[原创]X-47B即将着舰,臆测我国如何自主研发航母助降引导系统[已拜读]

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东方网2011年11月10日消息:据日本《外交官》杂志网站“闪电博客”11月7日刊发大卫-埃克斯(David Axe)题为“X-47B无人机升级”的文章;第一架X-47B无人机二月份时在加利福尼亚进行了首飞。这架大致40英尺长的无人驾驶战斗机在很大程度上实现了自动,不过它也可以由飞行员坐在电脑屏幕前进行遥控;该无人机计划于2013年部署美军“乔治-华盛顿”号航母。X-47B无人机区别于以往捕食者等无人机系统的特点,是可以通过机载计算机系统实现无人控制自主在航母甲板上降落。

作者推测其实现起降的方式是通过机载地物地形匹配系统,结合塔台信号进行机体控制,并有甲板及助降引导塔台上安置的红外、雷达及光学测绘系统,通过数据链将飞机位置状态信息输送给无人机,进行姿态修正和调整。从而实现无人控制降落。目前传统舰载机起降主要还是通过飞行员目测、水平仪表、及助降镜等手段。

光学助降镜是在甲板上设置一面大曲率的反射镜,从舰艉向镜面打出灯光,灯光通过镜面反射到空中,给飞行员提供与海平面成3.5~4度夹角的光柱。飞行员则驾驶飞机沿着这条光柱往下滑落,同时以飞机在镜子中的位置修正误差,使飞机安全降落在甲板上。通常,助降镜的光柱可照射两海里以上。

然而,尽管这种反射式助降镜对舰载飞机着舰有着巨大的帮助,但由于航空母舰舰体随着海浪起伏会不停地摇摆,反射式助降镜要求舰载机飞行员有着熟练的驾驶技术,否则,就难以安全地在甲板上起落。


发展历程:


20世纪60年代,舰载机的速度逐渐加快,反射式助降镜越来越难以适应飞机着舰的需要。飞机的高速度迫使人们研制新的助降装置。很快,英国人研制成功了“菲涅耳”透镜式光学助降镜。这种助降镜由甲板边缘装置、电源和控制板组成。安放在航空母舰飞行甲板中部靠左舷的一个稳定平台上,以保证透镜发出的光束不受航空母舰摇摆的影响。


透镜式光学助降镜甲板边缘装置是由灯光指示器、纵摇伺服驱动器、固定基准灯、调节基准灯、禁降灯等组成。使用时由光源、“菲涅耳”透镜和双凸透镜的综合作用形成一支光束。这支光束若出现在基准灯上面,说明进场飞机下滑角大大;若出现在基准灯下面,则说明进场飞机的下滑角大小。它通常由4组灯光组成,中间竖排着一个灯箱,通过透镜发出5层光束。这5层光束与飞行跑道平行,和海平面保持一定角度,形成五层波面。这五层光束正中间为橙色光束,向上向下分别为黄色和红色,两边为绿色基准光束,当舰载机下降时,舰载机飞行员就观察助降镜,如果看到的是橙色光,就可以准确着舰了;如果看到的是黄色光束,说明飞机所在处太高,需要下降高度;如果看到红色光束,说明飞机所在处太低,需要上升高度,否则就会撞在航空母舰的舰艉上;如果看到的是绿色光,说明飞机偏左或偏右了,需调整水平位置。

目前助降镜据传已安装在瓦良格号航母上。然而传统助降方式不仅对飞行员技术和反应能力有极高要求,而且在高海况及能见度较差情况下使用受限,且无法应用于无人机。能否尝试在飞行甲板、舰岛等位置设置多点、多种探测仪器(雷达、红外、光学、激光),在飞机降落时对飞机位置、姿态进行探测,汇总成三维有限元数据后反馈给舰载机。电传操纵系统已经广泛应用在歼—10飞机上,对我国来说不成问题。采用数据链三维传输重建飞机位置及姿态立体图形,将飞机、甲板的空间、位置显示于液晶显示屏上。电传操纵系统由计算机监控,适时提供高度、位置信息及危险飞行姿态报警,引导飞行员着舰。简单来说,将着陆过程变成操纵3D游戏和倒车雷达一般简单。不仅可以应对高海况和负责气象条件下的舰载机起降,将来还可以移植到无人机,实现计算机引导下自主起降。美军X-47B舰载无人机

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老瓦的光学助降系统

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库兹涅佐夫的助降镜

本文内容于 2012/1/17 18:12:06 被网络卫士编辑

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