超级军网美国空军即将实现无人机空中加油
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http://www.knowfar.org.cn/ezine/c_2012-03-28.htm#content1039
美国《空军杂志》2012年3月号
作者：瑞贝卡•格兰特（Rebecca Grant）
编译：知远/王建国
http://www.airforce-magazine.com/Pages/HomePage.aspx
原文来源网址 http://www.airforce-magazine.com ... 202012/0312RPA.aspx
原文作者 Rebecca Grant
原文作者单位或简介 瑞贝卡•格兰特是美国彩虹独立研究所（IRIS Independent Research）所长。
技术进步使美国空军即将实现无人空中加油。
空中加油即将发生变革——但与新的KC-46加油机项目毫不相干。这是一种根本性的变革。
自在20世纪40年代末以来，空中加油已成为常规，美国空军飞行员已经掌握了驾驶飞机与加油机对接的高超技能——这是飞行中最容易出问题的技术动作。通常情况下，需要受油机座舱内的飞行员或加油机上的伸缩套管操作员（空中加油员）目视操作，或者这两人同时目视操作。
但在过去十年中，精确导航和自动化技术的进步达到一个新的境界：自动加油——传感器反馈例行程序控制受油机与加油机的对接而不需要飞行员的控制指令。
2005年前后开始的飞行试验已经开创了自动化例行程序的方法，而且正在收获更多的成果。2012年夏天可能会进行一系列一架无人机给另一架无人机加油的试验。
美国国防高级研究计划局KQ-X项目负责人吉姆•麦考密克（Jim McCormick）说，“空中加油已经证明了其对有人军用航空的重要性，没有理由认为同样的事情不适合无人机系统，尤其近年来对无人机日益增长的需求”。
当然，有三种明显不同的空中加油技术。这三种主要方法都获得了成功。第一种方法是美国国家航空航天局（NASA）推动，国防高级研究计划局（DARPA）完善的，使软管浮锚式“海军型”加油自动化的光学跟踪概念。美国空军研究实验室在使用加油机伸缩套管给遥控飞机加油上开展了大量艰苦的工作。在此基础上，美国国防高级研究计划局目前正在进行一个新的项目，以验证用一架“全球鹰”（Global Hawk）无人机能够作为加油机，在高空给另一架“全球鹰”无人机加油。
自动化空中加油需要开发高于无人机基本控制的技术。20世纪90年代后期，开展了一些有关自主空中加油可能性的研究。首先是在巴尔干半岛和其他地点广泛使用的“捕食者”（Predators）无人机。其次是全球定位系统卫星星座在1995年达到全面作战能力。GPS提供了一种更可靠的飞行和自主定位手段。
很快就建立了无人机加油的概念。杰弗里•L•斯蒂芬森（Jeffrey L. Stephenson）少校1998年在高级空中力量研究学院（School of Advanced Airpower Studies）撰写的题为“没有怨言的空中加油受油机”的硕士学位论文中总结道，“使无人机能够进行空中加油将增加一倍或两倍的滞空时间，仅用一架无人机就可以执行两架或三架不能空中加油的无人机所能执行的任务。
斯蒂芬森概括了“捕食者”无人机自动化加油的好处和挑战。一个悬而未决的大问题是如何处理软管和锥套连接所需要的精细控制。遥控操纵和自动导航点飞行对无人机从点A点飞到B点是足够了，但是要进行空中加油，无人机需要移动到靠近加油机的位置，并通过精细控制对湍流变化做出反应。
然而，给执行情报、监视与侦察任务的无人机进行空中加油还不是当务之急，因为这些无人机已经号称是长航时的了。
自动空中加油的真正动力来自于21世纪的头几年代号为J-UCAS的“联合无人战斗机系统”（Joint Unmanned Combat Air System）项目研究。这一项目最终没有继续进行，其中一部分被剥离出来研制美国海军“无人战斗机系统”（UCAS）验证机，即诺斯罗普-格鲁曼公司现在试飞的X-47B。
然而，种子已经播下了。如何使隐形而且重型，可能还携带武器的远程无人机达到最大的航程呢？空中加油就是问题的答案。但空中加油不能仅仅依赖地面控制，因为存在卫星链路的时间滞后。无人机空中加油必须实现自动化。
大多数无人机都是遥控操纵，此时控制人员和传感器操作员通过无线电或卫星通信链路传输的指令操纵无人机。飞机——无论是有人驾驶，还是无人驾驶——都有协助人工控制的自动控制和子程序，或在规定的情况下使用的自动驾驶仪。
真正的自主是一种不同的东西。自主源于根据传感器输入而排除了人工干预的指令程序。自动化是机器到机器的“放手”的工作。美国自动化协会（Automation Federation）给的定义是“开发与应用监测并控制生产和交付产品及服务的技术”。说起来容易做起来难，特别是自动控制飞机这类在风力和天气的动态环境中运动的物体。
自动化协会称，实现自主控制要横跨许多功能领域并“涉及范围非常广泛的技术，包括机器人和专家系统，遥测和通信，光电，网络安全，过程测量和控制，传感器，无线应用软件，系统集成，测试测量，以及许许多多的技术”。
这些学科的许多进展使自动空中加油成为可能。
国防高级研究计划局和国家航空航天局通过收集加油机探管和受油机在气流中如何动作的数据开始了“自主空中加油验证”（Autonomous Airborne Refueling Demonstration）项目。http://www.knowfar.org.cn/ezine/c_2012-03-28.htm#content1039
美国《空军杂志》2012年3月号
作者：瑞贝卡•格兰特（Rebecca Grant）
编译：知远/王建国
http://www.airforce-magazine.com/Pages/HomePage.aspx
原文来源网址 http://www.airforce-magazine.com ... 202012/0312RPA.aspx
原文作者 Rebecca Grant
原文作者单位或简介 瑞贝卡•格兰特是美国彩虹独立研究所（IRIS Independent Research）所长。
技术进步使美国空军即将实现无人空中加油。
空中加油即将发生变革——但与新的KC-46加油机项目毫不相干。这是一种根本性的变革。
自在20世纪40年代末以来，空中加油已成为常规，美国空军飞行员已经掌握了驾驶飞机与加油机对接的高超技能——这是飞行中最容易出问题的技术动作。通常情况下，需要受油机座舱内的飞行员或加油机上的伸缩套管操作员（空中加油员）目视操作，或者这两人同时目视操作。
但在过去十年中，精确导航和自动化技术的进步达到一个新的境界：自动加油——传感器反馈例行程序控制受油机与加油机的对接而不需要飞行员的控制指令。
2005年前后开始的飞行试验已经开创了自动化例行程序的方法，而且正在收获更多的成果。2012年夏天可能会进行一系列一架无人机给另一架无人机加油的试验。
美国国防高级研究计划局KQ-X项目负责人吉姆•麦考密克（Jim McCormick）说，“空中加油已经证明了其对有人军用航空的重要性，没有理由认为同样的事情不适合无人机系统，尤其近年来对无人机日益增长的需求”。
当然，有三种明显不同的空中加油技术。这三种主要方法都获得了成功。第一种方法是美国国家航空航天局（NASA）推动，国防高级研究计划局（DARPA）完善的，使软管浮锚式“海军型”加油自动化的光学跟踪概念。美国空军研究实验室在使用加油机伸缩套管给遥控飞机加油上开展了大量艰苦的工作。在此基础上，美国国防高级研究计划局目前正在进行一个新的项目，以验证用一架“全球鹰”（Global Hawk）无人机能够作为加油机，在高空给另一架“全球鹰”无人机加油。
自动化空中加油需要开发高于无人机基本控制的技术。20世纪90年代后期，开展了一些有关自主空中加油可能性的研究。首先是在巴尔干半岛和其他地点广泛使用的“捕食者”（Predators）无人机。其次是全球定位系统卫星星座在1995年达到全面作战能力。GPS提供了一种更可靠的飞行和自主定位手段。
很快就建立了无人机加油的概念。杰弗里•L•斯蒂芬森（Jeffrey L. Stephenson）少校1998年在高级空中力量研究学院（School of Advanced Airpower Studies）撰写的题为“没有怨言的空中加油受油机”的硕士学位论文中总结道，“使无人机能够进行空中加油将增加一倍或两倍的滞空时间，仅用一架无人机就可以执行两架或三架不能空中加油的无人机所能执行的任务。
斯蒂芬森概括了“捕食者”无人机自动化加油的好处和挑战。一个悬而未决的大问题是如何处理软管和锥套连接所需要的精细控制。遥控操纵和自动导航点飞行对无人机从点A点飞到B点是足够了，但是要进行空中加油，无人机需要移动到靠近加油机的位置，并通过精细控制对湍流变化做出反应。
然而，给执行情报、监视与侦察任务的无人机进行空中加油还不是当务之急，因为这些无人机已经号称是长航时的了。
自动空中加油的真正动力来自于21世纪的头几年代号为J-UCAS的“联合无人战斗机系统”（Joint Unmanned Combat Air System）项目研究。这一项目最终没有继续进行，其中一部分被剥离出来研制美国海军“无人战斗机系统”（UCAS）验证机，即诺斯罗普-格鲁曼公司现在试飞的X-47B。
然而，种子已经播下了。如何使隐形而且重型，可能还携带武器的远程无人机达到最大的航程呢？空中加油就是问题的答案。但空中加油不能仅仅依赖地面控制，因为存在卫星链路的时间滞后。无人机空中加油必须实现自动化。
大多数无人机都是遥控操纵，此时控制人员和传感器操作员通过无线电或卫星通信链路传输的指令操纵无人机。飞机——无论是有人驾驶，还是无人驾驶——都有协助人工控制的自动控制和子程序，或在规定的情况下使用的自动驾驶仪。
真正的自主是一种不同的东西。自主源于根据传感器输入而排除了人工干预的指令程序。自动化是机器到机器的“放手”的工作。美国自动化协会（Automation Federation）给的定义是“开发与应用监测并控制生产和交付产品及服务的技术”。说起来容易做起来难，特别是自动控制飞机这类在风力和天气的动态环境中运动的物体。
自动化协会称，实现自主控制要横跨许多功能领域并“涉及范围非常广泛的技术，包括机器人和专家系统，遥测和通信，光电，网络安全，过程测量和控制，传感器，无线应用软件，系统集成，测试测量，以及许许多多的技术”。
这些学科的许多进展使自动空中加油成为可能。
国防高级研究计划局和国家航空航天局通过收集加油机探管和受油机在气流中如何动作的数据开始了“自主空中加油验证”（Autonomous Airborne Refueling Demonstration）项目。
美国《空军杂志》2012年3月号
作者：瑞贝卡•格兰特（Rebecca Grant）
编译：知远/王建国
http://www.airforce-magazine.com/Pages/HomePage.aspx
原文来源网址 http://www.airforce-magazine.com ... 202012/0312RPA.aspx
原文作者 Rebecca Grant
原文作者单位或简介 瑞贝卡•格兰特是美国彩虹独立研究所（IRIS Independent Research）所长。
技术进步使美国空军即将实现无人空中加油。
空中加油即将发生变革——但与新的KC-46加油机项目毫不相干。这是一种根本性的变革。
自在20世纪40年代末以来，空中加油已成为常规，美国空军飞行员已经掌握了驾驶飞机与加油机对接的高超技能——这是飞行中最容易出问题的技术动作。通常情况下，需要受油机座舱内的飞行员或加油机上的伸缩套管操作员（空中加油员）目视操作，或者这两人同时目视操作。
但在过去十年中，精确导航和自动化技术的进步达到一个新的境界：自动加油——传感器反馈例行程序控制受油机与加油机的对接而不需要飞行员的控制指令。
2005年前后开始的飞行试验已经开创了自动化例行程序的方法，而且正在收获更多的成果。2012年夏天可能会进行一系列一架无人机给另一架无人机加油的试验。
美国国防高级研究计划局KQ-X项目负责人吉姆•麦考密克（Jim McCormick）说，“空中加油已经证明了其对有人军用航空的重要性，没有理由认为同样的事情不适合无人机系统，尤其近年来对无人机日益增长的需求”。
当然，有三种明显不同的空中加油技术。这三种主要方法都获得了成功。第一种方法是美国国家航空航天局（NASA）推动，国防高级研究计划局（DARPA）完善的，使软管浮锚式“海军型”加油自动化的光学跟踪概念。美国空军研究实验室在使用加油机伸缩套管给遥控飞机加油上开展了大量艰苦的工作。在此基础上，美国国防高级研究计划局目前正在进行一个新的项目，以验证用一架“全球鹰”（Global Hawk）无人机能够作为加油机，在高空给另一架“全球鹰”无人机加油。
自动化空中加油需要开发高于无人机基本控制的技术。20世纪90年代后期，开展了一些有关自主空中加油可能性的研究。首先是在巴尔干半岛和其他地点广泛使用的“捕食者”（Predators）无人机。其次是全球定位系统卫星星座在1995年达到全面作战能力。GPS提供了一种更可靠的飞行和自主定位手段。
很快就建立了无人机加油的概念。杰弗里•L•斯蒂芬森（Jeffrey L. Stephenson）少校1998年在高级空中力量研究学院（School of Advanced Airpower Studies）撰写的题为“没有怨言的空中加油受油机”的硕士学位论文中总结道，“使无人机能够进行空中加油将增加一倍或两倍的滞空时间，仅用一架无人机就可以执行两架或三架不能空中加油的无人机所能执行的任务。
斯蒂芬森概括了“捕食者”无人机自动化加油的好处和挑战。一个悬而未决的大问题是如何处理软管和锥套连接所需要的精细控制。遥控操纵和自动导航点飞行对无人机从点A点飞到B点是足够了，但是要进行空中加油，无人机需要移动到靠近加油机的位置，并通过精细控制对湍流变化做出反应。
然而，给执行情报、监视与侦察任务的无人机进行空中加油还不是当务之急，因为这些无人机已经号称是长航时的了。
自动空中加油的真正动力来自于21世纪的头几年代号为J-UCAS的“联合无人战斗机系统”（Joint Unmanned Combat Air System）项目研究。这一项目最终没有继续进行，其中一部分被剥离出来研制美国海军“无人战斗机系统”（UCAS）验证机，即诺斯罗普-格鲁曼公司现在试飞的X-47B。
然而，种子已经播下了。如何使隐形而且重型，可能还携带武器的远程无人机达到最大的航程呢？空中加油就是问题的答案。但空中加油不能仅仅依赖地面控制，因为存在卫星链路的时间滞后。无人机空中加油必须实现自动化。
大多数无人机都是遥控操纵，此时控制人员和传感器操作员通过无线电或卫星通信链路传输的指令操纵无人机。飞机——无论是有人驾驶，还是无人驾驶——都有协助人工控制的自动控制和子程序，或在规定的情况下使用的自动驾驶仪。
真正的自主是一种不同的东西。自主源于根据传感器输入而排除了人工干预的指令程序。自动化是机器到机器的“放手”的工作。美国自动化协会（Automation Federation）给的定义是“开发与应用监测并控制生产和交付产品及服务的技术”。说起来容易做起来难，特别是自动控制飞机这类在风力和天气的动态环境中运动的物体。
自动化协会称，实现自主控制要横跨许多功能领域并“涉及范围非常广泛的技术，包括机器人和专家系统，遥测和通信，光电，网络安全，过程测量和控制，传感器，无线应用软件，系统集成，测试测量，以及许许多多的技术”。
这些学科的许多进展使自动空中加油成为可能。
国防高级研究计划局和国家航空航天局通过收集加油机探管和受油机在气流中如何动作的数据开始了“自主空中加油验证”（Autonomous Airborne Refueling Demonstration）项目。http://www.knowfar.org.cn/ezine/c_2012-03-28.htm#content1039
美国《空军杂志》2012年3月号
作者：瑞贝卡•格兰特（Rebecca Grant）
编译：知远/王建国
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原文作者 Rebecca Grant
原文作者单位或简介 瑞贝卡•格兰特是美国彩虹独立研究所（IRIS Independent Research）所长。
技术进步使美国空军即将实现无人空中加油。
空中加油即将发生变革——但与新的KC-46加油机项目毫不相干。这是一种根本性的变革。
自在20世纪40年代末以来，空中加油已成为常规，美国空军飞行员已经掌握了驾驶飞机与加油机对接的高超技能——这是飞行中最容易出问题的技术动作。通常情况下，需要受油机座舱内的飞行员或加油机上的伸缩套管操作员（空中加油员）目视操作，或者这两人同时目视操作。
但在过去十年中，精确导航和自动化技术的进步达到一个新的境界：自动加油——传感器反馈例行程序控制受油机与加油机的对接而不需要飞行员的控制指令。
2005年前后开始的飞行试验已经开创了自动化例行程序的方法，而且正在收获更多的成果。2012年夏天可能会进行一系列一架无人机给另一架无人机加油的试验。
美国国防高级研究计划局KQ-X项目负责人吉姆•麦考密克（Jim McCormick）说，“空中加油已经证明了其对有人军用航空的重要性，没有理由认为同样的事情不适合无人机系统，尤其近年来对无人机日益增长的需求”。
当然，有三种明显不同的空中加油技术。这三种主要方法都获得了成功。第一种方法是美国国家航空航天局（NASA）推动，国防高级研究计划局（DARPA）完善的，使软管浮锚式“海军型”加油自动化的光学跟踪概念。美国空军研究实验室在使用加油机伸缩套管给遥控飞机加油上开展了大量艰苦的工作。在此基础上，美国国防高级研究计划局目前正在进行一个新的项目，以验证用一架“全球鹰”（Global Hawk）无人机能够作为加油机，在高空给另一架“全球鹰”无人机加油。
自动化空中加油需要开发高于无人机基本控制的技术。20世纪90年代后期，开展了一些有关自主空中加油可能性的研究。首先是在巴尔干半岛和其他地点广泛使用的“捕食者”（Predators）无人机。其次是全球定位系统卫星星座在1995年达到全面作战能力。GPS提供了一种更可靠的飞行和自主定位手段。
很快就建立了无人机加油的概念。杰弗里•L•斯蒂芬森（Jeffrey L. Stephenson）少校1998年在高级空中力量研究学院（School of Advanced Airpower Studies）撰写的题为“没有怨言的空中加油受油机”的硕士学位论文中总结道，“使无人机能够进行空中加油将增加一倍或两倍的滞空时间，仅用一架无人机就可以执行两架或三架不能空中加油的无人机所能执行的任务。
斯蒂芬森概括了“捕食者”无人机自动化加油的好处和挑战。一个悬而未决的大问题是如何处理软管和锥套连接所需要的精细控制。遥控操纵和自动导航点飞行对无人机从点A点飞到B点是足够了，但是要进行空中加油，无人机需要移动到靠近加油机的位置，并通过精细控制对湍流变化做出反应。
然而，给执行情报、监视与侦察任务的无人机进行空中加油还不是当务之急，因为这些无人机已经号称是长航时的了。
自动空中加油的真正动力来自于21世纪的头几年代号为J-UCAS的“联合无人战斗机系统”（Joint Unmanned Combat Air System）项目研究。这一项目最终没有继续进行，其中一部分被剥离出来研制美国海军“无人战斗机系统”（UCAS）验证机，即诺斯罗普-格鲁曼公司现在试飞的X-47B。
然而，种子已经播下了。如何使隐形而且重型，可能还携带武器的远程无人机达到最大的航程呢？空中加油就是问题的答案。但空中加油不能仅仅依赖地面控制，因为存在卫星链路的时间滞后。无人机空中加油必须实现自动化。
大多数无人机都是遥控操纵，此时控制人员和传感器操作员通过无线电或卫星通信链路传输的指令操纵无人机。飞机——无论是有人驾驶，还是无人驾驶——都有协助人工控制的自动控制和子程序，或在规定的情况下使用的自动驾驶仪。
真正的自主是一种不同的东西。自主源于根据传感器输入而排除了人工干预的指令程序。自动化是机器到机器的“放手”的工作。美国自动化协会（Automation Federation）给的定义是“开发与应用监测并控制生产和交付产品及服务的技术”。说起来容易做起来难，特别是自动控制飞机这类在风力和天气的动态环境中运动的物体。
自动化协会称，实现自主控制要横跨许多功能领域并“涉及范围非常广泛的技术，包括机器人和专家系统，遥测和通信，光电，网络安全，过程测量和控制，传感器，无线应用软件，系统集成，测试测量，以及许许多多的技术”。
这些学科的许多进展使自动空中加油成为可能。
国防高级研究计划局和国家航空航天局通过收集加油机探管和受油机在气流中如何动作的数据开始了“自主空中加油验证”（Autonomous Airborne Refueling Demonstration）项目。
对接是关键
德州农工大学（Texas A&M）和弗吉尼亚技术公司（Virginia Tech）的一个航空航天工程师团队2007年在一篇论文中解释说，“自主空中加油探管和锥套系统基本上是一个对接的情况，可能需要（受油机的）加油探管与（加油机的）锥套的相对位置在最后的对接中达到厘米级精度”。该团队补充说，为了实现对接，飞行员不得不“确保探管的头部只接触锥套的内套，而不是接触用更轻的材料制造的并容易损坏的锥套外罩”。
现在，将由自动化程序来做同样的工作。首次突破是在2006年，当时，美国国家航空航天局的一架F/A-18飞机与承包商欧米伽空中加油服务公司（Omega Air Refueling Services）的一架加油机使用自主系统实现对接。然而，在这些飞行中仍然需要飞行员认可机动中的那些点。
这个过程依赖于一些技术的组合。GPS辅助的惯性导航系统引导受油机飞向加油机。一旦接近，受油机的探管与加油锥套的配合就通过光学跟踪系统来进行，这种系统有照相机和发射器，用以进行锁紧所必需的微小校正。光学跟踪系统基本上承担了飞行员几十年来一直在做工作。
美国国家航空航天局试飞员迪克•尤尔斯（Dick Ewers）评论说，“熟练的飞行员实际上可以减少锥套在最后时刻产生的一些棘手的习惯性移动”。但是，他补充说，飞行员往往会“向上撞击到锥套，从软管上扯掉锥套或有时损坏探管或飞机部件”。
有趣的是，自动化系统以不同的方式处理这个过程。飞行员记得，为了抓住锥套，尽量不要跟着跳动的锥套的每一次跳动。但是，光学跟踪器是这样做的，逐渐跟上锥套的节奏，这样动作就可以同步。
到2007年，“自主空中加油验证”项目取得了圆满成功。国防高级研究计划局宣布，该系统已经验证了“从加油机后2.3英里（约3.7千米），1000英尺（约300米）以下，偏离航向30度进行对接的能力”。具体来说，这意味着无人机能使用GPS首先飞到指定的航路点，然后切换到一个完全自主的加油模式。
美国空军还希望研制不同的东西，即适合配备伸缩套管的加油机的自动化系统。伸缩套管的主要优点是可以大大提高了燃油流量，最高可达每分钟1200加仑。当战斗机正在轮流等待加油或大型飞机，如轰炸机，空中预警机，联合监视目标攻击雷达系统飞机，甚至其他需要燃油的加油机要加油时，这一点非常重要。虽然美国空军的有些加油机配备了软管-浮锚式系统和伸缩套管两种系统，但使用伸缩套管加油长期以来一直是美国空军飞行员的常规做法。
使伸缩套管操作自动化是一种完全不同的挑战，特别是人们一直认为伸缩套管几乎没有锥套的那种适应性。
在模型中尝试了两种可能的方法并发现了其中的不足。第一种方法是用GPS使无人受油机到位。这似乎在进行编队飞行。然而，德州农工大学的研究团队发现，这种方法并不能完全解决“由于加油机尾流效应造成的影响”。
另一种被放弃的方法是模式识别。这种方法不能在低照明条件下工作，并可能造成过多占用机上计算能力的危险。
因此，又慎重选择了第三种方法。这是一种主要基于光学识别的技术，借助一些算法来提高预测精度。试验飞机是卡尔斯潘公司（Calspan）的一架专门改装的“利尔喷气”（Learjet）飞机，从纽约尼亚加拉大瀑布国际机场起飞，这是一个由波音公司“幽灵工厂”(Phantom Works)总承包的合同的一部分。
美国空军研究实验室（AFRL）的一位官员在接受记者采访时谈到这个项目。他说，“我们的目标是能够操纵距有人驾驶飞机40英尺（约12米）之内无人机”。
2007年的飞行试验表明取得了重大进展。虽然“利尔喷气”飞机有一套自动化的空中加油系统，但飞行员还是负责飞机起飞，然后再交由该系统控制飞机，以验证加油会合。自动化系统将“利尔喷气”飞机引导到KC-135加油机后方的位置。在加油机后方，“利尔喷气”飞机演练了7个空中加油的位置，包括对接，预对接，左、右内侧观察，左、右外侧观察，还有最重要的脱离。“利尔喷气”飞机在对接位置保持了20分钟，并在自主系统的引导下，飞行了1小时40分钟。
波音公司项目经理戴维•莱利（David Riley）2007年12月说：“这些试验表明，通过改进相对导航算法、控制律和硬件，我们在系统的完整性、连续性和可用性方面正在取得巨大的进步”。
2009年，波音公司再次赢得了美国空军研究实验室的合同，这份全面试验的合同价值约4900万美元。当时的报道暗示，美国空军研究实验室感兴趣的部分原因是要为一种可选有人/无人驾驶的新型远程打击轰炸机研究空中加油技术。这种技术需要直接依赖光学跟踪发展的伸缩套管系统。关键是要用受油无人机上看到的图像操纵伸缩套管。
然后，诺斯罗普-格鲁曼公司于2010年验证了其定位飞机的能力。诺斯罗普-格鲁曼公司导航系统部负责定位、导航和授时解决方案的经理亚历克斯•法克斯（Alex Fax）说，“这次飞行试验的成功尤其引人注目，因为该试验证了一个嵌入式GPS / 惯性导航系统主导相对导航处理的能力”。
美国空军国民警卫队第190空中加油联队在2010年底和2011年初进行的一系列试验标志着一个新时代。一架“利尔喷气”试验飞机再次扮演无人机的角色。飞行员将试验飞机飞到一定高度，然后把它交给自动化系统，该系统再将试验飞机操纵到加油机空中加油导管操作员需要的位置。
试验中验证的高超的位置保持技能提供了所有飞机，无论是有人驾驶还是无人驾驶的，通过自主控制进行空中加油的可能性。在试验飞机上安装的设备保障了连续8天的无人空中加油试验。试验官员说，从安全特性来比较，该系统模糊了传统有人驾驶飞机和自主操纵的无人飞机之间的区别。“飞行员可以放手，缓解疲劳。飞机可以是有人驾驶或无人驾驶的，这是可以选择的”，试验协调员李•格伦伯格（Lee Grunberger）中校说。
用有人驾驶加油机给自主操作的受油机加油获得成功还不是终点。下一个障碍是无人驾驶的加油机。
“全球鹰”无人机是KQ-X项目自然而然的候选机型。这种高空侦察机本世纪的头十年中一直在参战，其可靠性得到了证明。其内部燃油容量约17300磅（约7785千克），使“全球鹰”无人机适合充当“加油机”，它可以携带自己任务需要的和可能用来加油的足够燃油。
据国防高级研究计划局称，该项目正在解决比“自主空中加油验证”（AARD）项目难度大得多的无人驾驶系统、遥感和空气动力学挑战。项目经理麦考密克说，“用现实世界的‘全球鹰’系统来解决完全无人加油场景中的这些复杂问题，应该增加我们对无人驾驶系统可以自主地以一种安全、灵活和经济上可承受的方式加油的信心”。
早在1998年，斯蒂芬森已经列举了航程、载油量和高空操纵特性，并认为“全球鹰”无人机对解决无人空中加油任务当务之急的问题来说是理想的选择。当时的问题是如何补偿会合期间3.5秒的卫星控制链路延迟。
国防高级研究计划局与新的KQ-X项目2010年接受了这个挑战并采取了务实的做法。麦考密克解释说，“我们使用经过验证的‘全球鹰’无人机和地面站，‘自主空中加油验证’项目开发的算法和商业现货加油硬件”。国防高级研究计划局的这个项目充分利用在过去数十年的工作成果，并将用这些成果来降低风险。“我们一般都避免应用新技术，因此，我们可以专注于集成和无人操纵的挑战”，他说。
国防高级研究计划局官员称，“自主高空长航时加油”（Autonomous High-Altitude Long-Endurance Refueling）项目的目的是验证“使用有限飞行性能的飞机，在高空条件下，保持冗余的安全间隔，进行无人飞行操作的可重复成功概率”。
麦考密克说，“我们认为这是很重要的，因为用于加油的下一代高空长航时（HALE）平台可能会价格更低、能力更强、效能更高”。
美国国家航空航天局使用的两架比较老旧的“全球鹰”无人机被指定用于该项目。第一步是降低风险。在45000英尺（约13500千米）高空，诺斯罗普-格鲁曼公司的“海神”（Proteus）试验飞机飞到了距离美国国家航空航天局的“全球鹰”无人机40英尺（约12米）以内。
诺斯罗普-格鲁曼公司KQ-X项目经理杰弗里•索默（Geoffrey Sommer）说，“当你使这两架飞机都自主飞行，……你获得的能力已远远超出了只是执行空中加油任务所需要的能力”。
双无人机加油的概念与常规情况下受油机尾随加油机有点不同。在这种情况下，计划要求“全球鹰”加油机在“全球鹰”受油机后方飞行。诺斯罗普-格鲁曼公司官员马克•伽马什（Mark Gamache）在项目启动时对圣迭哥新闻网站Xconomy解释说，“我们希望在后方的无人机具有智慧和机动能力”。
据麦考密克称，2012年是决定成败的一年。“我们计划在今年夏天完成一次有说服力的验证，包括反复传输燃油”。他说，在这个过程中，我们将更好地了解这种类型的飞机如何近距离编队飞行，并获得复杂的无人操作的宝贵经验。
无人机机群？
在着手2011年的自主技术研究时，美国国防科学委员会（Defense Science Board ）指出，“配套技术的巨大进步表明，具有前所未有的，也许是无法想象的程度的自主技术可引入到当前和未来的军事系统之中”。五角大楼要求国防科学委员会确定“更积极应用自主技术的机会”。
尽管如此，美国空军要实现经常性的自主加油，仍然存在一些问题。首先是自主加油能力是否要增加到当前平台中。例如，将以往的无人机改装为可以在飞行中接收燃油取决于每种系统的空气动力特性和续航能力。至少，每种系统都必须能够使用空中定点加油锥套。
然后，要考虑飞行性能。早期型号的“捕食者”无人机设计为在一个有限的包线内飞行，不包括极端湍流、天气和高空飞行。另一方面，“全球鹰”无人机的固有飞行特性更适合空中加油。
战术是另一个考虑。规划加油机的航路，特别是在高强度的空战中的航路，本身就是一种艺术。例如，日常的战术和训练将必须弄清楚会合需要的最有效的系统。斯蒂芬森主张，“途中会合使无人机和加油机能够直线进入空中加油航路”。在这种情况下，“加油机就不必盘旋并浪费宝贵的时间等待与无人机对接”，他指出。需要更多的实验和经验来澄清这些问题，但进展是很有希望的。
空中加油对执行纵深打击或情报、监视与侦察（ISR）任务的无人机将是必不可少的。例如，2011年，2架试验飞行器成功试飞了美国海军“无人战斗机系统验证”（UCAS-D）项目的隐形验证机。虽然它只是一架验证机，但经过空中加油，“无人战斗机系统验证”飞行器估计的1726-2417英里（约2780-3890千米）的航程将大大增加。从“可回收”的加油机获得燃油的能力在航母周围，甚至地面基地上空的作战中可能变得非常重要。对无人攻击机来说也同样如此。空中加油对于携带相对较轻的情报、监视与侦察载荷以至弹药到纵深打击范围是必不可少的。
用于近距离引导的目视识别技术也可能在其他用途上取得好的效果，甚至远远超过空中加油，如复杂的无人机编队。
鉴于这些进步，似乎毫无疑问，就自动化空中加油而言，美国国防科学委员会关于自主技术新机遇的预测都被证明正确的。（全文完）
德州农工大学（Texas A&M）和弗吉尼亚技术公司（Virginia Tech）的一个航空航天工程师团队2007年在一篇论文中解释说，“自主空中加油探管和锥套系统基本上是一个对接的情况，可能需要（受油机的）加油探管与（加油机的）锥套的相对位置在最后的对接中达到厘米级精度”。该团队补充说，为了实现对接，飞行员不得不“确保探管的头部只接触锥套的内套，而不是接触用更轻的材料制造的并容易损坏的锥套外罩”。
现在，将由自动化程序来做同样的工作。首次突破是在2006年，当时，美国国家航空航天局的一架F/A-18飞机与承包商欧米伽空中加油服务公司（Omega Air Refueling Services）的一架加油机使用自主系统实现对接。然而，在这些飞行中仍然需要飞行员认可机动中的那些点。
这个过程依赖于一些技术的组合。GPS辅助的惯性导航系统引导受油机飞向加油机。一旦接近，受油机的探管与加油锥套的配合就通过光学跟踪系统来进行，这种系统有照相机和发射器，用以进行锁紧所必需的微小校正。光学跟踪系统基本上承担了飞行员几十年来一直在做工作。
美国国家航空航天局试飞员迪克•尤尔斯（Dick Ewers）评论说，“熟练的飞行员实际上可以减少锥套在最后时刻产生的一些棘手的习惯性移动”。但是，他补充说，飞行员往往会“向上撞击到锥套，从软管上扯掉锥套或有时损坏探管或飞机部件”。
有趣的是，自动化系统以不同的方式处理这个过程。飞行员记得，为了抓住锥套，尽量不要跟着跳动的锥套的每一次跳动。但是，光学跟踪器是这样做的，逐渐跟上锥套的节奏，这样动作就可以同步。
到2007年，“自主空中加油验证”项目取得了圆满成功。国防高级研究计划局宣布，该系统已经验证了“从加油机后2.3英里（约3.7千米），1000英尺（约300米）以下，偏离航向30度进行对接的能力”。具体来说，这意味着无人机能使用GPS首先飞到指定的航路点，然后切换到一个完全自主的加油模式。
美国空军还希望研制不同的东西，即适合配备伸缩套管的加油机的自动化系统。伸缩套管的主要优点是可以大大提高了燃油流量，最高可达每分钟1200加仑。当战斗机正在轮流等待加油或大型飞机，如轰炸机，空中预警机，联合监视目标攻击雷达系统飞机，甚至其他需要燃油的加油机要加油时，这一点非常重要。虽然美国空军的有些加油机配备了软管-浮锚式系统和伸缩套管两种系统，但使用伸缩套管加油长期以来一直是美国空军飞行员的常规做法。
使伸缩套管操作自动化是一种完全不同的挑战，特别是人们一直认为伸缩套管几乎没有锥套的那种适应性。
在模型中尝试了两种可能的方法并发现了其中的不足。第一种方法是用GPS使无人受油机到位。这似乎在进行编队飞行。然而，德州农工大学的研究团队发现，这种方法并不能完全解决“由于加油机尾流效应造成的影响”。
另一种被放弃的方法是模式识别。这种方法不能在低照明条件下工作，并可能造成过多占用机上计算能力的危险。
因此，又慎重选择了第三种方法。这是一种主要基于光学识别的技术，借助一些算法来提高预测精度。试验飞机是卡尔斯潘公司（Calspan）的一架专门改装的“利尔喷气”（Learjet）飞机，从纽约尼亚加拉大瀑布国际机场起飞，这是一个由波音公司“幽灵工厂”(Phantom Works)总承包的合同的一部分。
美国空军研究实验室（AFRL）的一位官员在接受记者采访时谈到这个项目。他说，“我们的目标是能够操纵距有人驾驶飞机40英尺（约12米）之内无人机”。
2007年的飞行试验表明取得了重大进展。虽然“利尔喷气”飞机有一套自动化的空中加油系统，但飞行员还是负责飞机起飞，然后再交由该系统控制飞机，以验证加油会合。自动化系统将“利尔喷气”飞机引导到KC-135加油机后方的位置。在加油机后方，“利尔喷气”飞机演练了7个空中加油的位置，包括对接，预对接，左、右内侧观察，左、右外侧观察，还有最重要的脱离。“利尔喷气”飞机在对接位置保持了20分钟，并在自主系统的引导下，飞行了1小时40分钟。
波音公司项目经理戴维•莱利（David Riley）2007年12月说：“这些试验表明，通过改进相对导航算法、控制律和硬件，我们在系统的完整性、连续性和可用性方面正在取得巨大的进步”。
2009年，波音公司再次赢得了美国空军研究实验室的合同，这份全面试验的合同价值约4900万美元。当时的报道暗示，美国空军研究实验室感兴趣的部分原因是要为一种可选有人/无人驾驶的新型远程打击轰炸机研究空中加油技术。这种技术需要直接依赖光学跟踪发展的伸缩套管系统。关键是要用受油无人机上看到的图像操纵伸缩套管。
然后，诺斯罗普-格鲁曼公司于2010年验证了其定位飞机的能力。诺斯罗普-格鲁曼公司导航系统部负责定位、导航和授时解决方案的经理亚历克斯•法克斯（Alex Fax）说，“这次飞行试验的成功尤其引人注目，因为该试验证了一个嵌入式GPS / 惯性导航系统主导相对导航处理的能力”。
美国空军国民警卫队第190空中加油联队在2010年底和2011年初进行的一系列试验标志着一个新时代。一架“利尔喷气”试验飞机再次扮演无人机的角色。飞行员将试验飞机飞到一定高度，然后把它交给自动化系统，该系统再将试验飞机操纵到加油机空中加油导管操作员需要的位置。
试验中验证的高超的位置保持技能提供了所有飞机，无论是有人驾驶还是无人驾驶的，通过自主控制进行空中加油的可能性。在试验飞机上安装的设备保障了连续8天的无人空中加油试验。试验官员说，从安全特性来比较，该系统模糊了传统有人驾驶飞机和自主操纵的无人飞机之间的区别。“飞行员可以放手，缓解疲劳。飞机可以是有人驾驶或无人驾驶的，这是可以选择的”，试验协调员李•格伦伯格（Lee Grunberger）中校说。
用有人驾驶加油机给自主操作的受油机加油获得成功还不是终点。下一个障碍是无人驾驶的加油机。
“全球鹰”无人机是KQ-X项目自然而然的候选机型。这种高空侦察机本世纪的头十年中一直在参战，其可靠性得到了证明。其内部燃油容量约17300磅（约7785千克），使“全球鹰”无人机适合充当“加油机”，它可以携带自己任务需要的和可能用来加油的足够燃油。
据国防高级研究计划局称，该项目正在解决比“自主空中加油验证”（AARD）项目难度大得多的无人驾驶系统、遥感和空气动力学挑战。项目经理麦考密克说，“用现实世界的‘全球鹰’系统来解决完全无人加油场景中的这些复杂问题，应该增加我们对无人驾驶系统可以自主地以一种安全、灵活和经济上可承受的方式加油的信心”。
早在1998年，斯蒂芬森已经列举了航程、载油量和高空操纵特性，并认为“全球鹰”无人机对解决无人空中加油任务当务之急的问题来说是理想的选择。当时的问题是如何补偿会合期间3.5秒的卫星控制链路延迟。
国防高级研究计划局与新的KQ-X项目2010年接受了这个挑战并采取了务实的做法。麦考密克解释说，“我们使用经过验证的‘全球鹰’无人机和地面站，‘自主空中加油验证’项目开发的算法和商业现货加油硬件”。国防高级研究计划局的这个项目充分利用在过去数十年的工作成果，并将用这些成果来降低风险。“我们一般都避免应用新技术，因此，我们可以专注于集成和无人操纵的挑战”，他说。
国防高级研究计划局官员称，“自主高空长航时加油”（Autonomous High-Altitude Long-Endurance Refueling）项目的目的是验证“使用有限飞行性能的飞机，在高空条件下，保持冗余的安全间隔，进行无人飞行操作的可重复成功概率”。
麦考密克说，“我们认为这是很重要的，因为用于加油的下一代高空长航时（HALE）平台可能会价格更低、能力更强、效能更高”。
美国国家航空航天局使用的两架比较老旧的“全球鹰”无人机被指定用于该项目。第一步是降低风险。在45000英尺（约13500千米）高空，诺斯罗普-格鲁曼公司的“海神”（Proteus）试验飞机飞到了距离美国国家航空航天局的“全球鹰”无人机40英尺（约12米）以内。
诺斯罗普-格鲁曼公司KQ-X项目经理杰弗里•索默（Geoffrey Sommer）说，“当你使这两架飞机都自主飞行，……你获得的能力已远远超出了只是执行空中加油任务所需要的能力”。
双无人机加油的概念与常规情况下受油机尾随加油机有点不同。在这种情况下，计划要求“全球鹰”加油机在“全球鹰”受油机后方飞行。诺斯罗普-格鲁曼公司官员马克•伽马什（Mark Gamache）在项目启动时对圣迭哥新闻网站Xconomy解释说，“我们希望在后方的无人机具有智慧和机动能力”。
据麦考密克称，2012年是决定成败的一年。“我们计划在今年夏天完成一次有说服力的验证，包括反复传输燃油”。他说，在这个过程中，我们将更好地了解这种类型的飞机如何近距离编队飞行，并获得复杂的无人操作的宝贵经验。
无人机机群？
在着手2011年的自主技术研究时，美国国防科学委员会（Defense Science Board ）指出，“配套技术的巨大进步表明，具有前所未有的，也许是无法想象的程度的自主技术可引入到当前和未来的军事系统之中”。五角大楼要求国防科学委员会确定“更积极应用自主技术的机会”。
尽管如此，美国空军要实现经常性的自主加油，仍然存在一些问题。首先是自主加油能力是否要增加到当前平台中。例如，将以往的无人机改装为可以在飞行中接收燃油取决于每种系统的空气动力特性和续航能力。至少，每种系统都必须能够使用空中定点加油锥套。
然后，要考虑飞行性能。早期型号的“捕食者”无人机设计为在一个有限的包线内飞行，不包括极端湍流、天气和高空飞行。另一方面，“全球鹰”无人机的固有飞行特性更适合空中加油。
战术是另一个考虑。规划加油机的航路，特别是在高强度的空战中的航路，本身就是一种艺术。例如，日常的战术和训练将必须弄清楚会合需要的最有效的系统。斯蒂芬森主张，“途中会合使无人机和加油机能够直线进入空中加油航路”。在这种情况下，“加油机就不必盘旋并浪费宝贵的时间等待与无人机对接”，他指出。需要更多的实验和经验来澄清这些问题，但进展是很有希望的。
空中加油对执行纵深打击或情报、监视与侦察（ISR）任务的无人机将是必不可少的。例如，2011年，2架试验飞行器成功试飞了美国海军“无人战斗机系统验证”（UCAS-D）项目的隐形验证机。虽然它只是一架验证机，但经过空中加油，“无人战斗机系统验证”飞行器估计的1726-2417英里（约2780-3890千米）的航程将大大增加。从“可回收”的加油机获得燃油的能力在航母周围，甚至地面基地上空的作战中可能变得非常重要。对无人攻击机来说也同样如此。空中加油对于携带相对较轻的情报、监视与侦察载荷以至弹药到纵深打击范围是必不可少的。
用于近距离引导的目视识别技术也可能在其他用途上取得好的效果，甚至远远超过空中加油，如复杂的无人机编队。
鉴于这些进步，似乎毫无疑问，就自动化空中加油而言，美国国防科学委员会关于自主技术新机遇的预测都被证明正确的。（全文完）
人家都玩了要90年空中加油了，搞出无人的太正常了。
人家都玩了要90年空中加油了，搞出无人的太正常了。