有人飛機雖然具備空中加油能力，但航行時仍會受飛行員疲勞耐受時間影響。例如：海軍“大黃蜂”F/A-18艦載戰鬥機通常每次出擊的飛行距離不超過450英里，只能執行幾小時的任務。為此，美國海軍將為諾.格公司正在開發的兩架X-47B無人作戰飛機增加空中加油設備和軟件。這一變化將使海軍核動力航母有效打擊射程增加數千英里，即從遠海安全區域對太平洋地區的任意目標實施打擊，從而改變太平洋地區的力量平衡。
此外，無人機自主空中加油技術同樣可以在有人駕駛飛機上發揮重要作用。對飛行員來說，一次長達10至30小時的飛行任務(相當B-2轟炸機從美國中西部飛往伊拉克)是一個不小的挑戰，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候。如果採用了自動編隊和自主加油技術，就可以幫助減輕飛行員長距離飛行和惡劣天氣飛行的負擔。
從有人到無人需要突破飛行控制系統等核心技術
問：無人機空中自主加油有哪些技術難點？
答：需要解決精確導航、精確測量跟蹤、精確飛行控制三方面的技術難題。
在當前美國研究機構開發的自主空中加油驗證系統中，導航系統採用的是“GPS＋慣性導航”的組合導航方式，並通過測量、解算加油機和受油機的相對位置、速度、加速度等相關數據，引導受油機從較遠距離接近加油機，組成精確加油編隊。
實現精確測量跟蹤，主要是在受油無人機上安裝光學測量跟蹤系統。通過對數碼圖像的解算，識別並鎖定加油機錐套，跟蹤測量錐套的相對位置、角度、距離、速度等數據，引導加油管和錐套的最後精確對接。
最核心的是飛行控制系統。首先，要根據組合導航和光學測量跟蹤系統提供的數據，精確控制無人機形成滿足空中加油要求的飛行編隊，進而完成對接；其次，要消除加油機和受油機之間複雜氣流以及加油過程中的重量、重心變化帶來的影響，保持加油編隊和無人機平台穩定；再次，要克服突發氣流對無人機平台的影響，並在加油編隊做標準轉彎機動時實施有效控制。
|
