無人機即無人駕駛飛機，是機上沒有駕駛員，*程序控制自動飛行或者由人在地面或母機上進行遙控的飛機。它裝有自動駕駛儀、程序控制系統、遙控與遙測系統、自動導航系統、自動著陸系統等，通過這些系統實現遠距離控制飛行。無人機與有人駕駛的飛機相比，重量輕、體積小、造價低、隱蔽性好，特別宜于執行危險性大的任務。

　　自30 年代國外首次采用無線電操縱的模型飛機作為靶機以后，無人機的發展十分迅速。40年代，低空低速的小型活塞式靶機投入實用。50年代出現了高亞音速和超音速高性能的靶機。60年代以后，隨著微電子技術、導航與控制技術的發展，一些國家研制了無人駕駛偵察機。無人機的應用領域不斷擴大：在軍事上用于偵察、通信、反潛、電子對抗和對地攻擊；在民用上用于大地測量、資源勘探、氣象觀測、森林防火和人工降雨；在科研上用于大氣取樣、新技術研究驗證等。

　　中國無人機的研究始于50年代后期，1959年已基本摸索出安-2和伊爾-28兩種飛機的自動起降規律。60年代中后期投入無人機研制，形成了“長空”1靶機、無偵5高空照相偵察機和D4小型遙控飛機等系列，并以高等學校為依托建立了無人機設計研究機構，具有自行設計與小批生產能力。中國生產的各種型別的無人機，基本上滿足了國內軍需民用，并且逐步走向國際市場。

　　一、“長空”1靶機系列

　　靶機是供防空導彈、航空機炮、高射炮試驗和打靶用的無人駕駛飛機。50年代采用靶機主要是前蘇聯制造的拉-17。1968年，國家正式下達任務，要求南京航空學院研制“長空”1中高空靶機。1976年和1977年該院相繼研制成功“長空”1中高空靶機和1015B型雷達傘靶。1977年成立無人機研究室， 1979年又擴充成為無人機研究所。研究所設總體、結構強度與系統、無線電和電氣、發動機四個研究室和兩個生產車間。飛行控制系統研究室和特設車間設在自動控制工程系內。1977年以后，南京航空學院又相繼研制出“長空”1核試驗取樣機、“長空”1低空型和大機動型靶機?；緷M足了國產多種防空導彈打靶需要，成功地完成了核試驗穿云取樣任務。

　?。ㄒ唬伴L空”1中高空型靶機（CK1）

　　1960年代，由于蘇聯援助的取消、專家的撤離，解放軍空軍試驗用的拉-17無人靶機嚴重缺失，國家下決心搞自己的無人靶機，從而促生了長空一號。長空一號（CK-1）高速無人機由位于巴丹吉林沙漠的空軍某試驗訓練基地二站在1965年～1967年成功定型，主要負責人是被譽為“中國無人機之父”的中國工程院院士趙煦將軍。1966年12月6 日，長空一號首飛成功。實際上長空一號就是仿制拉-17的產品，從開始仿制到總體設計成功用了三個月。后轉由南京航空學院具體負責。在南航，該機型于 1976年底設計定型，總設計師為該校的郭榮偉。早在60年代末，該所開始了無人機的研制。長空一號研制成功后，在我國空空武器等試驗中發揮了重要作用。長空一號是一架大型噴氣式無線電遙控高亞音速飛機，可供導彈打靶或防空部隊訓練。長空一號經過適當改裝可執行大氣污染監控、地形與礦區勘察等任務。該機采用典型高亞音速布局，機身細長流線，機翼平直，展弦比大。水平尾翼呈矩形，安裝在垂直尾翼中部。機身前、后段為鋁合金半硬殼式結構。發動機及其進氣道裝在機身下部的吊艙內。翼尖短艙、尾翼翼尖、進氣道唇口、機頭與機尾罩均用玻璃鋼制造。中單翼結構的矩形機翼采用不對稱翼剖面，有2度的下反角，機翼安裝角為 0°45‘。機翼翼尖處吊有兩個翼尖短艙。水平尾翼安裝在垂直尾翼中部，平尾和垂尾均采用對稱翼剖面的矩形翼面。機翼和尾翼均為鋁合金單梁式薄壁結構。機載設備、自動駕駛儀分別裝在前后段，機身中段為壓力供油式油箱。設計中直接利用機身外殼s作為油箱壁，節省了重量。改進型號的機翼下有兩個小型副油箱。

　　長空一號的起飛非常有特色，采用一架可回收的發射車進行助推起飛。在一張澳大利亞“金迪維克”小車圖片的啟示下，趙煦找到了地面起飛車的靈感。飛機固定在發射車的三條短滑軌上，發動機艙底部有一推力銷，用于固定。起飛時飛機發動機啟動，帶動發射車開始滑跑。當滑跑速度達到275千米/時，飛機已經得到足夠的升力可以升空。這時推力銷在發射車上的冷氣作動筒作用下拔開，飛機脫離發射車，開始爬高。發射車因無動力而減速，隨后地面人員發出無線電指令，拋出制動傘，并控制剎車使發射車停住。發射車可重復使用。發射車內裝有航向自動糾偏系統，確保在1000米滑跑距離內航向偏離維持在30米內。發射車助推起飛固然減小了無人機本身的復雜程度，但與空投或火箭助推起飛方式相比，較為復雜和麻煩，當然好處是省卻了調用有人飛機作為母機。拉-17靶機使用空投方式放飛。

　　長空一號起飛85秒后，開始轉入機上程序機構控制飛行，之后由地面站通過雷達信息和其他手段，發出適當的無線電指令進行遙控。長空一號C型能進入地面武器射擊區域2到8次，提供射擊機會。

　　拉- 17使用的是推力較小的發動機，長空一號后來改用一臺改進的WP-6渦噴發動機，尾噴口改裝成固定式，可通過改變發動機轉速來調節推力，海平面額定靜推力 21.1千牛，最大靜推力24.5千牛。該發動機原為殲-6所采用。整體油箱的容量為820升，燃油質量600千克，B、C型加副油箱后，燃油質量達 840千克。由于WP-6發動機推力比原來的發動機大7倍，而長空一號外型不變，使得起飛過程中不可避免地產生了過早升力矩，致使靶機起飛試驗一直有問題。后來采取了與一般飛機起飛時減小低頭力矩、增強升力相反的方法，在長空一號起飛時加大其低頭力矩解決了這一問題。

　　長空一號的降落和世界其他無人機相比略顯笨拙，實際上是一種硬著陸。當其在無線電指令指引下進入預定著陸場地時，在500米高度自動拉起，然后進入無動力下滑。接地時保持較大的攻角，尾部首先著地，*發動機吊艙和尾噴口吸收部分撞擊能量，實現主體部分回收。機體經修復后即可再次使用。這種不完全的重復使用，對使用費用、維護難度上有較負面的作用。

　?。ǘ伴L空”1核試驗取樣機（CK1A）

　　國家于1977年3月下達了把“長空”1靶機改裝為核試驗取樣機的任務。

　　核試驗穿云取樣，是核武器研制工作的一個重要環節。過去用有人機取樣，不僅有可能損害飛行中央氣象臺健康，而且由于穿云時間安排較晚，取得樣品不夠新鮮，影響對試驗的鑒定、分析。南京航空學院科研人員懷著為國防建設服務，對飛行員的人身健康高度負責的責任感開展了研制工作。他們在短短的半年時間里就研制出三架取樣機并進行了多種試驗，在正式試用前又做了有殲6飛機跟蹤的模擬試飛。試驗與試飛表明，取樣機的研制是成功的。1977年9月17日，一架“長空”1 取樣機參加了中國一次核試驗的穿云取樣飛行。爆炸時，取樣機距爆炸中心150公里，飛機按照預定的航線飛行，打開取樣器門后兩次穿過煙云，十幾分鐘后在預定地點著陸。飛機基本完成，取樣器無損傷，取到了“新鮮”的樣品。

　　南京航空學院為核試驗工程提供了多架取樣機，先后參加四次核試驗，取到足夠劑量的樣品，圓滿地完成了預定任務。1980年，完全取代了有人機取樣的落后方式。

　　（三）“長空”1低空型靶機（CK1B）

　　為了滿足低空防空導彈試驗鑒定打靶需要，南京航空學院1980年2月開始研制“長空”1低空型靶機。該機是在中高空型靶機的基礎上改進改型而成的，主要改進是：發動機為適應低空飛行需要，采用了小推力的“低空巡航狀態”，相當于渦噴6發動機額定靜推力的40%；在兩機翼下各掛一只160升的副油箱，以加大航程；調整了飛行控制系統。

　　1982年5月18日，低空型靶機首次放飛，飛行48分鐘后安全著陸，首飛一次成功。1983年2月，被批準設計定型投入小批生產。以后陸續提供給國產低空導彈進行打靶試驗，滿足了使用需要。

　?。ㄋ模伴L空”1大機動型靶機（CK1C）

　　為了加強國防力量，對一批高性能導彈進行鑒定試驗，急需一種能在低空和中空做高速水平急轉彎飛行的大機動型靶機。這種靶機在中國尚屬空白，世界上也只有少數幾個國家能夠生產。

　　國家下達任務，軍方需要一種能作坡度為70～77度的高速水平大機動飛行的無人機，要求南京航空學院從1983年初開始，在一年半之內，研制出高性能的大機動靶機，并且隨后制造一批提供導彈打靶使用。任務艱巨，技術復雜，周期短促。這就要求在總體方案上不能有失誤，在試制生產上不能有返工，每項工作都要做得又快又好，有條不紊。接受任務后，南京航空學院急國家之所急，作出了全力以赴完成任務的決定，成立了以院長為首的研制領導小組，建立了總設計師系統和行政指揮系統，應用系統工程的管理辦法，試行承包責任制，使研制工作很快在全院鋪開。

　　總設計師呂慶風、副總設計師羅鋒主持確定了以長空1低空靶機為原準機的設計方案。面臨的技術關鍵是推力、結構、飛行控制、供油、電磁兼容、電網絡和飛行軌跡方面的改進設計。其中難度最大也最關鍵的首推飛行控制系統和供油系統。

　　C 型采用了適合大坡度轉彎飛行的供油系統。C型在中段機身前端加裝了一個全封閉油室，在飛行過程中保持充滿燃油的狀態，確保在所有的飛行姿態下都能連續供油。C型換裝了適合大坡度機動飛行的自動控制系統。其主要改進包括在副翼通道中引入滾轉角積分信號，提高對滾轉角的控制精度，保證左右兩邊建立坡度對稱；在升降舵通道中引入高度和高度變化率信號，改善了高度保持系統的動態性能，提高了平飛時高度的穩定性；在三個通道中加入軟化電路，在不影響原閉環回路的前提下，達到了控制平衡，及良好補償的效果。為避免過載超過規定值，采取了階躍改變減小升降舵通道中的控制量的措施。為防止嚴重排高，系統能及時退出轉彎，改為平飛或小過載飛行。C型的轉彎坡度分三擋，35度、60度和75.5度，分別表示一般機動、中機動和大機動飛行。

　　新的飛行控制系統要能保證按照合理的規律控制發動機推力和飛機的三個舵面，以實現飛行速度和飛行高度都比較穩定的急轉彎飛行。設計人員改進設計了自動駕駛儀的部件，進行地面離心轉臺試驗、全系統的數?；旌显囼灪蛯嵨飫討B模擬試驗，終于達到了技術要求。為實現大機動轉彎時的協調控制，美國采用高精度過載傳感器來調整坡度，保持過載。在國內還有沒有這種傳感器的情況下，設計人員創造性地采用國產其它設備來協調轉彎，達到定高飛行，同樣實現了機動過載。

　　為確保在機動飛行的正常供油，他們采取利用發動機壓縮空氣增壓供油的方案，設計出獨特的供油系統，突破了無人機研制中的又一技術關鍵。

　　1984年7月，兩架試飛樣機制造完成，9月在試驗基地試飛，一舉成功。水平轉彎的機動過載達到4G。到1984年底，南京航空學院又試制出8架大機動型靶機。在1985年2月至3月進行一種高性能導彈的鑒定試驗中，用4架靶機就完成5次導彈有效發射的供靶任務。

　　“長空”1大機動型靶機，具有滿足不同類型導彈靶試要求的優良性能?！伴L空”1靶機系列在研制過程中，除中高空型機有5次試飛失敗外，后面3個改進型都是首次試飛即告成功。迄今各種類型靶機已放飛許多架，無一飛行事故。