無人機(jī)自主空中加油技術(shù)研究新進(jìn)展

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????編者按：航空科學(xué)技術(shù)正在經(jīng)歷一場革命。以無人機(jī)自主空中加油技術(shù)和無人機(jī)自主著艦技術(shù)為代表的一批無人機(jī)自主化關(guān)鍵技術(shù)不斷地被攻破，智能化程度更高的無人機(jī)必將與有人駕駛飛機(jī)一起成為未來戰(zhàn)場的主角。除了實(shí)現(xiàn)用有人駕駛加油機(jī)為無人機(jī)在空中加油外，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)和無人機(jī)之間的伙伴式自主空中加油技術(shù)（AAR）也已經(jīng)成為目前無人機(jī)自主化和智能化研究領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)，該技術(shù)可成倍提升無人機(jī)的作戰(zhàn)效能和作戰(zhàn)機(jī)動性。因此，美國軍方和多家研究機(jī)構(gòu)正致力于AAR技術(shù)的實(shí)用化研究，并已取得階段性研究成果。

????實(shí)現(xiàn)“三步走”路線圖

????據(jù)報道，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)制定了一個分階段實(shí)現(xiàn)無人機(jī)對無人機(jī)（UAV-UAV）自主空中加油技術(shù)的發(fā)展路線圖：第一階段進(jìn)行“有人駕駛加油機(jī)-無人機(jī)模擬平臺”的?AAR試飛；第二階段進(jìn)行“有人駕駛加油機(jī)-變穩(wěn)定性飛行模擬器（VISTA變穩(wěn)飛機(jī)）”的AAR試飛；第三階段進(jìn)行“無人機(jī)-無人機(jī)”的?AAR試飛，以“三步走”的策略實(shí)現(xiàn)空中加油技術(shù)從有人到無人的技術(shù)跨越。

????目前，美國多家研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)完成了UAV-UAV?AAR的第一階段研究，2006~2007年間，在美國國防部預(yù)先研究局（DARPA）的支持下，美國國家航空航天局（NASA）德萊頓飛行研究中心利用F/A-18B研究機(jī)充當(dāng)無人機(jī)模擬平臺，使用波音707加油機(jī)成功進(jìn)行了數(shù)十次各種飛行狀態(tài)下的軟式插頭-錐套加油系統(tǒng)AAR試飛，成功驗(yàn)證了無人干預(yù)的無人機(jī)自主空中加油技術(shù)的可行性。

????2007年12月，美國空軍實(shí)驗(yàn)室/波音公司“鬼怪”工程隊研究團(tuán)隊也利用一架“利爾噴氣”公務(wù)機(jī)模擬無人機(jī)，與KC-135加油機(jī)成功進(jìn)行了硬式伸縮套管加油系統(tǒng)AAR試飛，AAR系統(tǒng)自主導(dǎo)引“利爾噴氣”飛機(jī)接近KC-135加油機(jī)，組成精確的空中加油編隊，成功完成并保持了長達(dá)20分鐘加油管空中模擬對接。

????現(xiàn)在，美國軍方已經(jīng)將UAV-UAV?AAR的第二階段研究合同授予了美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室將用一架F-16?VISTA變穩(wěn)飛機(jī)模擬無人機(jī)與KC-135加油機(jī)進(jìn)行軟式插頭-錐套加油系統(tǒng)的AAR試飛。目前正在對F-16?VISTA變穩(wěn)飛機(jī)進(jìn)行改裝，除了在機(jī)頭安裝一個可伸縮的空中受油管外，還要加裝用于引導(dǎo)AAR對接的gps/INS導(dǎo)航系統(tǒng)、多余度自主編隊飛行精確控制系統(tǒng)、雙向高速數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)和視頻跟蹤系統(tǒng)。在試飛中KC-135加油機(jī)將己方的GPS/INS位置坐標(biāo)通過高速數(shù)據(jù)鏈傳送給模擬無人機(jī)的F-16?VISTA變穩(wěn)飛機(jī)受油機(jī)，然后F-16?VISTA變穩(wěn)飛機(jī)利用自身的多余度自主編隊飛行精確控制系統(tǒng)引導(dǎo)飛機(jī)進(jìn)入加油位置，并與KC-135完成對接。

????第二階段的目標(biāo)是完成“有人駕駛加油機(jī)-VISTA變穩(wěn)飛機(jī)”的AAR試飛,同時利用F-16?VISTA變穩(wěn)飛機(jī)來模擬美軍裝備的典型無人機(jī)（如“全球鷹”和“捕食者”）的飛行特性，為真正的UVA-UAV?AAR試飛科目降低風(fēng)險鋪平道路?！　?/p>

????拓展“全球鷹”?續(xù)航能力

????諾斯羅普·格魯門公司一直在探討用AAR技術(shù)提升RQ-4“全球鷹”高空長航時無人機(jī)的續(xù)航能力。前不久，為了配合美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室獲得AAR第二階段研究合同，諾·格公司透露，在很早以前該公司就在NASA支持下開展一個稱之為KQ-X的計劃（K表示加油機(jī)，Q表示無人機(jī)，?X表示試驗(yàn)驗(yàn)證），研制在兩架“全球鷹”之間進(jìn)行自主空中伙伴加油技術(shù)，UAV-UAV?AAR試飛科目預(yù)計要到2011年之后才能展開。

????NASA已經(jīng)采購了兩架用于AAR技術(shù)開發(fā)的“全球鷹”無人機(jī)，一架將安裝軟式授油錐套加油系統(tǒng)作為無人加油機(jī)，另一架則安裝可伸縮式受油管作為無人受油機(jī)。諾·格公司聲稱，UAV-UAV?AAR技術(shù)可將“全球鷹”高空長航時無人機(jī)的續(xù)航時間從現(xiàn)在的50小時延長到150小時，航程提高3倍，單架次飛行的作戰(zhàn)效能也將得到成倍提升。

????科巴姆任務(wù)系統(tǒng)公司試飛計劃

????位于得克薩斯州的科巴姆任務(wù)系統(tǒng)公司是一家航空配套設(shè)備研發(fā)公司，目前也在研發(fā)無人機(jī)自主空中加油技術(shù)，并表示要搶在美國官方研究機(jī)構(gòu)之前完成無人機(jī)對無人機(jī)的AAR試飛這一創(chuàng)舉。

????2008年9月，科巴姆公司宣布將完成世界上第一次真正的無人機(jī)-無人機(jī)在空中的飛行對接試驗(yàn)。該公司稱，已經(jīng)制造了兩架專用的1.8米長的無人機(jī)，來進(jìn)行無人機(jī)自主伙伴空中加油試飛，一架模擬作加油機(jī)，裝有可伸縮的軟式加油管和錐套，另一架模擬受油機(jī)，裝有可伸縮的受油插頭。公司表示，在AAR試飛中，將采用地面遙控、GPS定位和光學(xué)導(dǎo)引相結(jié)合的引導(dǎo)方式完成無人機(jī)的進(jìn)近、編隊、對接和“加油”全過程。首先由地面遙控的方式控制加/受油機(jī)的飛行航路趨于平行，然后由GPS系統(tǒng)導(dǎo)引兩架無人機(jī)的進(jìn)近過程，當(dāng)兩架無人機(jī)距離拉近到10米的時候，將由“GPS導(dǎo)引”過渡到“光學(xué)導(dǎo)引”，完成對接和“加油”過程。首次試驗(yàn)的“加油”過程只是保持加油錐套對接狀態(tài)數(shù)分鐘的模擬空中加油過程，而并非真正注入燃料，但是以后會增加燃料注入的AAR試飛科目。?