1.3 硬式空中加油的基本流程

硬式空中加油技术根据加油过程可以分为以下几个阶段：

（1） 会合阶段 受油机发出空中加油请求并指定加油会合点 （或者两机事先约定好加油会合区域，因为某些条件下要保持无线电静默等），二者按照约定时间及地点准时会合，受油机进入加油机加油包线范围内，其速度和航向与加油机速度和航向保持一致，要求两者一前一后保持固定的距离。该阶段涉及加油机和受油机导航、定位、协同控制等技术。

（2） 对准阶段 加油伸缩管通过万向节连接在加油机尾部，通过控制加油外管上安装的升降舵与方向舵实现加油伸缩管姿态的控制。对准时，由专业的硬式空中加油操作员通过在操作控制台上控制加油伸缩管的舵面偏转角，使得伸缩管能够做滚转和俯仰运动，同时通过导引灯指引受油机到达指定会合点，并保持受油机姿态与加油机相对速度为零，此时加油操作员控制伸缩管内管伸出，内管末端的加油喷嘴与受油机受油插座特征标识完成对准。对准过程中应对加油伸缩管有效控制，抵抗尾涡、气流对伸缩管姿态的影响，对准时普遍采用激光对准、图像识别对准等技术。

（3） 对接阶段 硬式空中加油操作员操纵内管继续前伸到喷嘴插入受油插座内，即完成加油机的加油伸缩管与受油机的受油插座对接任务，从而可将加油机油箱内的大量航空燃油通过加油机油箱—万向节—加油伸缩管—加油喷嘴—受油插座—受油机的路径完成燃料的输送。在此过程中要解决锁死、应力卸荷、加油伸缩管随动、双机通信等控制问题。

（4） 脱离阶段 受油机燃料满足需求后，发出加油完毕脱离请求，结束加油过程，受油机飞离加油机，加油机将伸缩管提升至加油机腹部。在此过程中要解决特殊环境下受油机的紧急脱离问题。

硬式空中加油涉及多种关键技术，实现难度较大，目前美国等欧美航空强国已经实现硬式空中加油技术很多年。在硬式空中加油技术广泛应用之前，他们都做了大量的地面半物理验证试验，验证加油伸缩管控制技术、自动导引、自动对准、自动对接、应力卸荷、紧急脱离等技术。

硬式空中加油过程运动状态多，约束条件复杂，控制要求较高，并且空中飞行时无法实施有效的物理保护，一旦出现某个小问题都可能导致加油失败甚至引发安全事故。为了保证硬式空中加油过程的飞行品质和安全性，必须对加油过程的每一种运动状态和约束关系进行精确的建模，并对加油机、加油伸缩管、受油机、风场等模型和会合导引、自动对准、自动卸荷等控制律进行地面仿真验证。因此，如何对硬式空中加油过程精确建模并进行地面仿真具有重要的研究意义。

综上所述，整个加油过程的基本流程如图1-3所示。

图1-3 加油过程的基本流程