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彩虹-4无人机

彩虹-4无人机

彩虹-4无人机(CH-4 unmanned aerial vehicle)是中国航天科技集团公司下属的航天彩虹在彩虹-3无人机基础上研发的一种察打一体无人机

彩虹-4空中机器人的研制背景是全球无人机技术的迅速发展和各国对于无人机军事需求的日益增长。无人机由于没有飞行员，可以执行超越飞行员生理极限的危险任务，如长航时、大机动飞行或在恶劣气象条件、战场等危险区域执行任务。彩虹-4无人机是在彩虹-3无人机基础上研发，彩虹-4无人机于2010年开始研制，2011年9月完成首飞，2012年11月，在第九届中国国际航空航天博览会上，彩虹-4无人机系统首次展出。2016年5月，彩虹-4无人机完成中国卫通靶试试验，具备了侦察打击一体的能力，有效提升了彩虹-4无人机航空武器系统的作战效能。

彩虹-4无人机气动布局采用长航时无人机主流设计，主要是通过采用高升阻比的气动设计，大尺寸机翼等设计来提高其滞空时间；发动机后置、机载设备前置有利于平衡飞机的重心，还能避免发动机尾气对光电设备的影响；上反式V型尾翼布局结构相对于平尾加垂尾的常规布局而言，可以用较少的部件同时实现平尾和垂尾的作用，可以有效减小飞机的结构重量和飞行阻力，而且V型尾翼还能有效地降低雷达反射面积，具有一定的隐身特性。

彩虹-4无人机巡航高度达到7000米，最大航程达到3500千米，巡航时间可达35小时，最大起飞重量达到1330kg。

彩虹-4无人机已出口至阿尔及利亚、埃及、沙特阿拉伯、约旦、阿联酋、伊拉克和卡塔尔等国。2019年4月，彩虹-4无人机在西北某地圆满完成航空物探试验飞行。2022年8月，彩虹-4无人机换装重油发动机首飞成功。彩虹-4无人机的性能表现优异，已成为中国无人机出口的重要产品之一。

发展历程

研制背景

无人机，就是无人驾驶飞机的简称，缩写为“UAV”，是利用收音机遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。彩虹-4无人机的研制背景是全球无人机技术的迅速发展和各国对于无人机军事需求的日益增长。无人机由于没有飞行员，可以执行超越飞行员生理极限的危险任务，如长航时、大机动飞行或在恶劣气象条件、战场等危险区域执行任务。

研制历程

2010年，彩虹-4无人机开始研制。2011年9月，彩虹-4无人机完成首飞，丰富了彩虹无人机产品型第九届中国国际航空航天博览会上展出的彩虹-4无人机谱。彩虹无人机系列形成了覆盖小型、中近程及大型高端无人机全型谱产品线和研制体系。2012年11月14日，在第九届中国国际航空航天博览会上，彩虹-4无人机首次展出。

2016年5月中旬，彩虹-4无人机完成两架次卫星遥控打靶。试验中，彩虹-4采用卫星中继数据链实现无人机系统超视距测控和信息传输，距离彩虹-4无人机进行卫星遥控打靶(5张)卫通指挥控制站直线距离超过1000千米，试验全程卫星信号稳定，通信正常，图像传输清晰流畅，AR-1空地导弹精确命中目标。实现了彩虹-4无人机系统超视距测控与信息传输，验证了卫通中继数据链系统的性能稳定可靠，实现了从超视距传输侦察信息向对地打击控制的转变，有效提升了彩虹-4察打一体无人机武器系统的作战效能。

2016年11月1至6日，彩虹-4无人机参展第十一届中国国际航空航天博览会。2018年1月，“彩虹-4”无人机搭载5种类型的弹药进行了实弹打靶验证，试验取得圆满成功。五种弹药包括50公斤级子母炸弹。

2018年6月，在中国西南某机场进行密集飞行试验。彩虹-4改进型无人机从海拔3500米的高原机场起飞，刷新了该型无人机的起降高度纪录。彩虹-4改进型采用了新的襟翼增升系统，发动机采用了新的高效增压系统。2019年4月，中国航天科技集团第十一研究院自主研发的彩虹-4无人机在西北某地圆满完成航空物探试验飞行。2022年8月，航天彩虹自主研发的中空长航时重油无人机不久前完成科研试验。该型无人机圆满完成了自主起降、航点飞行、满载运输、最高升限、航程航时等试验科目。新无人机采用了全国产重油活塞发动机，这标志着彩虹无人机向国产化改型前进了一步。

研发测试

2016年5月中旬，中国航天科技集团十一院彩虹无人机试验团队在北京及西部某试验基地，先后联合完成了两个架次的“彩虹-4”无人机卫通靶试试验，试验圆满成功。试验意味着“彩虹-4”无人机系统实现了从多年前超视距传输侦察信息向对地打击控制的跨越，有效提升了“彩虹-4”察打一体无人机武器系统的作战效能，能在千里之外遥控侦察与实施导弹攻击，同时高清光电载荷使得目标定位和打击精度大幅提高。两次试验均由西部某试验基地视距站控制无人机起降，由位于北京的卫通指挥控制站进行任务主控，靶区在西部试验基地附近，距离卫通指挥控制站直线距离超过1000千米，试验全程卫星信号稳定，通信正常，图像传输清晰流畅，AR-1空地导弹精确命中目标。

此次试验中，首架次彩虹-4无人机系统搭载现有光电侦察载荷和AR-1空地导弹，首次进行中国卫通靶试试验。试验中视距地面站控制无人机的起飞和降落，卫通地面站则在1000千米外通过卫星中继数据链控制无人机进行武器靶试试验，真正实现了彩虹-4无人机系统超视距测控与信息传输。

彩虹-4无人机测控与信息传输系统采用C/UHF双波段视距数据链进行无人机遥控、遥测、跟踪定位和侦察信息的实时传输。受无线电视距的限制，视距数据链最大通信距离为250千米。此次试验中，彩虹-4采用卫星中继数据链实现无人机系统超视距测控和信息传输，只要在卫星天线的波束覆盖范围内，通信不受距离和地理条件的限制，可以满足无人机在任务飞行时大范围机动、远距离数据传输的要求，与视距数据链相比，优势明显。

第二架次试验彩虹-4搭载新一代光电侦察载荷和AR-1空地导弹，测试高清光电侦察载荷性能及与现有航空武器系统的兼容配合情况。试验表明，新一代高清光电载荷在各个方面都具有较大的性能提升：一、可见光图像由模拟视频升级为1080P高清数字影像，图像质量得到显著提升，典型目标探测距离提升至20千米；二、红外探测器升级并配备新一代光学系统，由原先三视场切换方式升级为连续变焦方式，操作控制更加便捷，图像质量明显提升，典型目标探测距离提升至18公里；三、采用新一代伺服控制技术和目标跟踪技术，系统跟踪能力增强，系统整体稳定精度明显改善，进一步确保了航空武器系统的打击精度；四、内部集成了高精度惯导系统，提升目标定位精度；五、采用自动对焦、光学变倍、图像增强等技术，进一步提升图像质量和系统操作便捷性。2018年1月，“彩虹-4”无人机完成多型弹药实弹打靶试验，试验历时6天。

装备情况

彩虹-4无人机一款中空长航时察打一体无人机，具有较高的飞行性能和较好的实战记录。彩虹4无人机在国内外市场上均有销售。中国陆军已经开始装备彩虹4无人机，这标志着中国陆军在战区和集团军一级的战场监视和打击能力已经达到世界最先进水平。彩虹4无人机在国际市场上也非常受欢迎2014年以来，彩虹-4察打一体无人机在沙特阿拉伯和伊拉克大卖，后续包括约旦、阿拉伯联合酋长国等10个国家表现出了强大的购买欲或者已经引进少量中国制造无人机。据报道，中国航天科技集团长征国际贸易有限公司和航天科技下属十一院航天彩虹在北京正式签署了彩虹-4无人机某国际贸易的转出口签约仪式。

基本设计

整体设计

“彩虹”-4的外形类似于1.2吨重的“捕食者”无人机。“彩虹”-4最新款机型重1.3吨，翼展长14米，机身长9米。一架“彩虹”-4可在机翼下方挂载四件武器（或者电子设备），每件重量不超过100公斤。机体结构80%以上都采用了复合材料，结构重量很轻，加大了有效载荷。

气动布局

气动布局采用长航时无人机主流设计，主要是通过采用高升阻比的气动设计，大尺寸机翼等设计来提高其滞空时间；发动机后置、机载设备前置有利于平衡飞机的重心，还能避免发动机尾气对光电设备的影响；上反式V型尾翼布局结构相对于平尾加垂尾的常规布局而言，可以用较少的部件同时实现平尾和垂尾的作用，可以有效减小飞机的结构重量和飞行阻力，而且V型尾翼还能有效地降低雷达反射面积，具有一定的隐身特性。

动力系统

彩虹-4无人机初期型号采用同彩虹-3/3A一样的德意志奥地利共和国ROTAX 涡轮增压汽油活塞发动机以及变矩恒速螺旋桨。2018年12月18日，中国研制单位称：“彩虹乐团4的汽油活塞发动机将很快换装中国新一代重油发动机，升级的确切日期和新版本的名称将在稍后公布。”这种重油发动机将使无人机达到9000米的高度。

机载航电

彩虹4无人机可同时携带两种监视系统，一种是光电监视系统，另一种是合成孔径雷达。球形光电传感器位于机头下部，起落架后边，具备昼/夜广电侦察、电视摄像、激光测距、激光定位和指示打击等功能，激光指示作用距离15公里，能在发射弹药直到命中的过程中，始终提供激光照射；激光雷达可以配合无人机低空自主飞行进行对地侦察，并经过后期点云/图像处理，实现立体地景生成，并且还包含表面纹理信息。

武器系统

彩虹-4拥有4个武器挂架，能够携带2枚 AR-1空面精确制导导弹和2枚FT-5(飞腾-5)轻型精确制导炸弹，这种结构与美军现役大型无人攻击机MQ-9收割者类似。彩虹-4还可以在最外侧两个挂架上各携带一枚约100公斤重的FT-5(飞腾-5)轻型精确制导炸弹。此外，“彩虹4B”空中机器人还可以投掷总重量为100千克左右的卫星制导炸弹。

通讯遥控

彩虹-4无人机的通信控制主要有视距链路和超视距链路两种方式，视距链路为微波通信，超视距链路通过卫星中继来通信。彩虹-4无人机的中国卫通装置属于机载“动中通”，可以在各种飞行姿态下保持对准卫星，一确保通信链路畅通。彩虹-4无人机的卫通控制半径在2000千米左右。

彩虹-4无人机通过地面站来对飞机进行控制和操纵，一座地面站可以控制多架无人机执行任务。地面站有固定式和移动式两种，固定式是将设备和天线安装在无人机基地内，控制本场内的无人机起飞、降落和执行任务等，也可通过卫星进行远程控制。移动式是将操作台和卫通天线、数据链天线等设备集成到一个移动方舱上，移动方舱大小和一个集装箱差不多，可以用车辆或飞机运输，方便前沿部属。彩虹4无人机的地面站操作人员有两名，驾驶员一般坐在左边的操控台，主要负责操作驾驶无人机完成起飞、降落以及追踪目标等机动飞行动作；传感器操作员负责操作机载侦察传感器，完成电视摄像、拍照、激光测距、激光标定、雷达扫描等侦察工作以及负责武器发射。

性能参数

服役动态

实战运用

2015年10月，伊拉克展示了一组彩虹-4无人机的视频截图，显示该无人机已装备该国。

2015年10月10日，伊拉克国防部长哈利德·奥拜德视察瓦西特省的库特空军基地，其背景中就赫然出现了1架彩虹-4B无人机。不仅如此，哈利德·奥拜德防长还饶有兴趣地观看了军方放飞彩虹-4B无人机的表演。根据外媒的报道，彩虹-4B无人机已经参加实战，并执行打击恐怖分子的任务。

2018年1月，彩虹-4无人机完成多型弹药实弹打靶试验。

多种用途

除森林消防型外，彩虹四无人机还应用到航空物探、海事巡查、海上应急搜寻、中继通讯、海洋环境监测与评价、海洋生态灾害监测、海洋溢油监测、海洋动植物保护等多个领域。

海洋监测

2015年6月，中国航天科技集团十一院在山东省烟台市沿海地区成功实施了“蓝色海鸥”彩虹-4无人机海洋示范应用，这是中国首次进行大型中空长航时无人机系统海洋示范应用。此次示范应用展现出彩虹-4无人机较高的三维数据、高光谱和高分影像的获取能力。无人机通过数据实时传输，实现了对海洋环境的实况同步监测，卫星数据通过卫星通信实时接入国家海洋局北海分局指挥大厅，实现了对监测目标海域的实时发现、实时判别、实时监测，加强了海上应急事件监测处理能力。

应急测绘

彩虹-4无人机还已经在多个国家和地区的实战中应用、在复杂地形环境和恶劣气象条件下，完成了20000余小时的任务飞行，久经考验，检验了装备，积累了经验。除了“能战善战”之外，针对不同的无人机应用场景，彩虹-4无人机目前已集成7类30余型载荷，覆盖光电类、雷达类、通信类、激光雷达、相机类、磁探类、气象类等。彩虹-4无人机还有多样化的配型，其中的成熟配置就包括海洋应用型。彩虹-4无人机可以挂载诸如卫星通信系统、高清光电载荷、合成孔径雷达、激光雷达、高清CCD相机、高光谱相机、船舶自动识别系统、语音中继电台等多个载荷，进行海上广域搜索和查证识别，使得对海域的高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率观测成为可能，能够极大提升海洋监测效率。

2018年9月4日，彩虹-4无人机作为国内第一架民用大型无人机陆运至加格达奇区航空护林站（以下简称“加航站”），原国家林业局批复的无人机试点项目，正式由加航站组织实施。加航站始建于1965年，承担着大兴安岭地区6.4万平方公里范围内火情观察、载人巡护、化学灭火、洒水灭火、机降扑火队员、空运物资、护林防火宣传、护林科研、应急救援等工作任务。

2020年9月3日15时22分，舟山普陀山机场，一架机身绘有“国家应急测绘”字样的灰色彩虹-4无人机，在跑道上滑行、加速、冲上蓝天，犹如巨大的海鸥翱翔碧空。与此同时，停在机场的视距地面指控车里，操作员面前的屏幕上显示出无人机拍摄到的实时高清视频，自动化处理系统开始绘制遥感地图。16时54分左右，彩虹-4平稳降落，成功完成首次测绘任务。省测科院基础测绘中心应急测绘所所长郭伟带着记者钻到机身底部：“这是光电球，包括可见光、热红外两种镜头，这是双拼的可测量相机，这是迷你SAR雷达。”这些机上搭载的测绘仪器，可在重大突发公共事件、自然灾害发生时，第一时间获取重点区域的光学遥感影像、SAR数据和高清视频等。

森林防火

2017年5月，基于彩虹-4无人机的森林防火系统成功在黑龙江省塔河完成林区监护应用示范演示，是彩虹-5无人机团队首次实现在中国领土范围内卫通最严苛的条件下实现高速率数据传输，传输过程中图像清晰不卡顿。结合大兴安岭林区巡护、林业防火的应用需求，综合运用无人机遥感、卫星通信、地理信息系统等技术，实现林区大面积巡护及火源搜索等工作。为构建以森林防火预警监测与灾害应急监控为重点的无人机监管体系，实现森林防火的统一指挥调度奠定了良好基础。