无人机在现代信息化战争条件下扮演着重要角色，近年历次的局部战争和反恐活动表明，具备察打一体的无人机已成为目前和未来信息化战争和反恐战争的主要作战装备之一。而察打无人直升机相较于固定翼察打无人机，具有可垂直起降、使用灵活、可低空飞行、定点悬停精确侦察打击等优势，可伴随地面部队实现纵深作战，弥补低空战术作战任务需求，更适合于城市郊区或山区作战。

察打一体无人直升机作为武器挂载平台，发射导弹时的机弹相容性问题是研制该类平台必须研究解决的重要内容。机弹相容性主要包括武器适应性挂飞、后坐力对载机影响、导弹尾喷对载机影响，以及无人直升机旋翼下洗流等对弹道的影响几个方面。本文以中国直升机设计研究所研制的AV500W 察打无人直升机为例，详细阐述研制中机弹相容性技术的研究分析过程。

1 后坐力影响分析

1.1 后坐力测试

武器发射过程中产生的后坐力是引起机弹相容问题的关键因素。相较于载人直升机，轻小型无人直升机重量（质量）小，武器发射后坐力对载机的响应更为严重。武器后坐力不仅会对无人直升机结构强度、寿命产生影响，还会对其飞行特性产生影响。

后坐力主要是由导弹发射时发动机尾喷产生的推力挣脱导发架解锁力、摩擦力，克服自身重力、气动力，以及其他作用在载机上的力组成。后坐力一般通过地面发射试验测试最终确定，将应变片粘贴在应变较大而无应力集中的区域，以保证数据的线性与可靠性。试验采用全桥的测量方法，可以减小温度效应对电桥输出精度的影响,还能增大输出信号电压幅值,提高输出信号的灵敏度[1]。在武器挂梁靠近发射装置处粘贴几组应变片测量弯矩，根据发射导弹时应变片的应变响应峰值，则可计算出后坐力的大小。图1为某测点应变片响应曲线。应变片应变响应ε与后坐力F间的关系可表示为以下公式：

式中：?R为电阻变化，R为电阻。

根据试验结果，得出导弹的发射后坐力。从测点应变响应曲线变化可以得出：导弹发射对载机的作用力主要分两个阶段，首先是导弹离轨过程中克服解锁力和摩擦力等对无人直升机有一个正航向的作用力；其次是导弹离轨后，尾喷作用在武器挂架及发射装置等反航向的作用力。

图1 发射导弹测点应变响应时域曲线Fig.1 Time-domain curve of strain response at the measuring point of launch missile

1.2 发射响应仿真分析

对于轻小型无人直升机而言，武器发射后坐力带来的载机平台的位置姿态变化是影响飞机安全的重要因素，如何抑制发射响应是保证飞机平台迅速恢复到平衡状态的重要功能[2]。为了减小后坐力带来的影响，在飞控系统中加入后坐力补偿控制环节（见图2）[3]，并进行导弹发射响应仿真试验。

图2 后坐力补偿控制Fig.2 Recoil compensation control launch missile

根据地面发射试验结果，并结合无人直升机重量重心及转动惯量、修正后的风洞试验数据，对导弹发射后无人直升机的响应进行计算和分析，得出无人直升机悬停和前飞状态下导弹发射时响应曲线，图3为悬停状态下发射导弹载机平台的响应曲线，图4为前飞状态下发射导弹载机平台的响应曲线。

响应曲线图中，虚线部分为不接飞控增稳系统情况下响应，实线部分为接通飞控增稳系统情况下响应。结果表明，不接增稳系统，悬停发射偏航响应较大，前飞发射则滚转和偏航响应均较大；接通增稳系统后，各通道响应均得到极大的抑制，从悬停到最大速度，武器发射后各姿态变化均在2°以内。

图3 悬停状态下发射响应Fig.3 Launch response in hover state

图4 前飞状态下发射响应Fig.4 Launch response in forward flight

2 导弹尾喷仿真及影响

机弹相容性除发射后坐力带来的响应外，还包括导弹尾喷流场对直升机平台的影响。

根据有人直升机的设计经验可得，机弹相容突出的问题有以下几个方面：武器发射高速流场对平垂尾及尾桨的影响，发射冲击波对口盖及快卸锁的影响，高温尾喷的烧蚀影响，以及武器发射尾喷物有可能会对飞机机身、平垂尾或尾桨造成损伤，从而影响飞行安全。发动机尾焰温度场分布如图5所示。

图5 发动机尾焰温度场分布（单位：K）Fig.5 Temperature field distribution of engine tail flame(unit：K)

应用fluent 软件对导弹尾喷进行建模仿真，主要从温度、速度及压力等方面做影响分析。发射过程中，发动机尾焰压力场分布如图6所示。喷管轴线上压力分布如图7所示。

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