空中加油技术:为战机续航
1986年,美军的F-111E机群,先后经过6次空中加油,绕道大西洋,往返11000公里,历时16小时,完成了空袭利比亚的作战任务,使人们真正见识到了美军“无远不达”“全球作战”的能力。空中加油机及相关技术一下子引起了全世界人们的关注。
那么空中加油技术的发展起源是什么呢?殊不知,空中加油技术起源于一次近乎疯狂的冒险行动。1921年一天,美国人威利·梅伊把一个装有5加仑航空汽油的罐子绑在背上,从一架飞行中的“林肯”型飞机的机翼上,爬到另一架飞行中的“珍妮”JN-24飞机的机翼上,并移动到机身的发动机旁,将油罐中的航空汽油倒进发动机的燃料箱里,从而成功地完成了世界上第一次空中加油,开始了人类对空中加油技术的开发。当然,这一次空中加油还不算是真正意义上的空中加油,但毕竟是开启了空中加油的时代,随后的1923年,美国陆军的一架单引擎DH-4B飞机,在飞行中由另一架同型飞机,用人工操作,以软管自流的方式进行两次加油,这才是人类历史真正意义上的空中加油。20世纪30~40年代,英、美先后研制成插头锥套式加油设备。40年代末,美国研制成伸缩式加油设备。装有这种设备的加油机都是在第二次世界大战后,才大量装备部队的。
空中加油示意图
空中加油技术一经产生,便迅速在实战中得到了广泛的应用,并取得了不菲的战绩。上面所提及的美军空袭利比亚就是个典型的空中加油技术应用,另外,在越南战争、海湾战争、科索沃战争中空中加油技术也获得了广泛的应用。其中越南战争是实战中大规模实施空中加油的开端,从战争爆发到停战的9年零2个月时间内,美军的172架KC-135加油机共起飞194687架次,进行空中加油813878次,共加燃油410万吨;海湾战争是近些年来实施空中加油最多的一次战争行动,整个战争期间,仅美军就投入加油机308架,共完成了5.1万次空中加油任务;科索沃战争中,北约出动240架空中加油机,共实施了1.4万次空中加油,美国的B-2轰炸机由其本土起飞实施30多个小时的远程奔袭完全倚仗的就是空中加油。
那么,空中加油是怎么实现的呢?空中加油通常由运输机或轰炸机加装空中加油设备改装而成。空中加油机的加油设备装在机身尾部或机翼下的吊舱内,由飞行员或加油员操纵。储油箱则分组安装在机身、机翼内。加油设备主要有插头锥套式和伸缩管式两种。有的空中加油机在伸缩管的末端加装软管锥套系统。(1)插头锥套加油设备,又称软管加油系统,主要由输油软管卷盘装置、压力供油机构和电控指示装置等组成,软管长度视机型而定,一般为16~30米,软管末端有锥套,其外形呈伞状,内有加油接头。受油机的受油管(口)装在机头或机身背部。进行空中加油时,加油机在受油机的前上方飞行,由飞行员或加油员打开输油管卷盘的锁定机构,伸出锥套,锥套受气流作用而展开,将输油软管拖出。与此同时,受油机飞行员调整飞行速度、航向和高度,待受油管插进锥套内时,油路自动接通,开始加油。插头锥套式设备,在一架加油机上可装数套,能同时给几架飞机加油。(2)伸缩管式加油设备,又称硬管加油系统。主要由伸缩管、压力加油机构和电控指示监控装置组成。伸缩管包括主管和套管,主管外壁装有升降索和稳定舵。伸缩管式加油设备一般装在加油机机身尾部下方。空中加油时,加油机利用升降索放下伸缩管,稳定舵在气流作用下,将伸缩管沿垂直方向和水平方向稳定在一定的空间范围内,套管从主管内伸出。与此同时,受油机占好有利位置,完成对接,开始加油。这种设备对受油机保持规定位置要求较低,但同一时间内只能给一架飞机加油。装伸缩管式加油设备的加油机,也可在机翼下加装软管加油系统吊舱。
空中加油是一个复杂的过程,加油的程序一般有四个阶段。(1)会合。空中加油机与受油机的会合有四种方式。一是同航线会合,就是加油机和受油机在同一航线上的某处进行会合;二是定时会合,要求加油机和受油机定出加油协调要求和特定会合时间,按时在指定空域会合;三是对飞会合,就是两架飞机正面飞行,相互靠拢,然后受油机按加油机前进方向作180°转弯,把航向转到加油机方向,并在前方约5千米处做好加油准备;四是待机会合,就是由空中预警机与加油机、受油机进行通信联络,向加油机发出航向和速度指令,同时引导受油机与加油机会合,直到受油机飞行员能用雷达或目视发现加油机为止,然后,受油机再进入受油位置。无论采用何种方式,受油机均应比加油机高度低60米。(2)对接。对接是空中加油的关键环节,必须严格按照技术要求和操作程序进行。受油机带弹时,应采取严格的安全措施。受油机带有射击武器时,更要注意安全,除加油和通话开关外,飞行员不得触及其他电子开关。(3)加油。加油时装在吊舱内的燃油泵将加油箱内的燃油经输油管输往受油机机箱,加油机上的加油控制板能随时将输出的油量及加油压力和其他加油附件的工作情况显示出来。受油机上各油箱的附件情况也在一定位置上显示出来。加油时受油机与加油机的高度、速度和相对位置都必须严格保持不变。当受油机加进一部分燃油后,飞机重量就会增加,而加油机重量又会减轻,两机必须随时调整飞行的速度和姿态,以保证顺利实施加油。(4)分离。分离是空中加油的最后一个程序,受油机受油完毕后,各油箱加油开关自动关闭,加油结束信号灯亮,受油机减速脱离退出加油。加油机由于加油管中燃油停止流动,这时吊舱的相应机构控制油泵停止工作,并在座舱的加油控制板上显示,由传动机构收回加油管。
经过近90年的研究和实践,空中加油技术日益成熟与完善,应用范围也越来越广泛。空中加油机从活塞式飞机发展到涡轮螺旋桨飞机,继而发展为喷气式飞机;加油机供油量从数千升增加到10万多升。受油机遍及歼击机、攻击机、轰炸机、预警机、巡逻机、运输机、侦察机和直升机等机种。目前,世界上有20多个国家拥有空中加油机,共装备10余种型号的加油机1000余架,装有受油装置的飞机约11000多架。目前,典型的空中加油机有美国的KC-130、KC-135、KC-10A,英国的VC-10和俄罗斯的“伊尔-76”等。这些加油机在21世纪初仍将发挥重要作用。同时,美、英、法、俄等国不断利用技术优势,开展多边、多国合作,集中力量研制新型加油机。