北航回忆录：用于中越边境战争的小鹰五号小型无人驾驶摄 ...

小鹰五号（XY-05）小型无人驾驶摄像侦查飞机研制过程回忆

赵文利

2012年10月



1985年10月至1987年10月开展了小鹰五号小型无人机的研制。本人是项目的组织者，也是研制工作的总体设计师，对于有关情况了解最清楚，二十五年后撰写这篇回忆，为了留给后人，也为了给各位参加研制工作的同事一个交待。

一，    任务来源：与多数正规型号研制任务那种三报三批然后发文立

项开展研制的复杂程序不同，小鹰五号尝试了一条简化、快速、直接沟通前线作战部队、适应前方急需、自筹经费开展研制的新型途径。

1985年9月一天下午，按照通知前往坐落在爱民街的国防科工委，向国防科工委科技委副主任兼秘书长聂力汇报工作。期间办公室进来一位年长的男首长。聂力副主任告诉我，这是科技委杨世民副主任，刚刚从中越边境老山前线视察回来，杨主任也有事情要对你讲。杨主任说，前方作战中，侦查工作难度很大，部队付出代价不小。前线急迫需要无人驾驶侦察飞机，你们北航的无人机能够派上用场吗？我询问需要侦查的纵深范围，杨主任说当务之急还是战场，尤其是二十多公里纵深范围，比火炮射程再延伸一些就够了。我回答，北航研制成功并且已经在空军服役的无侦五当然非常成熟，但是航程2500公里，适合上千公里纵深的战略侦查，不适宜几十公里的战场小纵深的侦查。这样的侦查任务，需要研制开发小型、简易的战术无人侦察机。杨主任马上询问，这样的小型无人机，你们北航能搞吗？最快需要多长时间？我回答，北航应当能够完成这种研制开发任务，实际的研发工作，两年即可完成，但是如果加上正规的、常用的三报三批程序，研制周期就太长了。需要经费不多，我们可以暂时自筹经费，马上动手。杨主任说，你们放手干，一旦有了眉目，我给你们连络安排前线部队。于是，小型战术无人驾驶侦察机的研制就这样开始了。

二，    技术分解、研制人员落实、经费筹措：

在学校科研处工作多年，对于项目的组织、实施、技术管理比

较熟悉，而且通过参加六院组织的PERT培训，管理工作已经上升到更科学的阶段。加上自己多年跟踪国外无人驾驶技术的发展，开展顶层设计也相当顺手。

经费筹措：“六五”期间航空科技八大关键技术攻关规划与计

划实施过程中，在复合材料攻关领域，航空工业部科技局设立了一个“复合材料科研成果鉴定组”，负责这个领域科研成果的鉴定与交流推广。北航的吴云书教授是组长。鉴定组下设办公室，主任是宋焕成教授，副主任就是我。吴、宋两位教授说，他们擅长业务但是不熟悉机关事务，所以办公室的机关事务工作实际上由我操办。航空工业部每年拨给这个办公室四万元的成果评审会议经费以及办公经费。我留了个心眼，经费掌控上适当节省一些，五年间节省、积存了大约五万元，打算用来支持复合材料科技成果推广。现在，这笔经费正好用来研制开发复合材料结构的小型无人机的研制，这个项目的经费就这样解决了。

技术分解与人员配备：

1，         飞机机体设计与选型，由学校体育部的孙景桥和我共同

负责。我的工作主要是提出要求。判断是否满足要求，具体的设计、模型飞机的制做与试飞等等大量具体都由孙景桥承担。孙景桥毕业以后全部精力都献给了航模事业，本人获得国家颁发的运动健将称号，除去一段时间在学校生产组担任靶六型号研制的技术管理之外，几十年担当航空模型飞机设计与制做的教学工作。孙景桥在航模领域几乎登峰造极，请他担当飞机机体的设计与选型再恰当不过。

2，         图像系统，包括图像采集、远距实时传输、显示、记录

储存。这方面的工作又安排了两组人员、分别承担两种系统的任务。第一组，林德茂和龚晓实，负责600兆赫UHF图像传输系统的试验和测试。第二组，邢金林，开发80兆赫广播电视发射单元。邢金林开发的这个部件，是为了储备技术，实现这种小型无人机伴随地面坦克群或机动部队前进时，随时通过广播向地面车辆提供空中观察到的周边地形地物以及敌方部队运动情况。

3，         遥控系统：主要解决操控距离为15公里或25公里的遥

控装置。由杨昌华负责。杨昌华曾经参加无侦五大型无人机遥控遥测与信标三合一雷达（CKB测控标）地面站的研制。

4，         复合材料飞机的研制与生产。这部分工作由宋焕成、伍

必兴、崔成瑞带领材料科学与工程系复合材料专业的学生，结合毕业设计完成。最终的小鹰五号无人机的机体是复合材料结构、工程化、批量生产的产品。

三，    研制工作过程与时间节点简单回忆：

1，1985年9月领取任务。

2，1985年10月，系统顶层设计、技术分解、人员落实、经费落实。

3，1985年11月至1986年6月期间：

1）         设计、制做、试飞了从小鹰二号到五号共四种不同形式与结构的航模飞机。综合比较以后确定小鹰五号继续发展，其余三种飞机被淘汰。

2）         将小鹰五号飞机发展为复合材料结构的飞机，工程化，批量制做5架。

3）         图像传输系统（600兆赫UHF），1985年5月3日和5月10日，两度进行飞行试验与测试。5月3日，将图像传输系统的采集、调制、功放与鞭状天线发射部分装在MF—4（蜜蜂—4）有人驾驶超轻型飞上进行图像传输试验。需要说明，后来发展出来另外一种载荷更大的三座超轻型飞机，命名为MF—4，原来用来做图像传输飞行试验的是一种过渡型号。5月3日的飞行试验，飞机在十三陵水库周围飞行，螺旋天线地面接收部分设立在北京昌平沙河机场。试验成功，直线传输距离12公里。5月10日试验，飞机仍然在十三陵水库周边飞行，高度1000米。地面接收装备两套，第一套设立在沙河机场，第二套设立在北航老主楼第五层楼顶，就在第六层室外。从十三陵到学校老主楼，直线距离30公里。图像传输成功。测试得知，在沙河机场的地面接收装置，高频头信号场强为70％—90％，图像清晰。在老主楼楼顶的接收装置的高频头信号场强为60％—70％，30公里距离处比12公里处的信号弱，图像清晰度有所降低，但是仍然可以清楚辨识汽车等目标。

4）         小鹰五号第一次试飞，1986年6月1日，沙河机场，试验项目为滑跑起飞、滑跑着陆、垂直剖面筋斗、进入螺旋并成功改出、飞行速度测量、滑翔性能试验等。试飞项目全部成功完成。

5）         第二次试飞，6月2日，沙河机场，这次试飞是为了进行飞行表演，重复第一次试飞的科目。

6）         第三次试飞，6月22日，大兴县芦城，国家体委航空模型与航海模型试验场，小鹰五号02架飞机试飞，配日本出产的OS—90发动机。试飞结束时出现螺旋桨断桨故障，飞机顺利滑翔着陆。

7）         第四次试飞，6月30日，大兴芦城，还是试飞小鹰五号02架飞机，载重5公斤，飞第三个起落时螺旋桨再次断桨。接连两次断桨，说明小鹰五号比通常的航模飞机更大、更重、发动机功率更大，通常航模使用的木质螺旋桨的强度不够。此后改用酚醛树脂复合材料螺旋桨，再没有发生螺旋桨断桨故障。

8）         第五次试飞，7月6日，大兴芦城，小鹰五号01架与02架都进行试飞，主要试验科目是着陆后撞网减速阻拦回收。试验成功。发现对飞行操控提出更严格要求。撞网操控有一定技术难度。

9）         第六次试飞，7月22日，小鹰五号02架升限试飞。到达1000米高度时，肉眼已经看不见，只好降落回收。

10）    第七次试飞，8月2日，使用一型靶机试飞，使用高炮指挥镜观测。肉眼已经看不见，通过高炮指挥镜观测跟踪飞到1500米高度，然后降落回收。还用靶机和BRC（北京遥控）制做的增程遥控器完成了2500米远距遥控飞行试验。最后试飞小鹰五号02架低空与高空性能。低空操控性能良好。飞高空时恰与上升气流，发动机停车滑翔，经过大约五分钟飞机才着陆，感觉小鹰五号的滑翔性能很好。

11）    第八次试飞，8月22日，大兴芦城，小鹰五号03架与04架试飞，其中一架换装深圳生产的三叶牌15毫升发动机。起初三叶发动机不能正常工作，改装油针后工作正常。04架飞机的机体移交民航北京维修基地由德国汉莎航空公司派来的技术顾问，航模爱好者马修斯。马修斯早先赠送我们超大广角蔡司镜头一部以及180度广角蔡司鱼眼镜头一部。

12）    第九次试飞，9月28日，大兴芦城，小鹰五号05架试飞，带照相机摄影飞行。试飞成功。移交给北京农业大学航空摄影队使用。

13）    第十次试飞，10月12日，大兴芦城，小鹰五号图像传输试飞。装备松下A2N摄像机、600兆UHF图像传输系统的采集、调制、高频、发射天线以及镍镉电池组，重量约6公斤，在一公里目视范围内飞行，图像传输正常，地面站接收效果良好并录像记录。

四，    与27军高炮旅的合作：

1986年在老山前线作战的第27军准备接收并使用小鹰五号系

统。由于高炮旅掌握使用二型靶机的经验（配合高炮打靶训练），责成高炮旅到北航学习并接收使用。在1986年暑假前派王和平参谋前来北航考察、联络。回到前线后再派来航模班的班长带领两名战士来北航参观学习。回到前方以后，高炮旅来电指定日期，请北航派人带小鹰五号到昆明交接。我因届时参加航空工业部重要会议不能随队前往，安排熊寅生老师带队前往。就在北航人员出发前夕，27军传来信息，形势变化。根据中央指示，前线停火，作战行动取消，小鹰五号没有前往参战。

五，    小鹰五号研制开发中的一些简便有效的技术措施：

1，         飞机机体设计，查阅外国有关资料，参观兄弟单位。查阅

资料，比较中意的是英国空中加油公司开发的一种“渡鸦”电视图像传输小型无人机。“渡鸦”的英文是“Raven”，这个名称经过二十多年仍然在应用。美国的Raven一直发展到现在，其缩小型成为手掷起飞的翼展不到两米的电视图像传输无人机，在阿富汗战场还在应用。1986年时的英国的“渡鸦”，我们查到仅仅一个页面的资料。此前我们已经设计制做过三种样机，包括双尾撑的和V型尾翼的，还有一种载荷舱容积尽量大的。选择双尾撑结构的目的是实现发动机后置的推浆推进的布局。这样的布局可以在前端安置摄像机。在拜访兄弟单位时，郑州炮校曾经利用部队广为使用的二型靶机，在机身中段腹部开窗，安置一台摄像机，空中摄像以后回收飞机，取出摄像机，然后回放录像，观看图像。他们发现，机头的发动机喷出来的含油废气很容易污染其下游的摄像机的镜头，影响相当大。小鹰五号设计中一定要采用发动机后置，保证摄像机位于飞机机身最前端，保证镜头清洁、不受任何污染。为此应当采用双尾撑布局。双尾撑布局结构比较复杂，技术难度大一些。后来发现的英国的“渡鸦”，采用发动机后置，推浆推进。由于采用下置尾撑，巧妙解决了发动机与螺旋桨适与机身的干涉问题，而且机身结构简单。所以，小鹰五号候选四种样机中，最终采取了类似英国“渡鸦”的结构，只是翼展略有增加。小鹰五号机翼的翼型采用NACA23012，在航模飞机中我们经常采用这种翼型，技术成熟。机翼形状采用平直矩形，将来制做复合材料飞机时工艺方便。

2，         图像传输系统开发了两种，主要应用的是600兆UHF系统，

备用或选用系统是80兆广播电视系统。备用或选用的系统是用来向地面行进中的战车和机械化部队实时广播传输空中观察到的战场实时情况的战术任务。600兆UHF系统实际上是采用航天504所开发的卫星图像传输系统的民用版，他们将这个产品交给河南鹤壁的一家工厂生产，产品名称是KD-2，含义是开路电视－2。KD-2还是军品，大量用于部队。为了服务前线，工厂在中越边境老山一带进行了试验，两个山头之间电视图像传输，最大传输距离达到150公里。该系统配备有多种天线，包括刀型天线、鞭状天线和螺旋天线。其中多圈螺旋天线的方向性最好，150公里的最远传输距离就是使用螺旋天线发射、螺旋天线接收而实现的。小鹰五号不能安装尺寸大约1米的螺旋天线，而且飞行中方向总在变化，所以采用短鞭状天线空中发射，螺旋天线地面接收。采用螺旋天线地面接收还有另外一个好处，由于螺旋天线方向性好，指向性能高，通过接收装置高频头的信号场强表能够找到目视看不见的远方发射源和小鹰五号的方位，两套接收装置拉开一定距离布置，通过两个螺旋天线的指向，还能确定远方空中小鹰五号飞机的位置，通过计算还能得出距离、方位和高度。当然，这仅仅是比较粗略的定位，当然不能与雷达比较。还有一个戏剧性的问题。我选定KD-2装置以后，从鹤壁工厂买来两套。安排林德茂与龚晓实老师进行测试与试验，包括在有人驾驶的蜜蜂－4上进行飞行中的天对地电视图像传输试验。但是，作为军品使用的KD-2的尺寸相当大，尽管已经控制到便携的结构，与航模飞机比较还是太大了。准备安装到小鹰五号飞机上面的采样、调制、功放、发射、电源、显示仪表部分，集中在一个机箱内，机箱尺寸大约500 mm X 350mm X 200mm。机箱比飞机机身还要大，根本无法安装。其实我早有打算，届时请林老师将机箱打开，原来采样、调制、功放、发射集中组装在机箱内部的一个尺寸为200mm X 130mm X 50mm的金属盒内，这个小盒子的体积仅仅是外面大机箱的百分之五，这个小金属盒，正好能够装入小鹰五号的机身。

第二套图像传输装置，发射功率1瓦，在校园附近市区试验时传输距离大约两公里。野外环境可能更远一些。必要时可以适当增加发射功率，扩大覆盖范围。

3，         小鹰五号地面遥控部分也遇到了技术难题。曾经打算利用

北航力量自行开发。调研后发现买不到大功率功放器件。如果到国外订货，周期太长。采用市售的PCM航模遥控系统，功率不超过1瓦，作用距离不超过1公里，不能满足小鹰五号作战半径的需要。我提出设想，是否可以在航模遥控系统的发射与接收之间增加一个功率提升器，扩大发射功率，增加作用距离。杨昌华老师讲，他的同学在电子工业部设置在武汉的一个工厂工作。他们厂的产品中有坦克电台，通讯距离达到五十公里，可以找他们解决。我和杨老师前往武汉，拜访他的老同学，联合设计，工厂制做，研制成功两套功率提升器，理论上能够将原来PCM航模遥控系统的作用距离酷扩大到50公里。这种功率提升器，需要使用与之匹配的三米长的坦克天线。这样的坦克天线很贵，我们仅仅购买了一套。产品运到北航，开始进行试验。在老主楼楼顶假设了这套装置，树立起坦克天线。开始试验，发现发射出来的功率太小了，根本不是预期的效果。仔细研究，天线架设有问题，在坦克上天线下面是庞大的坦克车身金属反射体，我们的架设是孤零零的一根天线。是否问题出在这里？当即从库房拉来一张铝板，尺寸大小接近坦克。将整张铝板垫在天线下面，功率马上出来了。试验中杨昌华带着助手，携带航模遥控系统的接收机和舵机前往颐和园，登高到佛香阁。通过从公安部借来的的大功率对讲机，我们给出舵令，佛香阁那边立即看到舵机响应。反复试验，遥控指令传输正常。佛香阁距离北航大约10公里，需要到更远的敌方再次试验。杨老师他们又赶到香山。乘缆车到达鬼见愁山顶。试验显示，遥控指令仍然畅通。北航与香山的距离已经达到大约15公里。天色已晚，附件又难以找到适合的山头景点，试验就此结束。试验证明，这种将航模遥控系统增程的设计是成功的。



4，         小鹰五号的操控：准备了两套操控驾驶技术。第一种是已

经熟练驾驭的航模飞机目视操控技术。这种技术用于近距、目视范围内操控。第二种是按照机载摄像机传来的图像来驾驶小鹰五号。掌握了超轻型飞机的驾驶员，按照小鹰五号传来的前方图像，也就是飞机正前方（视线向下方略有偏转）的景象，包括地平线的景象来驾驶。这种操控驾驶技术适用于目视范围以外的远距飞行。一般配备两个操控手，其一熟悉近距目视驾驶，另外一名熟悉按照景象驾驶。后者对于已经掌握了超轻型飞机驾驶的操作手并不困难，经过一定的练习即可掌握，何况视场还可以通过摄像机的变焦适当扩大或集中。

5，         小鹰五号复合材料飞机的制做：机翼、水平尾翼与垂直尾

翼内部是泡沫塑料，从板材上面按照翼型样板使用电热丝切割成形。泡沫夹心外表面贴敷玻璃钢蒙皮。由于机翼采取矩形平直翼形状，使得复合材料机翼和尾翼的制做比较顺利。机身的尾撑是正方形剖面逐渐缩小的空心锥形玻璃钢结构。在木制芯模上贴敷缠绕涂胶玻璃布成形。尽管木芯具有锥度，但是实际制做过程中，有时还是遇到脱模困难。机身设备舱以及发动机安装架部分，内部是轻木结构，外层包覆玻璃钢蒙皮。机翼与机身的连接依靠内置于机身和机翼内的榫槽结构实现，运输中机身与机翼分开，飞行前将机翼与机身连接固定。实践证明，复合材料结构的强度相当好，发生轻微碰撞时能够维持形状，很少损坏。



六，    后记：

从1987年到现在，时光已经经过了25年，有关的技术，特别

是通信技术与光电技术发生了非常巨大的进步与变化。现在，图像实时传输装备已经小型化、数字化、集成化，更轻、更小，而且已经商品化、系列化，很容易从市场采购。光电技术变化更显著。当年小鹰五号选择尽量轻、小的摄象机，寻找到的松下A2N摄象机的重量超过1公斤，外廓尺寸达到近200mm。那时摄象机的成像光电部件还是玻璃制做的SITICON摄像管，易损、易碎、体积与重量大。后来才出现CCD等固体器件。现在的固体器件已经轻、小到可以安装在手机内。当然，用来侦查，保证图像质量，光学镜头的口径与尺寸不能无限制地缩小。自动驾驶飞行控制与导航装置也已经微型化。如果将这些技术进步移植到小鹰五号，仍然可以开发成功效能大大提高的小型无人驾驶飞机。

在那个时代，两年内开发出小鹰五号，应该是一个成功的实例。

小鹰五号研制开发过程，不仅得到了产品，更重要的是锻炼了队伍小鹰五号研制开发过程中的有关技术思想，成为大家后续研制开发工作的宝贵经验。

小鹰五号的研制开发，得到了沈士团（后来任校长）、黄泽梓

（后来任副校长）、李志芳（时任科研处处长）等领导以及科研处科研科全体老师的关怀与支持。他们都发挥了重要作用。

1992年北航建校四十周年时。时任科研处学术交流科长的杨昌

华组织编写出版了一套科研论文集。在文集的型号研制篇中包括了我和伍必兴老师合写的小鹰五号研制过程的回忆。遗憾的是这个文集虽然当时印刷了许多，但是如今已经很难找到。学校五十周年校庆，校史馆与学校科技创新馆寻找资料，涉及小鹰五号的资料一直没有找到。我细心收藏的一本刊载小鹰五号研制过程回忆的文集，几年前被他人借走后再也没有回来。据说杨昌华老师那里可能还保留着一册。我们年纪都已经超过七十岁，趁着现在还不糊涂，找出当年度工作笔记，重新撰写了这篇回忆，再过几年，我们糊涂了、走了的时候，这篇文字记录还能够代替我们话说当年。



赵文利  2012年10月
http://slxh.buaa.edu.cn/kx060212.htm小鹰五号（XY-05）小型无人驾驶摄像侦查飞机研制过程回忆

赵文利

2012年10月



1985年10月至1987年10月开展了小鹰五号小型无人机的研制。本人是项目的组织者，也是研制工作的总体设计师，对于有关情况了解最清楚，二十五年后撰写这篇回忆，为了留给后人，也为了给各位参加研制工作的同事一个交待。

一，    任务来源：与多数正规型号研制任务那种三报三批然后发文立

项开展研制的复杂程序不同，小鹰五号尝试了一条简化、快速、直接沟通前线作战部队、适应前方急需、自筹经费开展研制的新型途径。

1985年9月一天下午，按照通知前往坐落在爱民街的国防科工委，向国防科工委科技委副主任兼秘书长聂力汇报工作。期间办公室进来一位年长的男首长。聂力副主任告诉我，这是科技委杨世民副主任，刚刚从中越边境老山前线视察回来，杨主任也有事情要对你讲。杨主任说，前方作战中，侦查工作难度很大，部队付出代价不小。前线急迫需要无人驾驶侦察飞机，你们北航的无人机能够派上用场吗？我询问需要侦查的纵深范围，杨主任说当务之急还是战场，尤其是二十多公里纵深范围，比火炮射程再延伸一些就够了。我回答，北航研制成功并且已经在空军服役的无侦五当然非常成熟，但是航程2500公里，适合上千公里纵深的战略侦查，不适宜几十公里的战场小纵深的侦查。这样的侦查任务，需要研制开发小型、简易的战术无人侦察机。杨主任马上询问，这样的小型无人机，你们北航能搞吗？最快需要多长时间？我回答，北航应当能够完成这种研制开发任务，实际的研发工作，两年即可完成，但是如果加上正规的、常用的三报三批程序，研制周期就太长了。需要经费不多，我们可以暂时自筹经费，马上动手。杨主任说，你们放手干，一旦有了眉目，我给你们连络安排前线部队。于是，小型战术无人驾驶侦察机的研制就这样开始了。

二，    技术分解、研制人员落实、经费筹措：

在学校科研处工作多年，对于项目的组织、实施、技术管理比

较熟悉，而且通过参加六院组织的PERT培训，管理工作已经上升到更科学的阶段。加上自己多年跟踪国外无人驾驶技术的发展，开展顶层设计也相当顺手。

经费筹措：“六五”期间航空科技八大关键技术攻关规划与计

划实施过程中，在复合材料攻关领域，航空工业部科技局设立了一个“复合材料科研成果鉴定组”，负责这个领域科研成果的鉴定与交流推广。北航的吴云书教授是组长。鉴定组下设办公室，主任是宋焕成教授，副主任就是我。吴、宋两位教授说，他们擅长业务但是不熟悉机关事务，所以办公室的机关事务工作实际上由我操办。航空工业部每年拨给这个办公室四万元的成果评审会议经费以及办公经费。我留了个心眼，经费掌控上适当节省一些，五年间节省、积存了大约五万元，打算用来支持复合材料科技成果推广。现在，这笔经费正好用来研制开发复合材料结构的小型无人机的研制，这个项目的经费就这样解决了。

技术分解与人员配备：

1，         飞机机体设计与选型，由学校体育部的孙景桥和我共同

负责。我的工作主要是提出要求。判断是否满足要求，具体的设计、模型飞机的制做与试飞等等大量具体都由孙景桥承担。孙景桥毕业以后全部精力都献给了航模事业，本人获得国家颁发的运动健将称号，除去一段时间在学校生产组担任靶六型号研制的技术管理之外，几十年担当航空模型飞机设计与制做的教学工作。孙景桥在航模领域几乎登峰造极，请他担当飞机机体的设计与选型再恰当不过。

2，         图像系统，包括图像采集、远距实时传输、显示、记录

储存。这方面的工作又安排了两组人员、分别承担两种系统的任务。第一组，林德茂和龚晓实，负责600兆赫UHF图像传输系统的试验和测试。第二组，邢金林，开发80兆赫广播电视发射单元。邢金林开发的这个部件，是为了储备技术，实现这种小型无人机伴随地面坦克群或机动部队前进时，随时通过广播向地面车辆提供空中观察到的周边地形地物以及敌方部队运动情况。

3，         遥控系统：主要解决操控距离为15公里或25公里的遥

控装置。由杨昌华负责。杨昌华曾经参加无侦五大型无人机遥控遥测与信标三合一雷达（CKB测控标）地面站的研制。

4，         复合材料飞机的研制与生产。这部分工作由宋焕成、伍

必兴、崔成瑞带领材料科学与工程系复合材料专业的学生，结合毕业设计完成。最终的小鹰五号无人机的机体是复合材料结构、工程化、批量生产的产品。

三，    研制工作过程与时间节点简单回忆：

1，1985年9月领取任务。

2，1985年10月，系统顶层设计、技术分解、人员落实、经费落实。

3，1985年11月至1986年6月期间：

1）         设计、制做、试飞了从小鹰二号到五号共四种不同形式与结构的航模飞机。综合比较以后确定小鹰五号继续发展，其余三种飞机被淘汰。

2）         将小鹰五号飞机发展为复合材料结构的飞机，工程化，批量制做5架。

3）         图像传输系统（600兆赫UHF），1985年5月3日和5月10日，两度进行飞行试验与测试。5月3日，将图像传输系统的采集、调制、功放与鞭状天线发射部分装在MF—4（蜜蜂—4）有人驾驶超轻型飞上进行图像传输试验。需要说明，后来发展出来另外一种载荷更大的三座超轻型飞机，命名为MF—4，原来用来做图像传输飞行试验的是一种过渡型号。5月3日的飞行试验，飞机在十三陵水库周围飞行，螺旋天线地面接收部分设立在北京昌平沙河机场。试验成功，直线传输距离12公里。5月10日试验，飞机仍然在十三陵水库周边飞行，高度1000米。地面接收装备两套，第一套设立在沙河机场，第二套设立在北航老主楼第五层楼顶，就在第六层室外。从十三陵到学校老主楼，直线距离30公里。图像传输成功。测试得知，在沙河机场的地面接收装置，高频头信号场强为70％—90％，图像清晰。在老主楼楼顶的接收装置的高频头信号场强为60％—70％，30公里距离处比12公里处的信号弱，图像清晰度有所降低，但是仍然可以清楚辨识汽车等目标。

4）         小鹰五号第一次试飞，1986年6月1日，沙河机场，试验项目为滑跑起飞、滑跑着陆、垂直剖面筋斗、进入螺旋并成功改出、飞行速度测量、滑翔性能试验等。试飞项目全部成功完成。

5）         第二次试飞，6月2日，沙河机场，这次试飞是为了进行飞行表演，重复第一次试飞的科目。

6）         第三次试飞，6月22日，大兴县芦城，国家体委航空模型与航海模型试验场，小鹰五号02架飞机试飞，配日本出产的OS—90发动机。试飞结束时出现螺旋桨断桨故障，飞机顺利滑翔着陆。

7）         第四次试飞，6月30日，大兴芦城，还是试飞小鹰五号02架飞机，载重5公斤，飞第三个起落时螺旋桨再次断桨。接连两次断桨，说明小鹰五号比通常的航模飞机更大、更重、发动机功率更大，通常航模使用的木质螺旋桨的强度不够。此后改用酚醛树脂复合材料螺旋桨，再没有发生螺旋桨断桨故障。

8）         第五次试飞，7月6日，大兴芦城，小鹰五号01架与02架都进行试飞，主要试验科目是着陆后撞网减速阻拦回收。试验成功。发现对飞行操控提出更严格要求。撞网操控有一定技术难度。

9）         第六次试飞，7月22日，小鹰五号02架升限试飞。到达1000米高度时，肉眼已经看不见，只好降落回收。

10）    第七次试飞，8月2日，使用一型靶机试飞，使用高炮指挥镜观测。肉眼已经看不见，通过高炮指挥镜观测跟踪飞到1500米高度，然后降落回收。还用靶机和BRC（北京遥控）制做的增程遥控器完成了2500米远距遥控飞行试验。最后试飞小鹰五号02架低空与高空性能。低空操控性能良好。飞高空时恰与上升气流，发动机停车滑翔，经过大约五分钟飞机才着陆，感觉小鹰五号的滑翔性能很好。

11）    第八次试飞，8月22日，大兴芦城，小鹰五号03架与04架试飞，其中一架换装深圳生产的三叶牌15毫升发动机。起初三叶发动机不能正常工作，改装油针后工作正常。04架飞机的机体移交民航北京维修基地由德国汉莎航空公司派来的技术顾问，航模爱好者马修斯。马修斯早先赠送我们超大广角蔡司镜头一部以及180度广角蔡司鱼眼镜头一部。

12）    第九次试飞，9月28日，大兴芦城，小鹰五号05架试飞，带照相机摄影飞行。试飞成功。移交给北京农业大学航空摄影队使用。

13）    第十次试飞，10月12日，大兴芦城，小鹰五号图像传输试飞。装备松下A2N摄像机、600兆UHF图像传输系统的采集、调制、高频、发射天线以及镍镉电池组，重量约6公斤，在一公里目视范围内飞行，图像传输正常，地面站接收效果良好并录像记录。

四，    与27军高炮旅的合作：

1986年在老山前线作战的第27军准备接收并使用小鹰五号系

统。由于高炮旅掌握使用二型靶机的经验（配合高炮打靶训练），责成高炮旅到北航学习并接收使用。在1986年暑假前派王和平参谋前来北航考察、联络。回到前线后再派来航模班的班长带领两名战士来北航参观学习。回到前方以后，高炮旅来电指定日期，请北航派人带小鹰五号到昆明交接。我因届时参加航空工业部重要会议不能随队前往，安排熊寅生老师带队前往。就在北航人员出发前夕，27军传来信息，形势变化。根据中央指示，前线停火，作战行动取消，小鹰五号没有前往参战。

五，    小鹰五号研制开发中的一些简便有效的技术措施：

1，         飞机机体设计，查阅外国有关资料，参观兄弟单位。查阅

资料，比较中意的是英国空中加油公司开发的一种“渡鸦”电视图像传输小型无人机。“渡鸦”的英文是“Raven”，这个名称经过二十多年仍然在应用。美国的Raven一直发展到现在，其缩小型成为手掷起飞的翼展不到两米的电视图像传输无人机，在阿富汗战场还在应用。1986年时的英国的“渡鸦”，我们查到仅仅一个页面的资料。此前我们已经设计制做过三种样机，包括双尾撑的和V型尾翼的，还有一种载荷舱容积尽量大的。选择双尾撑结构的目的是实现发动机后置的推浆推进的布局。这样的布局可以在前端安置摄像机。在拜访兄弟单位时，郑州炮校曾经利用部队广为使用的二型靶机，在机身中段腹部开窗，安置一台摄像机，空中摄像以后回收飞机，取出摄像机，然后回放录像，观看图像。他们发现，机头的发动机喷出来的含油废气很容易污染其下游的摄像机的镜头，影响相当大。小鹰五号设计中一定要采用发动机后置，保证摄像机位于飞机机身最前端，保证镜头清洁、不受任何污染。为此应当采用双尾撑布局。双尾撑布局结构比较复杂，技术难度大一些。后来发现的英国的“渡鸦”，采用发动机后置，推浆推进。由于采用下置尾撑，巧妙解决了发动机与螺旋桨适与机身的干涉问题，而且机身结构简单。所以，小鹰五号候选四种样机中，最终采取了类似英国“渡鸦”的结构，只是翼展略有增加。小鹰五号机翼的翼型采用NACA23012，在航模飞机中我们经常采用这种翼型，技术成熟。机翼形状采用平直矩形，将来制做复合材料飞机时工艺方便。

2，         图像传输系统开发了两种，主要应用的是600兆UHF系统，

备用或选用系统是80兆广播电视系统。备用或选用的系统是用来向地面行进中的战车和机械化部队实时广播传输空中观察到的战场实时情况的战术任务。600兆UHF系统实际上是采用航天504所开发的卫星图像传输系统的民用版，他们将这个产品交给河南鹤壁的一家工厂生产，产品名称是KD-2，含义是开路电视－2。KD-2还是军品，大量用于部队。为了服务前线，工厂在中越边境老山一带进行了试验，两个山头之间电视图像传输，最大传输距离达到150公里。该系统配备有多种天线，包括刀型天线、鞭状天线和螺旋天线。其中多圈螺旋天线的方向性最好，150公里的最远传输距离就是使用螺旋天线发射、螺旋天线接收而实现的。小鹰五号不能安装尺寸大约1米的螺旋天线，而且飞行中方向总在变化，所以采用短鞭状天线空中发射，螺旋天线地面接收。采用螺旋天线地面接收还有另外一个好处，由于螺旋天线方向性好，指向性能高，通过接收装置高频头的信号场强表能够找到目视看不见的远方发射源和小鹰五号的方位，两套接收装置拉开一定距离布置，通过两个螺旋天线的指向，还能确定远方空中小鹰五号飞机的位置，通过计算还能得出距离、方位和高度。当然，这仅仅是比较粗略的定位，当然不能与雷达比较。还有一个戏剧性的问题。我选定KD-2装置以后，从鹤壁工厂买来两套。安排林德茂与龚晓实老师进行测试与试验，包括在有人驾驶的蜜蜂－4上进行飞行中的天对地电视图像传输试验。但是，作为军品使用的KD-2的尺寸相当大，尽管已经控制到便携的结构，与航模飞机比较还是太大了。准备安装到小鹰五号飞机上面的采样、调制、功放、发射、电源、显示仪表部分，集中在一个机箱内，机箱尺寸大约500 mm X 350mm X 200mm。机箱比飞机机身还要大，根本无法安装。其实我早有打算，届时请林老师将机箱打开，原来采样、调制、功放、发射集中组装在机箱内部的一个尺寸为200mm X 130mm X 50mm的金属盒内，这个小盒子的体积仅仅是外面大机箱的百分之五，这个小金属盒，正好能够装入小鹰五号的机身。

第二套图像传输装置，发射功率1瓦，在校园附近市区试验时传输距离大约两公里。野外环境可能更远一些。必要时可以适当增加发射功率，扩大覆盖范围。

3，         小鹰五号地面遥控部分也遇到了技术难题。曾经打算利用

北航力量自行开发。调研后发现买不到大功率功放器件。如果到国外订货，周期太长。采用市售的PCM航模遥控系统，功率不超过1瓦，作用距离不超过1公里，不能满足小鹰五号作战半径的需要。我提出设想，是否可以在航模遥控系统的发射与接收之间增加一个功率提升器，扩大发射功率，增加作用距离。杨昌华老师讲，他的同学在电子工业部设置在武汉的一个工厂工作。他们厂的产品中有坦克电台，通讯距离达到五十公里，可以找他们解决。我和杨老师前往武汉，拜访他的老同学，联合设计，工厂制做，研制成功两套功率提升器，理论上能够将原来PCM航模遥控系统的作用距离酷扩大到50公里。这种功率提升器，需要使用与之匹配的三米长的坦克天线。这样的坦克天线很贵，我们仅仅购买了一套。产品运到北航，开始进行试验。在老主楼楼顶假设了这套装置，树立起坦克天线。开始试验，发现发射出来的功率太小了，根本不是预期的效果。仔细研究，天线架设有问题，在坦克上天线下面是庞大的坦克车身金属反射体，我们的架设是孤零零的一根天线。是否问题出在这里？当即从库房拉来一张铝板，尺寸大小接近坦克。将整张铝板垫在天线下面，功率马上出来了。试验中杨昌华带着助手，携带航模遥控系统的接收机和舵机前往颐和园，登高到佛香阁。通过从公安部借来的的大功率对讲机，我们给出舵令，佛香阁那边立即看到舵机响应。反复试验，遥控指令传输正常。佛香阁距离北航大约10公里，需要到更远的敌方再次试验。杨老师他们又赶到香山。乘缆车到达鬼见愁山顶。试验显示，遥控指令仍然畅通。北航与香山的距离已经达到大约15公里。天色已晚，附件又难以找到适合的山头景点，试验就此结束。试验证明，这种将航模遥控系统增程的设计是成功的。



4，         小鹰五号的操控：准备了两套操控驾驶技术。第一种是已

经熟练驾驭的航模飞机目视操控技术。这种技术用于近距、目视范围内操控。第二种是按照机载摄像机传来的图像来驾驶小鹰五号。掌握了超轻型飞机的驾驶员，按照小鹰五号传来的前方图像，也就是飞机正前方（视线向下方略有偏转）的景象，包括地平线的景象来驾驶。这种操控驾驶技术适用于目视范围以外的远距飞行。一般配备两个操控手，其一熟悉近距目视驾驶，另外一名熟悉按照景象驾驶。后者对于已经掌握了超轻型飞机驾驶的操作手并不困难，经过一定的练习即可掌握，何况视场还可以通过摄像机的变焦适当扩大或集中。

5，         小鹰五号复合材料飞机的制做：机翼、水平尾翼与垂直尾

翼内部是泡沫塑料，从板材上面按照翼型样板使用电热丝切割成形。泡沫夹心外表面贴敷玻璃钢蒙皮。由于机翼采取矩形平直翼形状，使得复合材料机翼和尾翼的制做比较顺利。机身的尾撑是正方形剖面逐渐缩小的空心锥形玻璃钢结构。在木制芯模上贴敷缠绕涂胶玻璃布成形。尽管木芯具有锥度，但是实际制做过程中，有时还是遇到脱模困难。机身设备舱以及发动机安装架部分，内部是轻木结构，外层包覆玻璃钢蒙皮。机翼与机身的连接依靠内置于机身和机翼内的榫槽结构实现，运输中机身与机翼分开，飞行前将机翼与机身连接固定。实践证明，复合材料结构的强度相当好，发生轻微碰撞时能够维持形状，很少损坏。



六，    后记：

从1987年到现在，时光已经经过了25年，有关的技术，特别

是通信技术与光电技术发生了非常巨大的进步与变化。现在，图像实时传输装备已经小型化、数字化、集成化，更轻、更小，而且已经商品化、系列化，很容易从市场采购。光电技术变化更显著。当年小鹰五号选择尽量轻、小的摄象机，寻找到的松下A2N摄象机的重量超过1公斤，外廓尺寸达到近200mm。那时摄象机的成像光电部件还是玻璃制做的SITICON摄像管，易损、易碎、体积与重量大。后来才出现CCD等固体器件。现在的固体器件已经轻、小到可以安装在手机内。当然，用来侦查，保证图像质量，光学镜头的口径与尺寸不能无限制地缩小。自动驾驶飞行控制与导航装置也已经微型化。如果将这些技术进步移植到小鹰五号，仍然可以开发成功效能大大提高的小型无人驾驶飞机。

在那个时代，两年内开发出小鹰五号，应该是一个成功的实例。

小鹰五号研制开发过程，不仅得到了产品，更重要的是锻炼了队伍小鹰五号研制开发过程中的有关技术思想，成为大家后续研制开发工作的宝贵经验。

小鹰五号的研制开发，得到了沈士团（后来任校长）、黄泽梓

（后来任副校长）、李志芳（时任科研处处长）等领导以及科研处科研科全体老师的关怀与支持。他们都发挥了重要作用。

1992年北航建校四十周年时。时任科研处学术交流科长的杨昌

华组织编写出版了一套科研论文集。在文集的型号研制篇中包括了我和伍必兴老师合写的小鹰五号研制过程的回忆。遗憾的是这个文集虽然当时印刷了许多，但是如今已经很难找到。学校五十周年校庆，校史馆与学校科技创新馆寻找资料，涉及小鹰五号的资料一直没有找到。我细心收藏的一本刊载小鹰五号研制过程回忆的文集，几年前被他人借走后再也没有回来。据说杨昌华老师那里可能还保留着一册。我们年纪都已经超过七十岁，趁着现在还不糊涂，找出当年度工作笔记，重新撰写了这篇回忆，再过几年，我们糊涂了、走了的时候，这篇文字记录还能够代替我们话说当年。



赵文利  2012年10月
http://slxh.buaa.edu.cn/kx060212.htm