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空中加油

空中加油技术是在飞行中通过加油机向其他飞机或直升机补充燃料的技术,可以显著提高战斗机的续航能力,在战略或战术航空兵部队作战中具有极其重要的支援作用。

现代空中加油机及其空中加油技术已成为增强航空兵机动能力和打击能力的重要措施,受到世界各国的高度重视。

早在20世纪30年代中期,空中加油技术首先由英国考伯汉爵士用于跨大西洋商业航空飞行。

二战结束后,空中加油在军事上的运用越来越普遍。冷战时期,空中加油已成为核威慑的主要保障手段。此后,空中加油几乎被所有大国用作向遥远地区部署轰炸机运输机战斗机的主要手段。

由于空中加油技术对远征机动作战十分重要,目前世界上已有31个国家装备空中加油机。

美国是使用加油机最多的国家。目前美空军共装备600余架空中加油机,其中大部分为KC-135,美国海军陆战队装备75架KC-130;其次是英国,共装备20架VC10和6架”三星”500型加油机;第三位是俄罗斯,装备21架伊尔-76加油机。

为了加大飞机航程,除了提高飞机和发动机的性能外,只能增加机载油量,而飞机重量与飞行性能又是一个长期困扰飞机设计的矛盾。利用空中加油就可以使这一矛盾得到合理解决。

一般情况下,进行一次空中加油,轰炸机作战半径可增加25-一30-,战斗机增加30-一40-,运输机的航程可增加一倍,如果进行多次空中加油,则作战半径和航程可以增加到机上贮氧量及飞行员体力能达到的最大范围。增加航程还可以使作战飞机远距离迅速转移,实施突袭或战略布防。

直升机一般航程较短,进行空中加油则可使之完成远海作业、紧急救援或其它特殊任务。

增加飞机留空时间对预警机及担任巡逻的飞机有特殊意义。在现代战争中,为取得制空权,需要在战区保持不间断的巡逻或空中警戒,利用空中加油可以增加续航时间并大大减少出动架次。

舰载机来说,当出现舰面不能着陆的紧急情况时,可对返航的飞机进行空中加油,使其留空待命或转飞备降场。

在飞机起飞重量受到限制的情况下,可以减少载油量,装载更多的武器弹药或特种设备,起飞后再进行空中加油,完成之后的作战任务。

空中加油系统分软管一锥管式(简称软式)及伸缩管式(简称硬式)两大类。

美国海军和大多数其它国家普遍采用软式空中加油技术。

系统的主要设备是加油吊舱或加油平台。吊舱挂在加油机左右翼下,有些加油机还可以装在机身后部外侧。加油平台装在机身尾舱或弹舱内。吊舱包括动力装置、软管收放及响应系统、输油系统和控制系统四部分。

动力装置一般采用冲压空气涡轮,该装置能够在迎面气流作用下驱动液压泵燃油泵旋转,提供输油及收放软管所需的动力。另外,有些小型吊舱不设动力装置而从加油机取得液压源或电源。

软管收放及响应系统用于不加油时贮存加油软管,加油时放出及收回软管,保持软管一定的张力,防止软管过度松弛而甩动或张力过大而导致加油机和受油机意外脱开。

输油系统包括加油泵、调压系统、加油软管及锥套(加油接头、稳定伞及整流罩的总称)。输油系统靠作用在锥套上的气动力使软管放到全拖曳位置,稳定伞保持加油接头稳定并作为受油机对接时瞄准的“靶子”。受油机的受油接头进入稳定伞内即可沿伞的骨架滑入加油接头并与之啮合及锁定。来自加油机的压燃油经吊舱加油泵增压后经输油系统、加油接头、受油插头进入受油机。调压系统对加油泵的工作状态进行适时控制,以保持加油接头入口压力在规定范围内(通常为0.34±0.03MPa)变化,既可获得最高的加油率,又使受油机处于安全压力状态工作。加油完毕后受油机减速,当软管放至全拖曳位置,软管张力超过一定值时,加油接头与受油插头即脱开。

控制系统用于控制全系统自动完成加油全过程。

加油平台工作原理与吊舱基本相同,只是没有流线型外壳,并且可以直接从加油机获取动力。由于其外形及空间尺寸限制不严,故一般软管较粗较长,加油率也高于吊舱,适合给大型飞机加油。如翼下挂吊舱,机身内装加油平台,则可同时给3架飞机加油。

软式加油系统的优点是:吊舱为独立装置,普通飞机改装成加油机比较方便,取下吊舱仍可执行原型飞机的作战任务;该系统可以不设专门的加油员;可以同时给2~3架飞机加油;可以给直升机加油。缺点是:加油率低于硬式加油系统;要求受油机飞行员掌握超密集编队技术及对接技术;气流不稳定时难以进行空中加油。

美国空军主要采用硬式加油系统。

硬式加油系统的主体是安装在加油机尾部的伸缩套管,其根部用万向铰与加油机尾部承力结构相连。伸缩套管本身由内、外套管组成,它相当于液压作动筒,在液压作用下内管(相当于活塞杆)可沿外管滑动,构成可伸缩的燃油通路。内管端部装有加油接嘴,外管上装有小翼,加油员操纵小翼可使伸缩套管在一定锥角范围内绕根部作俯仰或横向运动。

不加油时,伸缩套管缩至最短,并由加油机尾部的钢索提升到紧贴机身尾部。加油时,放下伸缩套管,受油机进入对接范围后,加油员目视操纵小翼及伸缩内管,使加油接嘴插入受油机背部的受油插座并锁定。加油过程中受油机可在一定范围内机动,随动系统使伸缩套管作相应运动,保持受油机和加油机的啮合状态。通过加油接嘴及受油插座上的互感线圈,可进行加油机和受油机之间的信号联络。加油完毕后,加油员操纵缩回内管拔出加油接嘴,受油机脱离。目前已有部分加油机装了摄像系统,加油员可通过显示屏进行遥控

硬式加油系统的优点是:加油率高,一般可以达到4000升/分钟;可以给大型飞机加油;对受油机机动性要求不高。缺点是:要设专门的加油员;每次只能给一架飞机加油;不能给直升机加油。

根据使用实践及多机种协同作战的需要,目前世界上又出现了两种软硬式结合的加油机:一种是在一架飞机的尾部装伸缩套管,两翼下再挂吊舱,构成软硬式三点加油机;另一种是把伸缩套管端部的加油接嘴换成带一小段软管的锥管,使硬式加油机在必要时可临时改装,给装有软式受油系统的飞机加油。

1985年4月15日,美国空军的18架F-111战斗轰炸机及3架EF-111电子反制机,自驻扎于英国的空军基地出发,途经北大西洋、直布罗陀海峡,穿越地中海上空到达利比亚,顺利执行轰炸任务。从起飞到降落,连续飞行 1 万多公里,经过了6次空中加油,才使这次长程攻击任务得以圆满成功。

美国海军陆战队的KC-130加油机,利用硬式空中加油法为陆战队战机执行加油任务。其后的CH-53空中加油机则使用软式空中加油,需要设置一条长过旋翼的受油管。

2012年3月9日,驻扎在美国加利福尼亚州墨菲特联邦机场的加州空军国民警卫队第129救援队接到海岸警卫队来电:中国渔船“福远渔871”号上有两名渔民在一场大火中被严重烧伤,急需救治。“福远渔871”号在距离墨西哥阿卡普尔科沿岸约1150公里的太平洋上。考虑到路途遥远,伤者需要紧急医治,129救援队接受了这一任务。

129救援队的“铺路鹰”救援直升机拥有可收缩的空中加油探管,实施远距离水上救援是129救援队的长项。接下来,维护人员为救援任务准备了两架“战斗阴影”飞机和两架“铺路鹰”直升机。“铺路鹰”直升机飞离墨菲特机场,前往位于加州西南部圣迭戈的海军航空兵北岛航空站时,后勤人员紧锣密鼓地往“战斗阴影”上运送救援设备。

3月11日,两架“战斗阴影”飞离墨菲特机场,其中一架飞往“福远渔871”号所在的海域,另一架向南飞去,以便为“铺路鹰”空中加油此时,两架“铺路鹰”直升机已从北岛航空站出发,飞往墨西哥阿卡普尔科的阿瓦瑞兹将军国际机场。到达渔船所在海域后,4位救援人员从“战斗阴影”伞降到海面,然后登上一艘载有医用补给的充气橡皮艇,驾着它驶近渔船,上船为受伤的渔民治疗。

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