罗竑 朱晓彪

　　“麒麟”号超高空无人预警飞艇

　　洪都航空工业集团

　　1产生由来：

　　及时掌握战争态势是很重要的，未来战争中，隐身飞机构成了一个主要威胁，他使攻击者可以先发制人。而预警机因为飞不高，目标大，反预警机武器和方法多，滞空时间不够长，这就需要一种能长时间滞空、不容易被击落的空中预警系统。超高空无人预警飞艇就能满足这样的需求。

　　同时飞艇长时间飞行的高空优势也可以对敌国的弹道导弹等目标进行监测。

　　2飞艇优势：

　　2.1工作时间长

　　预警机无法长时间滞空(如连续几天)，使用费用也大，而卫星轨道速度大，不能静止在某一块区域监测，一晃而过，需要至少6颗协作才行。超高空无人预警飞艇采用太阳能动力推进，不需要燃油，滞空时间可达1年。

　　2.2负载大

　　飞艇体内充有氦气，比重小，可以抵消自重，并大幅度提高载重能力。超高空飞行器中，近地卫星载重量有限，一般只有几十公斤到上百公斤，飞艇可以达到上吨甚至数十吨以上。

　　2.3覆盖范围大

　　超高空预警飞艇飞得高，可探测范围比预警机大数十倍，仅次于卫星。

　　2.4成本低

　　卫星需要多颗(至少6颗)协作才能实现对某一区域的持续监测，发射一颗卫星就需要至少1亿元，加上卫星的造价和发射风险就很昂贵了，而且多颗卫星之间的信息处理也比较麻烦。飞艇价格只有数百万到几千万的价格，不到卫星的十分子一。而且飞艇可重复使用，全寿命价格低。

　　2.5安全性、生存力高

　　超高空预警飞艇巡航高度为50km，比预警机的飞行高度高很多，威胁性武器几乎没有。而且因为是无人驾驶，不用担心生命威胁。飞艇虽然体积庞大，但是其太阳能光电蒙皮均采用透波材料或者各向异性导电材料制作，RCS很小。飞艇采用遥控或者自主飞行，可以有效规避轨道式反卫星类武器，而来袭导弹都是高速的(4马赫以上)，对于飞行速度很慢的飞艇是很难发现和锁定的。

　　3性能指标

　　最大飞行高度： 50km

　　装载能力(按不同高度和需求进行结构改动)：

　　50km 1吨

　　20km 15吨

　　1km 500吨

　　滞空时间： 1年

　　预警范围(直径)： 2000km

　　移动速度： 120km/h

　　长度： 200m

　　翼展： 160m

　　高度： 72m

　　气囊容积(未扩张)： 1,250,000m3(兴登堡号为203,760 m3)

　　(气囊扩张后体积增加百倍)

　　充填气体： 氦气

　　飞艇长200m，宽160m，采用升力体机身设计，为快速部署，光靠飞艇自身的浮力是不够的，还需要一定速度产生的气动升力。

　　但是要飞到50km的高空，飞艇的气囊体积需要很大，所以本飞艇设计了背部可扩张蒙皮，这种蒙皮具有很好的韧性和气密性，不用时折叠在艇身内，在飞艇达到一定高度后拉出从而使气囊体积扩大数十上百倍，防止飞艇胀破并增加浮力，同时高能量离子发动机也可产生向下的垂直推力，以提高负载能力。

　　飞艇采用多气囊设计，顶部为可扩张气囊，下部为固定外形硬壳部分，以携带负载。

　　4.2动力与能源系统：

　　飞艇采用两套推进系统：

　　外挂的两台可抛放涡扇发动机、自身的四台高能量“组合-1”发动机。

　　起飞时采用外挂的两台涡扇发动机，发动机与燃油系统同在一个吊舱内，把飞艇抬升到一定高度后发动机舱脱落，发动机舱开伞打开气垫着陆，并可回收利用。

　　外挂的发动机舱与飞艇分离之前，飞艇自带的4台“组合-1”发动机启动，提供后面持续飞行的动力。“组合-1”在20000米以内采用涵道风扇为动力推进，更高的大气层切换到离子发动机状态推进。“组合-1”发动机的能量来源为太阳能，飞艇自带等离子体原料，并且可以从大气中提取。

　　采用离子推进的优势主要是推进效率高，可靠性高，持续时间长。

　　超高空飞艇的飞行高度在平流层顶部，太阳光充足，飞艇全身覆盖太阳能光电蒙皮提供足够电能。为减小重量，这种太阳能电池与蒙皮是一体化制造的，并且具有较好的弹性。在夜间没有太阳光的时候，飞艇使用白天储存的电能执行任务。

　　4.3飞行控制

　　飞艇的翼面用于保证航向稳定，四台“组合-1”发动机均为推力矢量发动机，可以控制姿态的改变。

　　4.4预警系统：

　　超高空预警飞艇飞行高度在所有被监测飞机之上，其底部较平且集中，面积很大，可以布置各种探测天线，天线的电能采用太阳能和储备电力。预警飞艇携带超级计算机可以实时处理监测数据，或者为减小飞艇系统的能耗和重量也可以通过高速网络把数据传输到地面雷达或预警机处理。

　　4.5关键技术分析

　　1.动力

　　涵道风扇/离子组合发动机的设计，离子发动机需要能提供足够大的推力，需要研制无污染易电离的新型离子材料。

　　2.材料

　　柔韧性、密封性能很好的蒙皮材料，温度适应范围广，还应该具有自修补能力。

　　3.能源

　　新型与蒙皮一体化的轻质高效太阳能采集系统。

　　4.低可探测设计

　　飞艇的柔性蒙皮不容易被雷达发现，但是太阳能电池板的电性能可能需要进行处理。飞艇低速度运行静止在空中时，这导致导弹的多普勒雷达难以锁定，而且又几乎没红外特征。

　　4.6多用途设计

　　除了用做敏感时期的预警外，在和平时代，对飞艇进行部分结构改造便可成为低空高效运输飞艇，载重能力可达数百吨。也可以用于旅游观光等。