正文 空軍專家解讀美軍無(wú)人機(jī)加油試驗(yàn):使航母打擊范圍增數(shù)千英里美國(guó)無(wú)人機(jī)空中加油試驗(yàn)王劍,空軍裝備研究院某所研究室主任、高級(jí)工程師??哲姼邔哟稳瞬?,中國(guó)航空學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員,浮空器分會(huì)及"/>
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發(fā)布日期:2012-05-14??來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)??作者:全球無(wú)人機(jī)網(wǎng)我要投稿我要評(píng)論
 

 

    美國(guó)無(wú)人機(jī)空中加油試驗(yàn)

    王 劍,空軍裝備研究院某所研究室主任、高級(jí)工程師??哲姼邔哟稳瞬?,中國(guó)航空學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員,浮空器分會(huì)及空氣動(dòng)力學(xué)分會(huì)委員。主要從事無(wú)人飛行器發(fā)展、使用及相關(guān)研究,獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng),軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng),先后榮立三等功3次。

    新聞提示

    美國(guó)《空軍》3月刊披露,美軍今夏將試驗(yàn)無(wú)人機(jī)空中加油。據(jù)悉,這是美國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局正在進(jìn)行的一個(gè)新項(xiàng)目:讓一架“全球鷹”式無(wú)人偵察機(jī)作為加油機(jī)在高空給另一架“全球鷹”式無(wú)人偵察機(jī)加油。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人吉姆·麥考密克說(shuō),這將給空中加油技術(shù)帶來(lái)顛覆性變化。

    日前,就無(wú)人機(jī)空中自主加油技術(shù)難點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)、應(yīng)用前景等問(wèn)題,記者采訪了空軍裝備研究院某所研究室主任、無(wú)人機(jī)研究專家王劍。

    無(wú)人機(jī)自主空中加油是一項(xiàng)劃時(shí)代技術(shù)

    問(wèn):作為無(wú)人機(jī)研究專家,您對(duì)美軍今夏無(wú)人機(jī)空中加油試驗(yàn)怎么看?

    答:提到無(wú)人機(jī)空中加油,我不禁聯(lián)想到美國(guó)大片《絕密飛行》中的場(chǎng)景:一個(gè)浮空器作為加油平臺(tái)在固定空域游弋,有力支援了有人和無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)的遠(yuǎn)程作戰(zhàn)。無(wú)人機(jī)自主空中加油技術(shù)的試飛驗(yàn)證,是一項(xiàng)劃時(shí)代技術(shù),必須應(yīng)對(duì)無(wú)人系統(tǒng)、傳感和空氣動(dòng)力學(xué)的挑戰(zhàn),其價(jià)值不亞于空中加油對(duì)有人飛機(jī)帶來(lái)的影響。一方面,可以大大提高無(wú)人機(jī)航程、航時(shí)和部署上的靈活性,減少對(duì)前進(jìn)基地的依賴,成為作戰(zhàn)效能的倍增器;另一方面,能使無(wú)人機(jī)同樣具備空中編隊(duì)飛行能力,從而改變當(dāng)前無(wú)人機(jī)各自為戰(zhàn)的使用方式,這對(duì)探索未來(lái)無(wú)人機(jī)與有人飛機(jī)協(xié)同使用的作戰(zhàn)模式具有開(kāi)創(chuàng)性意義。

    問(wèn):與有人飛機(jī)相比,無(wú)人機(jī)自主空中加油的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值在哪?

    答:以美軍“全球鷹”無(wú)人機(jī)為例,據(jù)說(shuō)通過(guò)空中加油,續(xù)航時(shí)間和航程能提高3倍,單架次飛行作戰(zhàn)效率將成倍提升,進(jìn)一步深化擴(kuò)展該型無(wú)人機(jī)的用途。通過(guò)快速部署和對(duì)特定地域全天候的定點(diǎn)偵察,它還能彌補(bǔ)衛(wèi)星定軌運(yùn)行導(dǎo)致偵察范圍及時(shí)間受限的不足,并能在間諜衛(wèi)星被摧毀或被干擾時(shí)替代衛(wèi)星完成偵察任務(wù)。

    有人飛機(jī)雖然具備空中加油能力,但航行時(shí)仍會(huì)受飛行員疲勞耐受時(shí)間影響。例如:海軍“大黃蜂”F/A-18艦載戰(zhàn)斗機(jī)通常每次出擊的飛行距離不超過(guò)450英里,只能執(zhí)行幾小時(shí)的任務(wù)。為此,美國(guó)海軍將為諾·格公司正在開(kāi)發(fā)的兩架X-47B無(wú)人作戰(zhàn)飛機(jī)增加空中加油設(shè)備和軟件。這一變化將使海軍核動(dòng)力航母有效打擊射程增加數(shù)千英里,即從遠(yuǎn)海安全區(qū)域?qū)μ窖蟮貐^(qū)的任意目標(biāo)實(shí)施打擊,從而改變太平洋地區(qū)的力量平衡。

    此外,無(wú)人機(jī)自主空中加油技術(shù)同樣可以在有人駕駛飛機(jī)上發(fā)揮重要作用。對(duì)飛行員來(lái)說(shuō),一次長(zhǎng)達(dá)10至30小時(shí)的飛行任務(wù)(相當(dāng)B-2轟炸機(jī)從美國(guó)中西部飛往伊拉克)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn),特別在起飛、著陸、轟炸和空中加油階段是飛行員最緊張的時(shí)候。如果采用了自動(dòng)編隊(duì)和自主加油技術(shù),就可以幫助減輕飛行員長(zhǎng)距離飛行和惡劣天氣飛行的負(fù)擔(dān)。

    從有人到無(wú)人需要突破飛行控制系統(tǒng)等核心技術(shù)

    問(wèn):無(wú)人機(jī)空中自主加油有哪些技術(shù)難點(diǎn)?

    答:需要解決精確導(dǎo)航、精確測(cè)量跟蹤、精確飛行控制三方面的技術(shù)難題。

    在當(dāng)前美國(guó)研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的自主空中加油驗(yàn)證系統(tǒng)中,導(dǎo)航系統(tǒng)采用的是“gps+慣性導(dǎo)航”的組合導(dǎo)航方式,并通過(guò)測(cè)量、解算加油機(jī)和受油機(jī)的相對(duì)位置、速度、加速度等相關(guān)數(shù)據(jù),引導(dǎo)受油機(jī)從較遠(yuǎn)距離接近加油機(jī),組成精確加油編隊(duì)。

    實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量跟蹤,主要是在受油無(wú)人機(jī)上安裝光學(xué)測(cè)量跟蹤系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)數(shù)碼圖像的解算,識(shí)別并鎖定加油機(jī)錐套,跟蹤測(cè)量錐套的相對(duì)位置、角度、距離、速度等數(shù)據(jù),引導(dǎo)加油管和錐套的最后精確對(duì)接。

    最核心的是飛行控制系統(tǒng)。首先,要根據(jù)組合導(dǎo)航和光學(xué)測(cè)量跟蹤系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù),精確控制無(wú)人機(jī)形成滿足空中加油要求的飛行編隊(duì),進(jìn)而完成對(duì)接;其次,要消除加油機(jī)和受油機(jī)之間復(fù)雜氣流以及加油過(guò)程中的重量、重心變化帶來(lái)的影響,保持加油編隊(duì)和無(wú)人機(jī)平臺(tái)穩(wěn)定;再次,要克服突發(fā)氣流對(duì)無(wú)人機(jī)平臺(tái)的影響,并在加油編隊(duì)做標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)動(dòng)時(shí)實(shí)施有效控制。

    此外,還應(yīng)具有完善的自動(dòng)保護(hù)模式,一旦在對(duì)接過(guò)程中出現(xiàn)異常,飛控系統(tǒng)能夠控制受油機(jī)自動(dòng)和加油機(jī)脫離。正是由于上述關(guān)鍵技術(shù)的突破和綜合應(yīng)用,從而實(shí)現(xiàn)了空中加油從有人到無(wú)人的技術(shù)跨越。
  問(wèn):美軍無(wú)人機(jī)空中自主加油技術(shù)經(jīng)歷幾個(gè)發(fā)展階段?

    答:針對(duì)無(wú)人機(jī)自主空中加油技術(shù),美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室制定了一個(gè)分階段實(shí)現(xiàn)的發(fā)展路線圖:第一階段進(jìn)行由有人飛機(jī)模擬無(wú)人機(jī)平臺(tái)的試飛驗(yàn)證;第二階段利用F-16 VISTA變穩(wěn)飛機(jī)模擬美軍典型無(wú)人機(jī)(如“全球鷹”“捕食者”)飛行特性的試飛驗(yàn)證;第三階段,進(jìn)行無(wú)人機(jī)對(duì)無(wú)人機(jī)的試飛驗(yàn)證,從而實(shí)現(xiàn)空中加油技術(shù)從有人到無(wú)人的跨越。

    越來(lái)越多的無(wú)人機(jī)將占據(jù)未來(lái)空戰(zhàn)場(chǎng)

    問(wèn):目前美軍無(wú)人機(jī)空中自主加油技術(shù)進(jìn)展如何?都有哪些機(jī)構(gòu)在研究?

    答:2006年8月15日,波音公司用改裝的“里爾”飛機(jī),采用硬式加油方式,與一架KC-135R加油機(jī)成功驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)空中加油位置自動(dòng)保持技術(shù)。

    同年8月30日,德萊頓飛行研究中心用改裝的F/A-18飛機(jī),與一架波音707-300加油機(jī)首次成功實(shí)現(xiàn)全自主空中軟式加油對(duì)接飛行。

    RQ-4“全球鷹”無(wú)人機(jī)的開(kāi)發(fā)商諾·格公司,一直在探討利用空中加油技術(shù)提升該型無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力。為配合美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展路線圖,該公司在美國(guó)航空航天局的支持下開(kāi)展在兩架“全球鷹”之間進(jìn)行自主空中伙伴加油技術(shù)的技術(shù)研發(fā)。美國(guó)航空航天局采購(gòu)了兩架“全球鷹”無(wú)人機(jī),安裝軟式加油系統(tǒng),分別作為無(wú)人加油機(jī)和無(wú)人受油機(jī),計(jì)劃在今年夏天試飛驗(yàn)證無(wú)人機(jī)空中自主加油。

    問(wèn):能談?wù)劅o(wú)人機(jī)自主空中加油技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用嗎?

    答:美國(guó)空軍對(duì)無(wú)人機(jī)空中加油能力的發(fā)展十分重視。在最新的“2009一2047年無(wú)人機(jī)系統(tǒng)飛行計(jì)劃”中,中型無(wú)人機(jī)MQ-9“死神”的后續(xù)機(jī)型MQ-X在2030年應(yīng)具備空中加油功能,并能夠作為小型加油機(jī)協(xié)助擴(kuò)展其它機(jī)型執(zhí)行任務(wù);大型無(wú)人機(jī)RQ-4“全球鷹”的后續(xù)機(jī)型MQ-L在2030年前要求具備空中加油能力。美國(guó)空軍正在進(jìn)行論證的新型轟炸機(jī)“下一代遠(yuǎn)程攻擊系統(tǒng)”(NGLRS-Ⅱ),采用的就是一種能夠自主空中加油的無(wú)人轟炸機(jī)。

    當(dāng)前,美國(guó)空軍位居第一的采辦項(xiàng)目已不再是F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機(jī),而是對(duì)空軍具有重大影響的空中加油機(jī)。可以預(yù)見(jiàn),隨著無(wú)人空中加油技術(shù)的發(fā)展與成熟,越來(lái)越多的無(wú)人機(jī)將占據(jù)未來(lái)空戰(zhàn)場(chǎng),成為有人作戰(zhàn)飛機(jī)的強(qiáng)有力支援。

    今夏美軍計(jì)劃組織的試驗(yàn),僅僅是真正意義上無(wú)人機(jī)自主空中加油飛行驗(yàn)證的開(kāi)始,無(wú)人機(jī)時(shí)代即將加速起飛。

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