哈军工对苏美空军导航设备的探索研究(转载):科学刀导航

  哈军工对苏美空军导航设备的探索研究

  作者:哈军工 空军工程系 二期学员 王曙律

  1958年,哈军工教育培养目标,由培养维护修理的军事工程师转向培养研究设计的军事工程师科学刀导航。教育培养目标转型要求教员首先学会如何研究设计我们国家自己的武器装备。1958 年春,哈军工空军工程系要求各专业从本专业做起,共同设计一种新式歼击机(东风113飞机),全系各专业教师和毕业班的学生都积极投入这一场战斗,希望通过这一真刀真抢地实干,设计出中国空军自己的装备。1961 午 6 月,东风 113 研制正式中止。

  东风113飞机研制的中止,并没有改变哈军工教师研究设计我们国家自己的武器装备的初衷科学刀导航。当时没有这方面可供直接参考的资料。空军导航教研室研究,从解剖分析苏联和美国现有空军装备入手。自1961年6月至1966年6月,先后对下滑信标系统、航向信标系统、低空无线电高度表和“塔康”(TACAN)是战术空中导航系统有关问题的研究探索。这些研究尽管刚刚起步、成果有限,但是这些举措,无疑还是有益的。现将当时情况概述如下:

  一、关于下滑信标系统和航向信标系统天线性能的分析

  下滑信标系统是仪表着陆系统中指示着陆航空器下滑信息设备的总称;航向信标系统是仪表着陆系统中指示着陆航空器偏离规定机场跑道航向设备的总称科学刀导航。

  鉴于空军事故多产生于飞机着陆操作失误有关,而快速给出下滑信息和航向信息是确保飞行员避免操作失误的重要保证科学刀导航。快速给出下滑信息和航向信息的关键,提高影响系统的灵敏度几个主要因素之一,在于地面天线方向性的设计。为此,教研室结合这两个系统天线工作原理,对两个系统天线方向性的分析,从而得出两个系统天线方向性最佳设计要求,并写出两篇论文,在1963年哈军工建校十周年学术报告会上宣读。由于当时地面导航设备都在机场,论文中的结论未能利用机场设备予以验证,后因“文化大革命”和哈军工解体,这一研究未能继续,不了了之。

  二、关于低空无线电高度表性能的分析和研究

  1961年以后,为了摸索如何从维护修理的教学转向研究设计,蔡以兴讲师和我以及实验室的教员一道,带领10名毕业班的学员,开始对美国的低空无线电高度表AN/APN-22进行解剖分析科学刀导航。当时美国空军使用的低空无线电高度表AN/APN-22,其高度误差较小,其设计思想和设计方法值得我们借鉴。

  起初一共提出108个问题需要研究分析,最后只有三个问题没有获得完满的答案,即由于没有频谱分析仪,对高度信号的谱特性没有得到验证;由于AN/APN-22所采用的磁控管,我国没有这样的生产厂家,在实验室无法进行国产元件的实验;当时国产的其他调频元器件尚难实现C波段大频偏的调频技术科学刀导航。尽管如此,这样的实践,我们不仅获得了无线电高度表的设计要义,而且对电路之间的匹配要点,有了新的认识。这项分析和研究工作没有进一步深入,不仅是国产器件水平较低,更因哈军工的解体和“文化大革命”的干扰破坏有关。

  当时教研室集中一定力量研究这样的课题,不仅是教学转型的需要,而且还想为我空军未来新型大型导航系统奠定相关的技术基础科学刀导航。

  拿低空无线电高度表“开刀”的设想无疑是正确的科学刀导航。

  低空无线电高度表,给出飞机低空飞行时的飞行高度信息科学刀导航。这一信息在飞机低空飞行和着陆飞行时是必不可少的重要信息。飞机在这种状态下,不仅飞机高度信息的准确度要求较高,而且这一信息在自动盲目着陆系统中更为重要。

  鉴于当时空军所用的苏军空军低空无线电高度表科学刀导航,其高度误差:

  -2 m < △H <+2 m

  这样大的高度误差,很难满足自动盲目着陆系统的要求科学刀导航。由此,解剖借鉴美军装备的技术优势,设计研制我军高精度的低空无线电高度表是毋容置疑的好事。

  考虑到自动盲目着陆系统是我空军未来必定要认真研究设计的项目科学刀导航。这个系统包括自动驾驶仪、计算机设备和导航仪表等装置。在这些导航设备中低空无线电高度表,占有举足轻重的作用。

  三、“塔康”(TACAN)系统的研究分析

  “塔康”(TACAN)是战术空中导航系统的简称,由美国于1955年研制成功,后被法国、德国、英国、加拿大、日本、韩国等广泛使用科学刀导航。主要用于为舰载机提供从几十千米到几百千米距离范围内的导航,保障飞机按预定航线飞向目标,机群的空中集结,以及在复杂气象条件下引导飞机归航和进场等。

  哈军工电子工程系导航教研室,研究分析“塔康”(TACAN)系统从1961年开始,至1966年“文化大革命”初期结束,历时三年科学刀导航。在这三年中,除广泛地收集资料编写教学讲义外,大体做了两件事,现分述如下:

  (一)“塔康”(TACAN)系统天线方向性总体技术指标的分析

  这一课题研究的目的,在于确定天线方向性特性对航向显示误差的影响科学刀导航。这是一个比较简单的问题,以这项研究分析的全部内容,形成一篇论文在1963年哈军工建院十周年的学术报告会上宣读。

  在这个课题之外,原拟研究论证“塔康”(TACAN)系统,发生脉冲的谱特性,这是一个比较复杂的问题科学刀导航。一是由于在系统的有效范围内,各个飞机发出的脉冲并不同步;二是当系统有效范围内飞机数量不足时,系统会自动发出相应的随机填充脉冲。为了完成这项研究,1964年开始着手搜集资料,然而,由于哈军工的解体和“文化大革命”的“停课闹革命”,这项研究被迫终止。

  (二)以“塔康”(TACAN)系统机上设备为内容科学刀导航,开展毕业设计

  1965年秋,哈军工再次搞教学改革,提出“三阶段教学”试验试点科学刀导航。哈军工电子工程系作为试点单位,要求毕业班的学生到研究所去搞“真刀真枪”的毕业设计。哈军工电子工程系经过研究决定,由导航教研室空军导航组的教员带领毕业班的学员,赴西安20所结合那里的研究试制项目,开展以研究试制“塔康”(TACAN)系统机上设备为内容的毕业设计工作。学院和研究所对这项工作都很重视,学院派出刘希琳、肖荣端、刘福声、王曙律等教师作为指导教师,研究所对参加相应课题组的学生都由课题组主持人带领和指导学生参加相应的具体工作。

  1966年2月初,毕业班的学生集体到达西安,开始投入具体的课题工作科学刀导航。在这期间研究所的设计人员和学院的教师,经常在一块切磋有关技术问题,例如刘福声教员还为降低接收机噪声提供了有效的建议,肖荣端教员还对有关机器结构问题出谋划策。十分遗憾,一个良好的开端,被“文化大革命”夭折了。

  1966年6月,赴西安20所参加以“塔康”(TACAN)系统机上设备为内容的全体教员和学生,奉命回学院参加“文化大革命”科学刀导航。这时,学院各级党委和行政机关忙于应付“造反”,没有人过问“真刀真枪”毕业设计的“经验教训”。

  一段虎头蛇尾的试验教学工作,被人遗弃科学刀导航。

  四、关于哈军工专业教学以研究设计军用装备为核心若干回顾

  自1958年至1966年,哈军工的专业教学一直以研究设计军用装备为核心科学刀导航。这一点,我有深刻的体会。我们空军导航教研室自学院教学培养目标转型以后,就开始考虑,如何使教研室的专业教学工作能够培养出来适应我空军需要的研究设计军事工程师,为此,在课程设置上做了全面的调整。

  1961年哈军工为了强化电子技术的优势,将空军工程系和海军工程系相关无线电专业,合并成立哈军工电子工程系科学刀导航。

  电子工程系成立导航教研室空军导航组,其课程设置全面落实了空军导航教研室的设想科学刀导航。在教员分工方面,依照专业发展方向定岗;在教学内容与课程设置方面既考虑部队当前的需要,又要体现部队未来发展的需求。

  当时,教员室分成测向导航组、测距导航组、多普勒导航组和综合导航组科学刀导航。测向导航和测距导航讲授各种无线电测向和测距原理和技术以及相应的典型设备;鉴于当时我国还没有多普勒导航系统和设备,这一专业课着重讲解原理和技术方法,并简要地介绍美军装备的组成,以便为学生打下良好的技术基础。在这方面,任课教员沈振康非常用心,翻译不少资料。很遗憾,随着哈军工的南迁和沈教员另有任务在身,这项研究没有在哈军工开花结果;综合导航以“塔康”(TACAN)系统和盲目着陆系统为教学内容。

  随着哈军工南迁,哈军工空军导航组和海军导航组的绝大部分成员,随着哈军工南迁,定居长沙国防科大科学刀导航。由于国防科大教学任务的调正,无论是空军导航组还是海军导航组,都领受了新的教学和科研任务。哈军工培养出来的导航专业骨干人才,没能为祖国的导航事业做出应有的贡献。这不能不是时代的遗憾。