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空中加油機
來源:互聯網

空中加油機(Aerial Tanker),是給飛行中的飛機補加燃料的飛機,多由大型運輸機或者戰略轟炸機經過改裝而成。

1923年8月27日,在美國加利福尼亞州圣迭戈灣上空,DH-4M型加油飛機開啟航空史上首次成功的空中加油演練。在20世紀40年代,英國發展出插頭錐套式加油設備,標志著空中加油技術的實用化發展。1950年,波音公司研發了“伸縮套管”加油裝置,也稱為“波音探管”。20世紀80年代,中原地區起步進行了空中加油機和受油機的研制工作。經過30多年的努力,中國已掌握了軟式空中加油技術。海灣戰爭期間,美國空軍制定了“C +40 天”的加油機部署計劃。科索沃戰爭中,美國軍隊共提供112 架現役和63架后備部隊加油機。空中加油機作用可使受油機增大航程,延長續航時間,增加有效載重,以提高遠程作戰能力。空中加油機的加油設備多數都裝在機身尾部,少數裝在機翼下面的吊艙內,由飛行員或加油員操縱。加油設備主要包括插頭錐套式和伸縮管式2種類型。

空中加油機的代表型號有美國KC一135空中加油機、美國KC一10空中加油機、俄羅斯伊爾一78空中加油機等,截止2022年,全世界共有約1000架空中加油機,大多由美、俄、英3國生產。

發展歷程

研制背景

早在世界上第一架固定翼航空器問世之初,就有人提出通過空中加油的方式來延長航空器的滯空時間或減少航空器的內載油量以便于起飛。1917年,俄羅斯海軍飛行員亞歷山大·塞維爾斯基首次提出了空中加油的概念。隨著十月革命的爆發,他移居美國,并在那里為自己的空中加油技術申請專利。

1921年11月12日,在美國舉行的一次航空特技表演中,名叫Wesley May(威利斯·梅)的個體執行者攜帶著5美國加侖(1美國加侖=3.785升)的燃油,從一架飛機的機翼上跳到另一架飛機的機翼上,成功完成了世界上第一次空中加油。

研制歷程

國際研制

1923年8月27日,在美國加利福尼亞州圣迭戈灣上空,發生了一次歷史性的事件。兩架飛機在空中編隊飛行,其中一架DH-4M型加油飛機從上方垂下一根長約10多米的軟管。另一架飛機內有一名人站在后座艙,他伸手抓住搖擺的軟管,將其連接至自己飛機的油箱上。在接下來的37小時飛行中,共進行了687加侖的汽油和38加侖的潤滑油加注。這次事件被記錄為航空史上首次成功的空中加油演練。

在20世紀30年代,空中加油技術經歷了一定的發展。美國、蘇聯等國家都取得了進展,并研制出了相應的機載空中加油設備。第二次世界大戰期間,這項技術開始在實戰中得到運用。盟軍的許多戰略轟炸機利用在大西洋上空進行的空中加油,實現了對德國本土的遠程打擊。在20世紀40年代,英國根據已有的軟管式空中加油技術,進一步發展出插頭錐套式加油設備。這些創新標志著空中加油技術的實用化發展。當時主要是給航程很遠的戰略轟炸機加油。后來才逐漸發展到在空中給其他飛機加油。

在1950年,波音公司研發了“伸縮套管”加油裝置,也稱為“波音探管”。美國很快將這項技術應用于KB-29P飛機上,實現了硬式伸縮套管的空中加油。為了區分這兩種加油技術,人們通常將軟管錐套加油裝置稱為“軟式加油”,將伸縮套管加油裝置稱為“硬式加油”。在20世紀50年代初期,美國進行了對具備硬式輸油能力的KC-135空中加油機加油機的研制,該機于1956年8月首飛。為了提升加油能力,美國軍隊于1978年開始研制KC-10加油機加油飛機,它具備加油和接受油料的能力,同時擁有更大的油料載量。該型號飛機于1980年7月首飛。20世紀80年代初,美國研制了新型的KC-10A空中加油機,機上裝有伸縮管加油設備,主管長8米,套管長6米多,全長14米,總載油量16.1萬千克,可同時給3架飛機進行加油,該機在海灣戰爭中發揮了重要作用。

自進入21世紀以來,為了替代服役逾60年的KC-135加油機,美軍開始著手研發KC-46新一代加油機,并于2014年12月成功進行了首次飛行。2004年,首架具有空中加油能力的空中客車A310多功能運 輸加油機(MRTT)在德國德累斯頓亮相。德國空軍的A310多功能運 輸加油機是當時世界上最先進的空中加油機。

2006年8月30日,在美國加州的愛德華茲空軍基地,首次全自主空中加油飛行試驗成功完成。試驗是在一架經過改裝的F/A-18試驗機上進行的。試驗中,當受油機進入距離加油機3200米的范圍后,加油機上的自主加油系統開始向受油機傳輸自己的方位和速度數據信息。2015年,X47—B無人機首次實現空中加油,美軍曾將這一技術譽為“顛覆性進步”。

2018年9月印度空軍成功完成首次空中加油測試,一架加油機當天在6000米高空為一架戰機加滿燃料。2019年9月,據英國《簡氏防務周刊》網站報道,空中客車公司的A400M加油機進行了與直升機進行加油對接的首次測試。在進行了4次試飛后,一架A400M加油機與一架空中客車公司的H225M直升機在法國南部上空進行了51次“干”(沒有燃油通過的)接觸。這些接觸動作發生在高度介于1000英尺至1萬英尺之間,以低至105節的速度(1節等于1.852公里/時)完成。

截至2020年,美國現役的加油機包括520架艾森豪威爾時代的KC-135空中加油機噴氣飛機、59架里根時代的KC-10噴氣飛機,以及20架新一代的KC-46噴氣飛機。2021年6月,美國海軍航空系統司令部和波音公司共同宣布,MQ-25“黃貂魚”艦載無人加油機的T-1原型試驗機成功地對一架F/A-18F“超級大黃蜂”艦載戰斗機進行了空中加油試驗。這標志著航空史上首次無人機成功對有人機實施空中加油。

中國研制

在20世紀80年代,中國起步進行了空中加油機和受油機的研制工作。經過30多年的努力,中國已掌握了軟式空中加油技術。然而,進入21世紀后,隨著中國空軍戰略轉型朝向“攻防-體化”的加速發展,軟式空中加油系統的一些缺點逐漸顯露出來。為適應現代化戰爭需求,中國開始進行硬式空中加油技術的研發。

隨著航空工業技術的快速發展,特別是大型運輸機(代表為運-20)和大型客機(代表為C919)的研制成功,為發展硬式空中加油機提供了物質條件。2018年4月28日,中國首次公布了運-20空中加油機及其硬式空中加油技術的研制細節,標志著硬式空中加油已成為中國未來空軍發展的重要方向。

在2022年的空軍航空開放活動暨長春航空展中,中國空軍首次公開了一張三機同框照片,顯示了運油-20加油機同時給殲-20殲-16進行空中加油的場景。這次展示表明,無論是新一代隱形飛機還是三代改進型飛機都能夠進行空中加油。此外,也展示了運油-20具備同時給不同型號飛機進行空中加油的能力,能夠在一次加油任務中為一個編隊提供續航服務。

裝備歷程

美國

美國是世界上擁有加油機最多的國家,主要型號 有:KC-135空中加油機E“同溫層油船” 空中加油機。美國作為全球最大的空中加油機擁有國之一,得益于其發達的中國航空工業集團有限公司,能夠選擇一些性能優異的客機作為加油機平臺。民航客機在續航性能、舒適性和經濟性方面表現出色,因此非常適合用作特殊任務飛機的平臺。美國同時采用了硬管式和軟管式的加油方式,以滿足空軍和海軍不同作戰飛機的需求。此外,美國還改裝了C-130“大力神”戰略運輸機KC-130系列加油機,這些加油機能夠以較低速度為直升機進行空中加油。

歐洲

歐洲國家借助空中客車公司,在一些客機的基礎上改裝成了加油機。此外,A400M運輸機也可以進行改裝成加油機。A400M是由歐洲國家聯合研發的戰略運輸機,具備戰術和戰略運輸能力。相比其他運輸機,A400M可以在幾小時內通過簡單的操作被改裝為加油機,無需返回基地。預計未來,A400M改裝的加油機將得到更廣泛的使用。

俄羅斯

俄羅斯是僅次于美國的世 界第二大空中加油機擁有國。 俄空軍遠程航空兵擁有40余架 伊爾-78加油機、圖-16 和米-4 型加 油機,海軍航空兵約有30多架 圖-16加油機。伊爾-78是俄羅斯的主力加油機,是由伊爾-76運輸機大型戰略運輸機改裝而來。相較于客機伊爾-76在飛行性能方面更為出色。除了俄羅斯軍隊裝備了伊爾-78,中國和印度也引進了這款空中加油機。

日本

在上世紀70年代末,日本表達了擁有本國空中加油機的意愿,但由于當時政治條件不利,此計劃未能實現。近年來,日本政府政策和自衛隊戰略調整,使空中加油機計劃逐漸成為現實。2000年5月,日本航空自衛隊訪美進行了引進空中加油機的考察。同年12月,日本防衛廳正式宣布價值800億日元的加油機計劃。最終方案是基于波音公司的767-200客機,設計出可變貨艙結構,實現運輸和加油雙重功能。KC-767作為戰略運輸機可搭載200名士兵和4輛軍用車輛,作為加油機則采用伸縮套管模式,能為8架戰斗機提供燃料。計劃中,日本訂購4架KC-767,首兩架于2007年交付使用,其余兩架預計在2008年交付。這意味著日本空中加油機部隊將初步具備作戰能力。截止2014年,日本防衛廳正在考 慮推遲發展其海上巡邏機P-3C 的接替機種方案,以便集中使 用日益緊縮的財力,采辦一種 空中加油/運輸聯合機種。日本 海上自衛隊的 P-3C 由日本川 崎公司特許生產,總共生產101 架,去年交付了最后一架。

中國

中國空軍的第一代國產空中加油機,轟油-6,源自轟-6中程戰略轟炸機的改裝。該機成功解決了國產加油機的有無問題,并且為空軍提供了寶貴的空中加油經驗。雖然在中國的空中加油技術領域實現了重要突破,但由于基于轟-6的機體,轟油-6的空運載荷和加油能力受到了嚴重限制。相比之下,運油-20是由運-20改裝而來,擁有更優越的天然條件。

韓國

2018年11月,韓國空軍即將迎來首架空中加油機。該決定于2015年由韓國軍方做出,購買了4架歐洲空中客車A330型多用途加油機(MRTT)。除了即將交付的首架外,韓國軍方計劃于明年再接收3架加油機。A330機型的機身長達59米,翼展60米,最大燃油裝載量可達108噸。韓國計劃在2019年至2021年期間引進約40架美制F-35A型戰機。這些空中加油機將為主力戰機F-15K、KF-16以及新引進的F-35A提供支持。一旦投入實戰,空中加油機將使韓國空軍戰斗機的滯空作戰時間延長至一個小時以上。

基本設計

空中加油機的主要構成部分包括機身、儲油箱和加油設備。儲油箱安裝在機身和機艙內,而加油設備則安裝在機身尾部或機翼下的吊艙內,由飛行員或加油員操作。加油設備主要有兩種類型:插頭錐套式和伸縮管式。插頭錐套式也稱為軟管加油系統,具備同時為多架飛機加油的能力。而伸縮管式加油設備,又稱為硬管加油系統,通常安裝在機身尾部下方。以下以伊爾-78加油機空中加油機進行具體分析介紹。

總體設計

伊爾-78是蘇聯在伊爾-76MD軍用運輸機基礎上進行改型研制的加油機。通過將加油吊艙安裝在兩側機翼下和機尾左側,該機于1982年開始研制,1983年首飛,并于1987年6月正式列裝部隊。伊爾-78主要任務是為圖-22M轟炸機、圖-95MS、圖-160轟炸機等耗油量較大的遠程轟炸機以及其他戰術飛機和軍用運輸機進行空中加油。此外,它還可用作運輸機,并在需要時向機動機場緊急運送燃油。伊爾-78加油機采用了三點式空中加油系統,能夠同時為3架飛機進行加油。通常情況下,伊爾-78執行的加油任務距離在2500千米內,可為其他飛機提供約35噸左右的燃油供給。

機體結構

機身

伊爾-78機長46.59米,機高14.76米,最大起飛重量210噸。為了更好地進行加油操作。伊爾-78在機身尾部設有加油指揮艙,配備專門的加油操作員。

機翼

伊爾-78翼展50.5米,機翼翼梢安裝了緊急放油設備,兩個油箱可存儲84.8噸航空煤油

尾翼

伊爾-78加油機機尾下部安裝兩個大燈,保證在夜間加油時有足夠的亮度

動力裝置

伊爾-78裝備4臺D-30KP-2渦扇發動機,巡航速度750千米/小時,實用升限12000米,最大飛行速度0.77馬赫

加油設備

空中加油機的加油設備多數都裝在機身尾部,少數裝在機翼下面的吊艙內,由飛行員或加油員操縱。加油設備主要包括插頭錐套式和伸縮管式2種類型。伊爾-78采用了插頭錐套式加油設備,加油設備上安裝有電子除冰系統和液壓系統。伊爾-78的插頭錐套式加油設備輸油速度為1000升/分鐘,必要時可以達到2200升/分鐘。

導航系統

伊爾-78加油機還裝備補充導航系統,能夠發現300千米外的飛機。

艙室布局

伊爾-78基本保留了伊爾-76MD運輸機的特點,除了固定安裝加油吊艙外,還在機艙安裝了油箱,供空中加油之用。伊爾-78貨艙內的兩個儲油箱可存儲36噸煤油,載貨方面,其實用載荷維持在40噸左右,并且尾門、裝卸跳板和機內所有貨物裝載系統都得到保留,可以搭載120名乘客。

代表型號

KC一135空中加油機

這款空中加油機由波音公司基于波音707噴氣客機制造,是目前世界上使用最廣泛的加油機之一。機型為四發后掠單翼布局,翼展39.88米,機長41.53米,機高12.7米,可飛行至15,240米高空,速度達853千米/小時。在攜帶68,039千克燃料時,航程可達2,419千米。該機配置有硬管式和軟管式兩套加油系統,能夠一對一進行加油,輸油速度和量都很大,特別適用于遠程飛行。最初采用噴氣發動機動力,后來更換為渦輪風扇發動機,大幅提升了經濟性。

KC一10空中加油機

KC-10加油機空中加油機是美國道格拉斯飛機公司麥道DC-1030CF寬體運輸機為基礎改造而成,是世界上唯一采用三臺發動機的加油機。機型為三發后掠單翼布局,翼展50.38米,機長55.35米,機高17.68米,最大起飛重量267,620千克,最大機載供油量90噸。該機可使用硬管式和軟管式兩套加油系統進行空中加油。硬管最大加油速度為5,680升/分鐘,軟管最大加油速度為2,271升/分鐘。巡航速度836千米/小時,最大飛行速度924千米/小時,實用升限12,800米,最大航程18,520千米。

KC一767空中加油機

KC-767空中加油機是以波音公司的B-767-200ER噴氣寬體客機為基礎改造而成。采用雙發后掠下單翼常規布局,翼展47.57米,機長54米,機高15.8米,最大起飛重量179,170千克,空重90,720千克,最大供油量92噸。巡航速度850千米/小時,最大平飛速度可達920千米/小時。改裝后的KC-767空中加油機航程為12,200千米。

伊爾一78空中加油機

該機是由蘇聯的伊留申設計局改裝自伊爾-76MD軍用運輸機。首次試飛于1984年,1987年開始裝備部隊,共生產了20架。機型特點包括翼展50.5米,機長46.6米,機高14.76米。最大起飛重量190,000千克,最大載油量92.8噸,最大供油量65噸。采用UPAZ-1“庫頁島”三點加油系統,加油管長26米。可以同時為兩架戰術飛機或三架戰斗機進行空中加油。實用升限11,230米,最大平飛速度830千米/小時,轉場航程9,500至10,000千米。

架空客A310空中加油

A310飛機是德國的多功能運輸機,除了承擔部隊和物資運輸任務外,還可以進行多種人道主義任務,包括空中救援。這款多功能運輸機可以在50小時內完成相應的改裝,以執行上述不同類型的任務之一。

A330MRTT空中加油機

法國空中客車公司空中客車A330寬體客機為基礎改造了空中加油機。采用雙發后掠下單翼布局,翼展60.3米,機長59.69米,機高17.90米,最大起飛重量230,000千克,空重120,500千克。巡航速度為859千米/小時,平飛速度可達920千米/小時,運送110噸航空燃料,航程為12,500千米。硬管加油速度為444~592千米/小時,軟管加油速度為370~602千米/小時。同時,該空中加油機還有KC-30和KC-45A兩種編號。

HY一6空中加油機

該機是中國自主研發的第一代空中加油機,是基于國產H-6中程轟炸機改造而來的版本。采用雙發后掠中單翼常規布局,翼展34米,機長34米,機高9米,最大起飛重量75,800千克。全機可攜帶燃油37噸,輸油能力為18.5噸,可為6架殲-8D型戰機進行空中加油。最大巡航速度為1,014千米/小時,實用升限為13,100米,最大續航力為8,000千米。

運油-20

運油-20的起飛重量約為220噸,可攜帶超過100噸燃料。即使采用較保守的輸油量估計,運油-20能為戰機提供超過50噸燃料,其空中輸油量不僅超越了轟油-6,也勝過進口的伊爾-78加油機空中加油機。在2022年的中國國際航空航天博覽會上,運油-20展示了出色的飛行能力,包括靈活的起降表現、以及帶著加油管拖曳通場、通場后帶著管子進行轉彎等特技飛行。據飛行員反饋,相比轟油-6等其他型號,運油-20能夠降低整體加油難度。

性能參數

各型插頭錐管加油系統參數

以上信息來源:

加油系統

系統分類

空中加油裝置主要有兩種,軟管-浮錨式(簡稱“軟式”)和伸縮管式(簡稱“硬式”),不管“軟式”還是“硬式”,兩者有一個共同的前提,即加油機和受油機飛行高度、速度和相對位置均需嚴格保持不變,所處環境狀況也需相對穩定,且對飛行員操作水平有極高要求。

軟管-浮錨式

軟管-浮錨式加油方案由英國空中加油公司在20世紀40年代開發,是應用最廣泛的空中加油技術之一。這種方式的空中加油需要在受油機的機首或機翼前緣安裝一根受油管,而加油機的加油設備由絞盤、一條軟管和一個漏斗式浮錨組成。浮錨上裝有機械自鎖裝置,當受油管伸進浮錨后,浮錨會自動鎖緊受油管口,使之與輸油軟管相銜接,軟管則由絞盤控制放出和回收,完成加油工作。軟管-浮錨式加油系統經過逐步改進,運作性能不斷提高,由于軟管-浮錨式加油設備構造簡單,便于拆裝,一架大型加油機可安裝數套此類設備,能夠實現同時為多架戰機加油。柔軟的軟管連接也提高了加油機與受油機在相對運動時的安全性。然而,軟式加油也存在一些缺點。它容易受氣體紊流的影響,銜接時相對困難,對飛行員操作技術要求較高。此外,輸油軟管的承壓能力有限,輸油速度較慢,因此給大型軍機加油時通常需要較長的作業時間。包括俄羅斯、中國等大多數國家采用的是軟管式,美國則主要使用硬管式。

伸縮管式

伸縮管式加油設備(簡稱“硬式”)是指在加油機尾部安裝一個伸縮套管,該套管末端設有兩個對稱的短翼,操縱員能夠通過操作短翼,控制套管在一定角度范圍內移動。當受油機接近加油機尾部時,兩機保持相對位置不變,操縱員操縱短翼,使套管伸入受油機的受油口。這種加油方式受空中氣流影響相對較小,相較于軟式加油更為方便。由于套管直徑較大,加油速度更快,但它一次只能為一架飛機進行加油。

硬管式空中加油技術相較于軟管式具有更高的加油效率。它的加油裝置主要由一套可伸縮的加油管件組成,并由專門的加油操作人員負責操作。在進行空中加油時,這套管件會下放并伸長,操作員控制管件接入受油機的加油口。加油完成后,操作員將管件撤回、收縮并升起,貼近加油機機身。

混合式

根據需求,一些加油機同時配備軟管式和硬管式空中加油裝置,也有硬管式空中加油裝置可以額外安裝軟管式加油設備,以滿足采用軟管式空中加油方式的受油機的需求。除了常見的加油機,航母上的艦載機也具備“伙伴加油”的功能。這意味著艦載戰斗機可攜帶并安裝軟管式加油吊艙,用于為其他艦載戰斗機進行空中加油。艦載機的“伙伴加油”能夠增加其作戰航程、攜帶彈藥量,甚至在緊急情況下延長艦載機的滯空時間,這在某些情況下可以提供額外的戰術靈活性。

操作

會合

在會合階段,當加油機和受油機距離達到1.85公里之前,需要保持至少300米的垂直間隔。一旦受油機與加油機在視覺范圍內可見,加油機通過通信系統引導受油機逐漸上升,并朝加油機方向靠攏,以安全會合。在這個階段,駕駛員通過通信系統與受油機保持聯系,按照預定的航線規劃引導飛機飛往指定的加油區域,并在觀察后方外部環境,以防止與受油機發生碰撞。加油員也需要觀察后方外部環境,并提醒駕駛員是否有其他飛機以高速接近。

編隊

在編隊階段,受油機群首先加入觀察位置并形成編隊,隨后受油機按照次序有序地從觀察位置移動到軟管的后方(預對接位置)。在這個階段,為了確保空中加油操作的安全性,駕駛員和加油員都需要持續觀察后方外部環境,以確保空中加油過程的安全。駕駛員還需要下達指令,引導受油機從編隊位置移動到指定的預對接位置。

對接

在進行對接準備之前,加油員操作加油吊艙軟管使其置于拖曳位置,軟管長度為22至30米,浮錨重量輕。當受油機駕駛員觀察到允許對接的信號燈亮起后,操作飛機進入加油位置并調整受油管以對準加油接頭(在錐管傘錐范圍內),完成加油機與受油機加油接頭的對接。隨后,加油機繼續向前推進一定距離以確保對接到位。對接完成后,操作加油控制設備開始對受油機進行加油。在這個階段,加油機駕駛員應當能夠實時監測各個油箱的油量情況以及油泵的工作狀態。而加油員則需要實時觀察區域視頻監視圖像,并關注加油吊艙、飛機油箱以及油泵等狀態的信息。受油機帶彈時,應采取嚴格的安全措施。

解散

加油結束后,受油機將減速,當加油機與受油機的速度差達到一定數值時,在張力作用下,輸油軟管和受油管就會自動脫離,燃油輸送自動切斷。隨后,受油機和加油機的距離和高度差逐漸拉大,受油機到達安全距離后再向另一側滾轉脫離加油作業編隊,重新組成梯隊。一旦受油機退出,如果需要為第二架受油機進行加油,則重復之前的加油過程。若沒有新的加油任務,由加油機回收軟管,加油員控制加油吊艙將軟管收回。在這個階段,駕駛員需要觀察受油機在側后方的外部環境,并引導受油機重新編隊到指定位置。而加油員則需要通過控制部件控制加油吊艙軟管的回繞,使相應的信號燈點亮,通知受油機脫離加油任務區域。

作用

增大飛機作戰半徑

采取空中加油手段可彌補飛機載油量的不足,使其能夠執行遠遠超過飛機作戰半徑的遠程作戰任務。這一點對轟炸機強擊機尤為重要,經過空中加油的轟炸機的作戰半徑可以增加25%~30%,戰斗機的作戰半徑可增加30%~40%。,使飛機飛達靠本身載油量飛不到的目標。

延長作戰飛機的留空時間

當作戰飛機執行巡邏任務時,采用空中加油可延長其留空時間,減少飛機的頻繁起落加油次數,同時減少飛機的需求量。尤其對于偵察機反潛機等特殊機種來說,空中加油機可以增加這些特種飛機的滯空時間,從而減少飛機的出動架次,更加高效率地完成相應的作戰任務。

改善作戰飛機的起降性能及機動能力

由于飛機的載油量減少,從而減輕了起飛重量,可使飛機在較小的機場起降。例如,戰斗機以“半油”的方式起飛,節省的重量用于掛載更多的武器彈藥,起飛升空后,再進行空中加油完成燃油補充。

增加作戰飛機的載彈量

對于轟炸機和強擊機來說,由于它們受到最大起飛重量的限制,要想執行遠程作戰任務,必須多載燃油,這就勢必減少載彈量,影響其轟炸或攻擊能力。使用空中加油,飛機就可以最大限度地載彈,提高其戰斗力。

能夠救援飛機

對于因故障、中彈而失去燃油的飛機或因其他原因而無油返航的飛機,實施空中加油可以使之順利返航。

有利于機動兵力

采用空中加油技術,可以使戰略轟炸機戰略運輸機等在國內實施地區間機動和向海外機動作戰,實現快速調動兵力。

用戶訂單

截至2001年,全球近20個國家擁有空中加油機,總數超過1,100架。這些國家裝備有受油裝置的作戰飛機則達到2,500多架。實施空中加油后,現代飛機的作戰半徑、航程、載彈量、留空時間、機動性和生存能力等均大幅提升,因此,現代空中加油機在各國軍隊中備受青睞。盡管只有美國、俄羅斯、英國、法國和中國具備獨立自主研制和生產空中加油機的能力,但空中加油機卻有著多樣的種類和豐富的數量。

截至2015年,全球在役的空中加油機數量超過上千架,擁有加油機的國家超過十幾個,包括美國、俄羅斯、英國、法國、中國、沙特阿拉伯以及以色列等。其中,美國作為空中加油機的主要國家,其數量占據全球空中加油機總數的四分之五。美國陸海空三軍使用的空中加油機主要包括波音公司的KC-135E/R與KC-10加油機,以及洛馬公司的KS-3B與KC-130H等型號。這些加油機都曾在海灣戰爭中投入使用。長期以來,能夠獨立自主發展空中加油機及相關技術的國家主要是美國、英國和俄羅斯,而其他國家或地區主要是使用這些國家提供的成品和設備。

截止2022年,全世界共有約1000架空中加油機,大多是美、俄、英3國生產的,而且大部分由運輸機、民用客機轟炸機改裝而成,少數由戰斗機加裝加油系統改造而成。

2021年11月,一架KC-46A空中加油機從美國華盛頓州西雅圖起飛,經跨洋飛行降落日本航空自衛隊美保基地。由此,日本成為該型空中加油機首個海外客戶。

發展現狀

在空中加油技術的百年歷程中,這項技術已經從單機加油發展到能夠在30-50架飛機編隊間進行加油,也從最初的晝間加油擴展到可以在夜間和復雜氣象條件下進行加油。隨著各種新技術的應用,新一代空中加油機必將成為各種戰機更加可靠的“遠航驛站”。空中加油能力在全方位上得到了增強。作為一項核心指標,空中加油能力一直是各國建造空中加油機時首要考慮的因素。一方面,許多國家選擇具有更大運載能力的飛機作為新的空中加油平臺,以提升加油能力;另一方面,各國不斷研發加油系統,以提高加油效率。以空中客車公司研發的A330 MRTT為例,該機配備了兩種類型的三個空中加油接口。其中,軟管加油器的加油速率為每分鐘1590升,而硬管加油器的輸油速度可達每分鐘4540升,能夠更好地滿足多種機型的多樣化受油需求。

未來發展

空中加油機的未來發展呈現多任務型態。這些機型不僅關注燃料輸送,還具備貨物和人員運輸能力,緩解空軍戰略運輸機壓力。同時,通過設備裝置,如傳感器和通信網關,加油機還可充當預警機、電子戰飛機的功能部分,作為信息節點支援友方戰機。

信息化程度不斷提升。高度信息化是未來空中加油機發展的趨勢,如LMXT加油機的智能化系統,采用電傳操作桿技術,結合開放架構系統,有利于完成任務、整合資源,并與其他作戰單位互聯互通。

防御和隱身性的進步也增強了空中加油機的任務執行能力。針對敵方攻擊,諸國紛紛加強空中加油機的自衛能力。例如,KC-46A采用雷達警告接收機和紅外對抗裝置等技術,提升戰場生存能力。此外,外觀設計和低可觀察特征的應用也旨在提升隱身效果,減少遭受攻擊的風險。

此外,未來美國軍隊對先進的空中加油機的愿景是發展一種高速無人空中加油機。這種無人加油機在空中由母機發射,快速飛近受油機為其加油,然后返回母機。每架母機一次能運載多架這種無人空中加油機,可同時為多架戰斗機及無人機、直升機進行快速空中加油。

研究意義

在現代科技迅猛發展下,作戰飛機在諸如偵察、反潛、目標確認和防御等軍事活動中發揮著重要作用。空中加油機是各國軍事戰略中不可或缺的一部分。然而,現有戰機可攜帶的燃油量限制了其起飛質量和持續時間,難以滿足戰場需求。提升戰機的作戰半徑和載彈量成為當務之急。空中加油技術成為現代戰爭的重要支持,極大增強了戰機的航程、持續時間、活動范圍和有效載荷,提升了其生存能力,增強了航空兵的遠程作戰、快速響應和持續作戰能力。此外,在民用領域,對大型戰略運輸機進行空中加油可提升運輸能力、降低成本,減輕機場設施建設和任務調度壓力,有著廣泛的商業應用前景

服役情況

英阿馬島戰爭

空中加油機的大規模實戰使用,始于越南戰爭,并在此后的幾次局部戰爭中都有成功的運用。1982年4月至6月,英阿馬島戰爭成為現代海空戰中規模最大的一役。馬島距英國本土和大西洋基地阿森松島分別超過13000千米和7000千米。英國急需調遣作戰飛機前線,但航程限制導致無法直接飛往馬島。英軍只能依賴空中加油。4月15日,英國皇家空軍通過空中加油向阿森松基地調運飛機,一度動用了15架加油機,占其總數的2/3。600多次空中加油支持,加油機留空時間多達14.5小時,使轟炸機和運輸機的續航時間顯著延長至17到28小時。為突破作戰半徑限制,英國空軍在5周內對“火神”轟炸機安裝了受油設備,并進行了受油訓練,隨后對馬島上的阿根廷港進行了5次遠程空襲,往返航程超過12000千米,期間進行了10至12次空中油料補給。此外,英軍通過空中加油為鷗式戰斗機提供油料,執行了150多次近距離支援任務,確保了制空權。相比之下,阿根廷由于加油機稀少,飛行距離遙遠,戰斗機只能進行一次襲擊,極大限制了作戰能力。戰后總結表明,空中加油對于遠程作戰的重要性不言而喻,被認為是航程最遠的直達空襲之一。

“黃金峽谷”的空襲

1986年4月,美國軍隊利比亞實施代號“黃金峽谷”的空襲行動。F-111戰斗轟炸機E戰斗轟炸機駐地距利比亞軍事目標超出作戰半徑,且遭法國和西班牙拒絕飛越其領空。美機不得不繞道大西洋,增加2000余千米航線。28架加油機組成的保障機群率先起飛,隨后29架F-111E和EF-111電子干擾機飛越英吉利海峽、繞道葡萄牙、西班牙領空,進行4次夜間空中加油,最終到達利比亞上空。18分鐘內,投彈100余噸,摧毀5個軍事目標,14架飛機被擊毀,5座雷達站被摧毀,僅一架F-111E被擊落,其余飛機安全返回。這次跨越11000千米、歷經6次空中加油的作戰成為罕見的空襲戰例。

海灣戰爭

在海灣戰爭期間,美國空軍成為主要空中加油力量。1990年8月8日,當布什總統宣布向海灣派兵時,美國空軍制定了“C +40 天”的加油機部署計劃。48架F-15 戰斗機從弗吉尼亞州蘭利空軍基地起飛,經過空中加油,飛越10460千米,執行巡邏任務。8月20日,F-117A隱形飛機經過空中加油到達沙特阿拉伯海軍陸戰隊的飛機、C-5運輸機C-141運輸機也依靠空中加油到達前線。為保障軍力調動,美國調集幾乎全部加油機,提供服務于前往中東的飛機。在“沙漠風暴”行動中,美國及其他盟國的空中加油機提供了近1.07億加燃油。在科索沃戰爭中,美國北大西洋公約組織盟國加派了46架空中加油機,隨著空襲規模擴大,加油機數量增加了3倍以上。

科索沃戰爭

科索沃戰爭中,美國軍隊共提供 112 架現役和63架后備部隊加油機。英國、法國、荷蘭、西班牙等北約盟國提供了約11 架各型空中加油機。這些加油機共遂行了5000 多架次的加油任務,保障了 24000 多架次的戰斗和戰斗支援飛行,總加油量約2.5 億磅。

相關事故

在1966年,美軍一架KC-135空中加油機加油機在地中海沿岸為B-52轟炸機進行硬式加油時,兩機發生碰撞事故,B-52轟炸機和KC-135加油機上的7名機組人員全部遇難。更嚴重的是,當時這架B-52轟炸機還掛載了4枚氫彈,其中兩枚墜地破損導致核污染,另有一枚墜入地中海,美軍花費兩個多月才將其打撈起來。

2018年,美國海軍一架F18在加油過程中與KC-130J加油機相撞,導致兩機墜毀,機組成員傷亡慘重。2019年,美國一架F35C在加油過程中與輸油管剮蹭,導致受油管的錐套被破壞,零部件還被吸入了進氣口,造成F35C發動機嚴重受損。

2018年8月,英國皇家空軍一架F-35B戰斗機從美國南卡羅來納州跨大西洋飛回英國,在空中加油對接時,受油機探頭未能與加油機錐形浮錨對接成功,浮錨直接撞上美國F35B聯合攻擊戰斗機戰斗機機體表面,導致戰機隱形涂層遭到嚴重破壞。

2018年9月,美國海軍亞伯拉罕·林肯號航空母艦上的一架F-35C戰斗機在進行空中加油試驗時發生意外,軟管式加油錐套的殘骸進入F-35C發動機進氣道,導致發動機受損。

2020年9月29日,美國海軍陸戰隊一架F-35B戰斗機在與一架KC-130J加油機進行空中加油訓練時發生碰撞,在加利福尼亞州東南部墜毀。KC-130J加油機的右翼兩臺引擎葉片全部損毀,最終迫降在一片農田中。這次事故雖未造成人員傷亡,但導致該架F-35B戰斗機徹底損毀,無法修復。

相關評價

作為在飛行狀態下為其他飛機補充燃油的特種飛機,空中加油機在現代戰爭中發揮著不可替代的作用,一直是各國空軍競相發展的主戰裝備之一。其在增加戰機航程、續航時間和有效載重等方面的突出表現,贏得“空中力量倍增器”的美譽,并成為衡量一個國家遠程空戰能力的重要標志之一。——(解放軍報評)

空中加受油被稱作空中“穿針引線”,是公認的高難度、高風險課目。——(光明網評)

參考資料 >

事故頻發的空中加油.今日頭條.2023-12-14

制造空中加油機有多難.今日頭條.2023-12-14

軍用飛機的“空中奶媽”——空中加油技術有哪些?.今日頭條.2023-12-14

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