[科普中國(guó)]-空中加油

發(fā)展歷史

早在20世紀(jì)30年代中期，空中加油技術(shù)首先由英國(guó)考伯漢爵士用于跨大西洋商業(yè)航空飛行。

二戰(zhàn)結(jié)束后，空中加油在軍事上的運(yùn)用越來(lái)越普遍。冷戰(zhàn)時(shí)期，空中加油已成為核威懾的主要保障手段。此后，空中加油幾乎被所有大國(guó)用作向遙遠(yuǎn)地區(qū)部署轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)的主要手段。

由于空中加油技術(shù)對(duì)遠(yuǎn)征機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)十分重要，目前世界上已有31個(gè)國(guó)家裝備空中加油機(jī)。

美國(guó)是使用加油機(jī)最多的國(guó)家。目前美空軍共裝備600余架空中加油機(jī)，其中大部分為KC-135，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)裝備75架KC-130；其次是英國(guó)，共裝備20架VC10和6架”三星”500型加油機(jī)；第三位是俄羅斯，裝備21架伊爾-76加油機(jī)。1

主要作用增加飛機(jī)航程及作戰(zhàn)半徑為了加大飛機(jī)航程，除了提高飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的性能外，只能增加機(jī)載油量，而飛機(jī)重量與飛行性能又是一個(gè)長(zhǎng)期困擾飛機(jī)設(shè)計(jì)的矛盾。利用空中加油就可以使這一矛盾得到合理解決。

一般情況下，進(jìn)行一次空中加油，轟炸機(jī)作戰(zhàn)半徑可增加25%一30%，戰(zhàn)斗機(jī)增加30%一40%，運(yùn)輸機(jī)的航程可增加一倍，如果進(jìn)行多次空中加油，則作戰(zhàn)半徑和航程可以增加到機(jī)上貯氧量及飛行員體力能達(dá)到的最大范圍。增加航程還可以使作戰(zhàn)飛機(jī)遠(yuǎn)距離迅速轉(zhuǎn)移，實(shí)施突襲或戰(zhàn)略布防。

直升機(jī)一般航程較短，進(jìn)行空中加油則可使之完成遠(yuǎn)海作業(yè)、緊急救援或其它特殊任務(wù)。

增加飛機(jī)留空時(shí)間增加飛機(jī)留空時(shí)間對(duì)預(yù)警機(jī)及擔(dān)任巡邏的飛機(jī)有特殊意義。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，為取得制空權(quán)，需要在戰(zhàn)區(qū)保持不間斷的巡邏或空中警戒，利用空中加油可以增加續(xù)航時(shí)間并大大減少出動(dòng)架次。

對(duì)艦載機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)出現(xiàn)艦面不能著陸的緊急情況時(shí)，可對(duì)返航的飛機(jī)進(jìn)行空中加油，使其留空待命或轉(zhuǎn)飛備降場(chǎng)。

增加機(jī)載設(shè)備或飛機(jī)有效載重在飛機(jī)起飛重量受到限制的情況下，可以減少載油量，裝載更多的武器彈藥或特種設(shè)備，起飛后再進(jìn)行空中加油，完成之后的作戰(zhàn)任務(wù)。2

主要形式及系統(tǒng)組成空中加油系統(tǒng)分軟管一錐管式（簡(jiǎn)稱軟式）及伸縮管式（簡(jiǎn)稱硬式）兩大類。

軟式空中加油美國(guó)海軍和大多數(shù)其它國(guó)家普遍采用軟式空中加油技術(shù)。

系統(tǒng)的主要設(shè)備是加油吊艙或加油平臺(tái)。吊艙掛在加油機(jī)左右翼下，有些加油機(jī)還可以裝在機(jī)身后部外側(cè)。加油平臺(tái)裝在機(jī)身尾艙或彈艙內(nèi)。吊艙包括動(dòng)力裝置、軟管收放及響應(yīng)系統(tǒng)、輸油系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四部分。

動(dòng)力裝置一般采用沖壓空氣渦輪，該裝置能夠在迎面氣流作用下驅(qū)動(dòng)液壓泵或燃油泵旋轉(zhuǎn)，提供輸油及收放軟管所需的動(dòng)力。另外，有些小型吊艙不設(shè)動(dòng)力裝置而從加油機(jī)取得液壓源或電源。

軟管收放及響應(yīng)系統(tǒng)用于不加油時(shí)貯存加油軟管，加油時(shí)放出及收回軟管，保持軟管一定的張力，防止軟管過度松弛而甩動(dòng)或張力過大而導(dǎo)致加油機(jī)和受油機(jī)意外脫開。

輸油系統(tǒng)包括加油泵、調(diào)壓系統(tǒng)、加油軟管及錐套（加油接頭、穩(wěn)定傘及整流罩的總稱）。輸油系統(tǒng)靠作用在錐套上的氣動(dòng)力使軟管放到全拖曳位置，穩(wěn)定傘保持加油接頭穩(wěn)定并作為受油機(jī)對(duì)接時(shí)瞄準(zhǔn)的“靶子”。受油機(jī)的受油接頭進(jìn)入穩(wěn)定傘內(nèi)即可沿傘的骨架滑入加油接頭并與之嚙合及鎖定。來(lái)自加油機(jī)的壓燃油經(jīng)吊艙加油泵增壓后經(jīng)輸油系統(tǒng)、加油接頭、受油插頭進(jìn)入受油機(jī)。調(diào)壓系統(tǒng)對(duì)加油泵的工作狀態(tài)進(jìn)行適時(shí)控制，以保持加油接頭入口壓力在規(guī)定范圍內(nèi)（通常為0.34±0.03MPa）變化，既可獲得最高的加油率，又使受油機(jī)處于安全壓力狀態(tài)工作。加油完畢后受油機(jī)減速，當(dāng)軟管放至全拖曳位置，軟管張力超過一定值時(shí)，加油接頭與受油插頭即脫開。

控制系統(tǒng)用于控制全系統(tǒng)自動(dòng)完成加油全過程。

加油平臺(tái)工作原理與吊艙基本相同，只是沒有流線型外殼，并且可以直接從加油機(jī)獲取動(dòng)力。由于其外形及空間尺寸限制不嚴(yán)，故一般軟管較粗較長(zhǎng)，加油率也高于吊艙，適合給大型飛機(jī)加油。如翼下掛吊艙，機(jī)身內(nèi)裝加油平臺(tái)，則可同時(shí)給3架飛機(jī)加油。

軟式加油系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：吊艙為獨(dú)立裝置，普通飛機(jī)改裝成加油機(jī)比較方便，取下吊艙仍可執(zhí)行原型飛機(jī)的作戰(zhàn)任務(wù)；該系統(tǒng)可以不設(shè)專門的加油員；可以同時(shí)給2~3架飛機(jī)加油；可以給直升機(jī)加油。缺點(diǎn)是：加油率低于硬式加油系統(tǒng)；要求受油機(jī)飛行員掌握超密集編隊(duì)技術(shù)及對(duì)接技術(shù)；氣流不穩(wěn)定時(shí)難以進(jìn)行空中加油。3

硬式空中加油美國(guó)空軍主要采用硬式加油系統(tǒng)。

硬式加油系統(tǒng)的主體是安裝在加油機(jī)尾部的伸縮套管，其根部用萬(wàn)向鉸與加油機(jī)尾部承力結(jié)構(gòu)相連。伸縮套管本身由內(nèi)、外套管組成，它相當(dāng)于液壓作動(dòng)筒，在液壓作用下內(nèi)管（相當(dāng)于活塞桿）可沿外管滑動(dòng)，構(gòu)成可伸縮的燃油通路。內(nèi)管端部裝有加油接嘴，外管上裝有小翼，加油員操縱小翼可使伸縮套管在一定錐角范圍內(nèi)繞根部作俯仰或橫向運(yùn)動(dòng)。

不加油時(shí)，伸縮套管縮至最短，并由加油機(jī)尾部的鋼索提升到緊貼機(jī)身尾部。加油時(shí)，放下伸縮套管，受油機(jī)進(jìn)入對(duì)接范圍后，加油員目視操縱小翼及伸縮內(nèi)管，使加油接嘴插入受油機(jī)背部的受油插座并鎖定。加油過程中受油機(jī)可在一定范圍內(nèi)機(jī)動(dòng)，隨動(dòng)系統(tǒng)使伸縮套管作相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，保持受油機(jī)和加油機(jī)的嚙合狀態(tài)。通過加油接嘴及受油插座上的互感線圈，可進(jìn)行加油機(jī)和受油機(jī)之間的信號(hào)聯(lián)絡(luò)。加油完畢后，加油員操縱縮回內(nèi)管拔出加油接嘴，受油機(jī)脫離。目前已有部分加油機(jī)裝了攝像系統(tǒng)，加油員可通過顯示屏進(jìn)行遙控。

硬式加油系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：加油率高，一般可以達(dá)到4000升/分鐘；可以給大型飛機(jī)加油；對(duì)受油機(jī)機(jī)動(dòng)性要求不高。缺點(diǎn)是：要設(shè)專門的加油員；每次只能給一架飛機(jī)加油；不能給直升機(jī)加油。

其他形式根據(jù)使用實(shí)踐及多機(jī)種協(xié)同作戰(zhàn)的需要，目前世界上又出現(xiàn)了兩種軟硬式結(jié)合的加油機(jī)：一種是在一架飛機(jī)的尾部裝伸縮套管，兩翼下再掛吊艙，構(gòu)成軟硬式三點(diǎn)加油機(jī)；另一種是把伸縮套管端部的加油接嘴換成帶一小段軟管的錐管，使硬式加油機(jī)在必要時(shí)可臨時(shí)改裝，給裝有軟式受油系統(tǒng)的飛機(jī)加油。3

運(yùn)用實(shí)例1985年4月15日，美國(guó)空軍的18架F-111戰(zhàn)斗轟炸機(jī)及3架EF-111電子反制機(jī)，自駐扎于英國(guó)的空軍基地出發(fā)，途經(jīng)北大西洋、直布羅陀海峽，穿越地中海上空到達(dá)利比亞，順利執(zhí)行轟炸任務(wù)。從起飛到降落，連續(xù)飛行 1 萬(wàn)多公里，經(jīng)過了6次空中加油，才使這次長(zhǎng)程攻擊任務(wù)得以圓滿成功。

美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的KC-130加油機(jī)，利用硬式空中加油法為陸戰(zhàn)隊(duì)?wèi)?zhàn)機(jī)執(zhí)行加油任務(wù)。其后的CH-53空中加油機(jī)則使用軟式空中加油，需要設(shè)置一條長(zhǎng)過旋翼的受油管。

2012年3月9日，駐扎在美國(guó)加利福尼亞州墨菲特聯(lián)邦機(jī)場(chǎng)的加州空軍國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)第129救援隊(duì)接到海岸警衛(wèi)隊(duì)來(lái)電：中國(guó)漁船“福遠(yuǎn)漁871”號(hào)上有兩名漁民在一場(chǎng)大火中被嚴(yán)重?zé)齻?，急需救治?！案＿h(yuǎn)漁871”號(hào)在距離墨西哥阿卡普爾科沿岸約1150公里的太平洋上?？紤]到路途遙遠(yuǎn)，傷者需要緊急醫(yī)治，129救援隊(duì)接受了這一任務(wù)。

129救援隊(duì)的“鋪路鷹”救援直升機(jī)擁有可收縮的空中加油探管，實(shí)施遠(yuǎn)距離水上救援是129救援隊(duì)的長(zhǎng)項(xiàng)。接下來(lái)，維護(hù)人員為救援任務(wù)準(zhǔn)備了兩架“戰(zhàn)斗陰影”飛機(jī)和兩架“鋪路鷹”直升機(jī)?！颁伮氟棥敝鄙龣C(jī)飛離墨菲特機(jī)場(chǎng)，前往位于加州西南部圣迭戈的海軍航空兵北島航空站時(shí)，后勤人員緊鑼密鼓地往“戰(zhàn)斗陰影”上運(yùn)送救援設(shè)備。

3月11日，兩架“戰(zhàn)斗陰影”飛離墨菲特機(jī)場(chǎng)，其中一架飛往“福遠(yuǎn)漁871”號(hào)所在的海域，另一架向南飛去，以便為“鋪路鷹”空中加油——此時(shí)，兩架“鋪路鷹”直升機(jī)已從北島航空站出發(fā)，飛往墨西哥阿卡普爾科的阿瓦瑞茲將軍國(guó)際機(jī)場(chǎng)。到達(dá)漁船所在海域后，4位救援人員從“戰(zhàn)斗陰影”傘降到海面，然后登上一艘載有醫(yī)用補(bǔ)給的充氣橡皮艇，駕著它駛近漁船，上船為受傷的漁民治療。