烦，当然好处是省却了调用有人飞机作为母机。拉-17靶机使用空投方式放飞。
长空一号起飞85秒后，开始转入机上程序机构控制飞行，之后由地面站通过雷达信息和其他手段，发出适当的无线电指令进行遥控。长空一号C型能进入地面武器射击区域2到8次，提供射击机会。
拉- 17使用的是推力较小的发动机，长空一号后来改用一台改进的WP-6涡喷发动机，尾喷口改装成固定式，可通过改变发动机转速来调节推力，海平面额定静推力 21.1千牛，最大静推力24.5千牛。该发动机原为歼-6所采用。整体油箱的容量为820升，燃油质量600千克，B、C型加副油箱后，燃油质量达 840千克。由于WP-6发动机推力比原来的发动机大7倍，而长空一号外型不变，使得起飞过程中不可避免地产生了过早升力矩，致使靶机起飞试验一直有问题。后来采取了与一般飞机起飞时减小低头力矩、增强升力相反的方法，在长空一号起飞时加大其低头力矩解决了这一问题。
长空一号的降落和世界其他无人机相比略显笨拙，实际上是一种硬着陆。当其在无线电指令指引下进入预定着陆场地时，在500米高度自动拉起，然后进入无动力下滑。接地时保持较大的攻角，尾部首先着地，*发动机吊舱和尾喷口吸收部分撞击能量，实现主体部分回收。机体经修复后即可再次使用。这种不完全的重复使用，对使用费用、维护难度上有较负面的作用。
（二）“长空”1核试验取样机（CK1A）
国家于1977年3月下达了把“长空”1靶机改装为核试验取样机的任务。
核试验穿云取样，是核武器研制工作的一个重要环节。过去用有人机取样，不仅有可能损害飞行中央气象台健康，而且由于穿云时间安排较晚，取得样品不够新鲜，影响对试验的鉴定、分析。南京航空学院科研人员怀着为国防建设服务，对飞行员的人身健康高度负责的责任感开展了研制工作。他们在短短的半年时间里就研制出三架取样机并进行了多种试验，在正式试用前又做了有歼6飞机跟踪的模拟试飞。试验与试飞表明，取样机的研制是成功的。1977年9月17日，一架“长空”1 取样机参加了中国一次核试验的穿云取样飞行。爆炸时，取样机距爆炸中心150公里，飞机按照预定的航线飞行，打开取样器门后两次穿过烟云，十几分钟后在预定地点着陆。飞机基本完成，取样器无损伤，取到了“新鲜”的样品。
南京航空学院为核试验工程提供了多架取样机，先后参加四次核试验，取到足够剂量的样品，圆满地完成了预定任务。1980年，完全取代了有人机取样的落后方式。
（三）“长空”1低空型靶机（CK1B）
为了满足低空防空导弹试验鉴定打靶需要，南京航空学院1980年2月开始研制“长空”1低空型靶机。该机是在中高空型靶机的基础上改进改型而成的，主要改进是：发动机为适应低空飞行需要，采用了小推力的“低空巡航状态”，相当于涡喷6发动机额定静推力的40%；在两机翼下各挂一只160升的副油箱，以加大航程；调整了飞行控制系统。
1982年5月18日，低空型靶机首次放飞，飞行48分钟后安全着陆，首飞一次成功。1983年2月，被批准设计定型投入小批生产。以后陆续提供给国产低空导弹进行打靶试验，满足了使用需要。
（四）“长空”1大机动型靶机（CK1C）
为了加强国防力量，对一批高性能导弹进行鉴定试验，急需一种能在低空和中空做高速水平急转弯飞行的大机动型靶机。这种靶机在中国尚属空白，世界上也只有少数几个国家能够生产。
国家下达任务，军方需要一种能作坡度为70～77度的高速水平大机动飞行的无人机，要求南京航空学院从1983年初开始，在一年半之内，研制出高性能的大机动靶机，并且随后制造一批提供导弹打靶使用。任务艰巨，技术复杂，周期短促。这就要求在总体方案上不能有失误，在试制生产上不能有返工，每项工作都要做得又快又好，有条不紊。接受任务后，南京航空学院急国家之所急，作出了全力以赴完成任务的决定，成立了以院长为首的研制领导小组，建立了总设计师系统和行政指挥系统，应用系统工程的管理办法，试行承包责任制，使研制工作很快在全院铺开。
总设计师吕庆风、副总设计师罗锋主持确定了以长空1低空靶机为原准机的设计方案。面临的技术关键是推力、结构、飞行控制、供油、电磁兼容、电网络和飞行轨迹方面的改进设计。其中难度最大也最关键的首推飞行控制系统和供油系统。
C 型采用了适合大坡度转弯飞行的供油系统。C型在中段机身前端加装了一个全封闭油室，在飞行过程中保持充满燃油的状态，确保在所有的飞行姿态下都能连续供油。C型换装了适合大坡度机动飞行的自动控制系统。其主要改进包括在副翼通道中引入滚转角积分信号，提高对滚转角的控制精度，保证左右两边建立坡度对称；在升降舵通道中引入高度和高度变化率信号，改善了高度保持系统的动态性能，提高了平飞时高度的稳定性；在三个通道中加入软化电路，在不影响原闭环回路的前提下，达到了控制平衡，及良好补偿的效果。为避免过载超过规定值，采取了阶跃改变减小升降舵通道中的控制量的措施。为防止严重排高，系统能及时退出转弯，改为平飞或小过载飞行。C型的转弯坡度分三挡，35度、60度和75.5度，分别表示一般机动、中机动和大机动飞行。
新的飞行控制系统要能保证按照合理的规律控制发动机推力和飞机的三个舵面，以实现飞行速度和飞行高度都比较稳定的急转弯飞行。设计人员改进设计了自动驾驶仪的部件，进行地面离心转台试验、全系统的数模混合试验和实物动态模拟试验，终于达到了技术要求。为实现大机动转弯时的协调控制，美国采用高精度过载传感器来调整坡度，保持过载。在国内还有没有这种传感器的情况下，设计人员创造性地采用国产其它设备来协调转弯，达到定高飞行，同样实现了机动过载。
为确保在机动飞行的正常供油，他们采取利用发动机压缩空气增压供油的方案，设计出独特的供油系统，突破了无人机研制中的又一技术关键。
1984年7月，两架试飞样机制造完成，9月在试验基地试飞，一举成功。水平转弯的机动过载达到4G。到1984年底，南京航空学院又试制出8架大机动型靶机。在1985年2月至3月进行一种高性能导弹的鉴定试验中，用4架靶机就完成5次导弹有效发射的供靶任务。
“长空”1大机动型靶机，具有满足不同类型导弹靶试要求的优良性能。“长空”1靶机系列在研制过程中，除中高空型机有5次试飞失败外，后面3个改进型都是首次试飞即告成功。迄今各种类型靶机已放飞许多架，无一飞行事故。
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