“创新杯”第六届全国未来飞行器设计大赛

获奖作品选登

“星座”无人机作战系统

李梅、余林衡、陈环宇

“星座”无人机作战系统解决方案是基于多智能体系统而搭建出的无人机作战系统平台。该作战系统由“半人马座”无人机、“双子座”无人机、“白羊座”无人机搭配组成无人机战斗团，采取“群体智能”+“人在回路”的控制方式，实现无人机之间的联合战术行动，即无人机协同作战。标准的无人机战斗团由2架“半人马座”无人机，3架“双子座”无人机，5架“白羊座”无人机组成，也可根据战况进行扩充。

“星座”无人机作战系统主要作战思想为：

1）将战斗划分为不同的作战目标，每种无人机仅能完成有限的作战目标。例如，“半人马座”无人机只能执行空中预警、战略、战术侦察等“软”任务，而无法执行硬杀伤任务。

2）不同的无人机只搭载仅能完成本任务的设备，降低单元的复杂程度，提高单元的可靠性。

3）采取无人机群体作战，消灭1架无人机可能很容易，但是消灭一群无人机的可能性则很低。

4）信息同步，无人机共享传感器的探测信息。

5）任务调度，处于中枢的无人机可以调度其他无人机打击目标。

6）人在回路，地面控制中心仍具有最高权限，人可以制定、改变、终止任务。

“星座”无人机作战系统采用模块化设计，即将作战系统拆分为若干模块，所有接口按标准化设计，从而可根据不同的作战任务，将不同的任务模块组合起来。模块如下：

根据作战任务，我们将其组合为：

a.“半人马座”无人机=“V”型机翼AA+通用机身BA +预警侦察模块CA

b.“双子座”无人机=小翼展前掠翼AC +通用机身BA +防空压制模块CB

c.“白羊座”无人机=大翼展前掠翼AB +通用机身BA+目标打击模块CC

通用机身模块BA外形采用飞翼式设计，上部光顺，下部扁平，有利于提高升阻比;长宽比较大，机身中部有蜂腰，有利于高速飞行。为了减少雷达反射截面，进气道进行S形设计，机身下部采用内埋式雷达舱＼弹舱设计，发动机尾喷口采用变截面锯齿形设计，减少红外辐射和雷达反射信号，发动机尾喷口下板可进行垂直方向±15?偏转。机身后部喷口两侧安装有襟翼。

“V”型机翼模块AA采用双“V”形设计，“V”型设计集合了前掠翼和后掠翼的双重优点。机翼前侧和后侧都安装有襟翼，机翼内部有油箱。小翼展前掠翼模块AC，后缘外侧安装有副翼，后缘内侧安装有襟翼，机翼内部有油箱。相对于后掠翼，前掠翼在高亚音速和超音速阶段仍然能保持很好的机动性能，在相同面积的情况下，前掠翼的升力要比后掠翼大30%，在满足设计指标的情况下，可以将机翼做到最小，从而减小雷达信号。大翼展前掠翼模块AB，与小翼展前掠翼模块AC相比，其翼展增加，前缘前掠角减少，机翼面积增大。从而增大了起飞重量，载弹量也随之增加。

“星座”无人机作战系统采用“一体化系统”地面控制中心，建在本土安全区域，战时，可根据实际需要在前线设立机动分站并配备搭载通讯中继模块的中继无人机。