空氣動力院：僅用四年 研發兩款彩虹無人攻擊機

無人機是當今全球科技發展的熱點之一，現已有50多個國家裝備了無人機，其中美國和以色列無人機裝備數量已超過有人機。目前國際上無人機綜合水平的領先者是美國和以色列，我國的整體水平緊隨其後，也進入了國際先進水平之列。無人機是一種無人駕駛的航空器，它同導彈和有人機存在較大差別，導彈雖然也是無人駕駛，但導彈是以攻擊為目的的一次性使用的飛行器，因此其可靠性和成本概念同無人機不同，最重要的是飛行控制理念不同，導彈的飛行控制是單一的制導，而無人機飛行控制是飛行管理。無人機同有人機的最大區別是無人駕駛，因此無人機的信息綜合和飛行控制要更復雜，無人機的使用環境也與有人機不同，無人機更適用於危險環境和長時間使用。由於無人駕駛，無人機相對有人機成本大幅降低，這一點使無人機成為新概念和技術的探索試驗平台，特別是驗證空氣動力相關理論和技術。

空氣動力是研究飛行器飛行中受力和響應的一門學科，核心目標是解決飛行器飛得了和飛得好的問題，是飛行器最基礎的科學技術，也是飛行器先進與否最顯著的外形特徵。縱觀飛行器的發展史，外形特徵基本決定了飛行器屬於哪一代(如F86、F15和F22)，因此空氣動力是飛行器發展原始創新的重要推動力之一。新中國成立以來，空氣動力的發展都是圍繞國家飛行器的研製，也就是仿製這一模式。改革開放以來，我國航空航天科技快速發展，現已進入自主創新階段，空氣動力圍繞仿製這一研究模式已不適應飛行器和空氣動力學本身的發展，結合無人機特別適用於空氣動力新概念和新技術的試驗驗證平台的特點，中國航天空氣動力技術研究院在2000年決定進入無人機領域，試圖達到三個目標：建立飛行試驗技術體系以推動科技創新、推動空氣動力同多學科融合以及以科技創新模式推動無人機發展，即推動空氣動力學科的創新和進步以及無人機產業發展的雙豐收。

作為空氣動力基礎研究單位，我們要建立這一既適應空氣動力科技創新又適用無人機產業發展的工程技術體系面臨的困難是很大的。首先從單位內部條件來看，由於無論是飛行試驗還是無人機都是一種系統工程概念，專業分工廣泛，而單位本身專業缺口較大難以滿足工程研製需要;我們是從事基礎和應用研究的單位，是以搞科研為主，其文化不適應複雜大系統工程的研製;無人機這樣的系統必須要有一定的硬件條件來支撐，這也是我們面臨的一大難題。其次是從外部條件來分析，飛行試驗對空氣動力創新的推動作用外界大環境幾乎沒有認識，而我們要搞無人機也可能是多餘之舉，也就是説獲得國家和外界社會經費和項目上的支持可能性很小。種種困難擺在了我們面前，面對困難我們選擇了一種先易後難、以戰養戰、不斷跨越的戰略，即利用已有的空氣動力技術優勢，採用其他成熟技術從中低端無人機做起進入市場，在這一過程中實現文化轉型、團隊和條件建設以及贏利的目標，在具有一定的基礎條件之後，實現技術和經濟跨越而不斷地進步和發展。我們正式起步無人機研製始於2000年，經多年的努力，已基本完成了滿足無人機系統研製和飛行試驗的專業隊伍、工程研製文化和硬件支撐的體系建設。在自身體系建設的同時，我們也在經濟和技術方面取得了豐收，現今已是我國無人機批量出口最早和出口量最大的單位，年交付國內外用户無人機200架左右，完成科研和交付飛行試驗1000架次，無人機產品種類豐富，國內屬於首位，也是全球無人機型譜較全的製造商。

在無人機十多年的發展軌跡中，我們堅持以空氣動力的積累和優勢推進無人機的發展，利用CFD和風洞試驗技術優勢快速完成了CH-1/2的研製併成功進入市場實現小批量出口。藉助空氣動力漩渦和分離流的研究成果積累和複雜外形氣動設計技術以及大展弦比設計經驗，在短短的四年內成功研製了CH-3A和CH-4A/B二型偵察打擊一體化無人機系統，其綜合技術水平已進入國際先進水平之列，也是國際上性價比較為優異的二型著名無人機，提高了我國無人機在國際上的影響力，也為我們帶來了豐碩的經濟回報。

新概念無人機的研製同時推動了空氣動力技術的進步，在彩虹系列無人機發展的過程中必然要走向新概念和新型無人機，這也必然帶動了空氣動力向深度和廣度的進步。在研製臨近空間大型太陽能無人機和微小型無人機的過程中，碰到了低雷諾數(Re)流動的問題，低Re數空氣動力學由於應用需求少難題多，國內外此方面的研究都較少，通過無人機研製需求的牽引，我們在國內率先開展了這方面較為系統的研究，取得了豐富的理論研究成果，填補了此領域的部分空白，也使這二類新型無人機順利飛上藍天。

超低空飛行在軍事上是一種有效的突防攻擊模式，在航空物探等民用領域也有廣泛應用。然而超低空特別是極超低空(飛行高度小於5米)飛行，空氣動力和飛行力學特性同常規飛行模式有本質的不同，空氣動力特性更為複雜，通過相關無人機的研製，推動了超低空飛行空氣動力學相關理論和試驗技術的發展。

無人機的發展同樣也推進了空氣動力同相關學科的融合，如同非線性結構力學、飛行力學和飛行控制技術等。空氣動力飛行試驗是學科創新的必備條件，但其本身也要求有較好的工程技術體系做支撐，在經過十餘年無人機發展之後，開展空氣動力飛行試驗已具備較好條件，在此基礎上我們在2014年圓滿完成了我國空氣動力首個大型飛行試驗，取得多項飛行試驗測試數據，驗證了相關地面風洞試驗和理論計算的結果，實現了我國空氣動力科技工作者幾十年的夢想。

彩虹被我們托起，彩虹又使我們的天空更加美麗，經十餘年的辛勤耕耘，我們在創造彩虹品牌的同時，推動了空氣動力的發展以及同相關學科的交叉和融合，初步建立了空氣動力飛行試驗工程體系，未來我們將在這一基礎上施展更多的才華，煥發更多的創造力，為我國飛行器的發展和空氣動力的進步作出更大的貢獻。

簡介

李鋒 中國航天空氣動力技術研究院院長。長期從事空氣動力學研究，善於將理論同應用相結合。帶領團隊在基礎理論、工程應用和風洞建設等方面推動了我國航天空氣動力技術的發展。將自己的研究成果用於無人機設計，帶領團隊研製出“彩虹”系列無人機，豐富了我軍機械化、信息化裝備，同時批量出口。在資源探測、抗震救災和應急通訊等民用領域也發揮了重要作用。以偵察打擊一體化、微小型無人機、超低空飛行以及太陽能為動力等方面為特點的彩虹系列無人機已躋身世界先進無人機行列。

李鋒發表論文報告130餘篇，合作出版著作二部;獲國防科技一等獎1項、二等獎6項、三等獎8項;發明專利20項。曾獲全國五一勞動獎章、國家級百千萬人才、國家高新工程突出貢獻者、全國優秀黨員專家、首都科技盛典科技人物、AIAA Senior Member等榮譽。