“空中力量倍增器”

2006-08-24 08:04
现代军事 2006年9期
关键词:空中加油加油机运输机

空中加油(AAR)也叫飞行中加油,自第二次世界大战后,在军事上的应用越来越广泛,在历次局部战争中都发挥了重要作用。空中加油机是专门用来在飞行中为其它飞机补充燃油的飞机,多由大型运输机、战略轰炸机改装而成。目前,世界主要军事强国都将空中加油作为增加轰炸机、战斗机、预警机及运输机航程和战斗力的有效方法,不断加大空中加油机的部署力度。目前,世界上共有31个国家的军队装备了空中加油机,总数达1100多架。

空中加油起步缓慢

自从有了飞机后,人们就开始探索增大飞机航程的办法。1909年有人提出了空中加油的设想,1921年美国人威利·梅伊就背着一只装有20升航空汽油的航空油罐,从一架正在飞行的林肯型飞机的机翼上,爬到另一架飞行的JN—24型飞机的机翼上,将油罐中的航空汽油倒进了该机的油箱中,激发了人类研究空中加油技术的热情。1923年,美军在加利福尼亚州的圣地亚哥湾上空进行了人类历史上第一次空中加油试验,两架单引擎DH型飞机编队飞行,后面飞机上的后座飞行员站起来,将从在前上方飞行的飞机上垂下的一根10多米长的软管用手捉住,接在自己所在飞机的油箱上。在前后总共37小时的飞行中,两架飞机互相共加注了678加仑汽油和润滑油,标志着第一架空中加油机的诞生。但是,这种加油过程全由人力操作,加油机高于受油机,靠高度差加油,很难实际应用。

此后,由于试验危险性高、开发成本昂贵,空中加油技术在二十多年的时间里竟被“束之高阁”,无人问津。这种情况一直延续到二战以后喷气式飞机的出现。20世纪40年代初英国首先研制出插头锥套式加油法(即后来常说的软式加油法),美国接着于1949年研制出伸缩管式加油法(即后来常说的硬式加油法)。至此,空中加油才开始进入了实用阶段。软式加油法安全性好,可同时给多架飞机加油,但加油量比较小,而硬式加油法加油量比较大,但是每次只能给一架飞机加油,且安全性不如软式加油法。

空中加油战绩赫赫

空中加油技术成熟之后,立即得到了广泛的采用,在许多重大战役、战斗中功不可没。

上世纪60年代初开始的越南战争期间,美军的172架KC-135加油机共飞行1 946 8 7架次,进行空中加油813878次,共加燃油410万吨,开创了首次大规模实施空中加油的历史:1967年6月5日,以色列为了达到偷袭埃及的目的,采用空中加油技术使飞机起飞后并不直飞向埃及前线,而是横穿地中海,绕到埃及后方,对埃及的10个军用机场进行突击,使埃及400多架飞机被毁于地面1986年,美国空袭利比亚时,29架KC—10A空中加油机8次为载满炸弹的24架F-111战斗轰炸机实施加油,使其从位于英伦三岛的基地起飞往返飞行7000多千米不着陆:1982年4月30日,作战半径仅有3700千米的英国“火神”式战略轰炸机从本土起飞,在加油机的支持下,连续飞行1万多千米不着陆,袭击了阿根廷设在马尔维纳斯群岛斯坦利港口的机场。阿军的“超级军旗”飞机,经空中加油后,也曾击沉了英“谢菲尔德号”导弹驱逐舰和“大西洋运输者”集装箱船。马岛战争中,英军编制内的15架加油机和临时由轰炸机改装的加油机共实施了600多次空中加油,对马岛战争的结局产生了决定性的影响:1995年6月2日,美空军进行了“环球力量”外场不着陆演习飞行,29架次加油机先后实施了6次空中加油,共加注油料241万磅(1094吨),使3架B—1B战略轰炸机成功环绕地球飞行30余小时,总航程约4万千米,于3日夜间返回起飞基地一一得克萨斯州的戴耶斯空军基地,创造了航空史上迄今为止不着陆飞行的最远纪录,使美军空战领域进入“全球战场”的时代。空中加油已成为美国空军“全球机动、全球作战”能力不可或缺的组成部分。

近几次局部战争中,空中加油得到了更为普遍的采用。例如,海湾战争期间,仅美军就投入加油机308架,共完成5.1万次空中加油任务,科索沃战争中,北约出动的240架空中加油机,共实施了1.4万次空中加油。美国的B—2由其本土起飞实施远程奔袭主要靠空中加油,在“伊拉克自由行动”中,仅2003年4月3日一天,美空军的空中加油机就出动了450架次。

空中加油意义重大

是否拥有空中加油机是衡量一个国家空军作战能力高低的重要标志。空中加油机的出现,使得空中打击力量的作战能力、作战时间和作战半径有了长足的进步,因此被称为“空中力量倍增器”。进入21世纪以来,空中加油机在战争中的使用率越来越高,发挥着越来越重要的作用。空中加油机的重要性主要体现在以下五个方面。

可增加飞机的航程和作战半径空中加油机可弥补飞机载油量的不足,使其能够超出正常作战半径和航程执行远程作战任务。据统计,一般情况下,经过一次空中加油,轰炸机的作战半径可以增加25~30%,战斗机的作战半径可增加30~40%:运输机的航程可增加一倍。如果实施多次空中加油,有受油能力的作战飞机完全可以“全球到达,全球作战”。例如,苏-30MKK战斗机使用机内燃油的作战半径为1600千米,接受一次空中加油后的作战半径可增加到2600千米,两次空中加油作战半径远达3495千米。

可增加飞机的载弹量和载货量要提高轰炸机、战斗机的打击能力以及运输机的运输能力,就要通过降低飞机的载油量来提高载弹量和载货量,但载油量的降低又会导致作战半径的缩小。有了空中加油机,这种矛盾迎刃而解,轰炸机、战斗机和运输机可最大限度地提高载弹量和载货量而无需考虑其载油量,大大提高了作战效能和运输能力。据分析,8架F-117A战斗机配备2架空中加油机就能完成相当于75架飞机组成的编队所能完成的任务。

可延长支援保障飞机的滞空时间巡逻机、预警机、侦察机等执行支援保障任务的飞机,往往需要较长的滞空时间。如果没有空中加油机,就要保证较高的出动架次率,才能确保所需的滞空时间。如果使用空中加油机,少量的飞机就可以完成较多的任务。例如,美军的E-8C“联合星”侦察机,在不进行空中加油时滞空9小时,经一次空中加油可滞空15小时。

可提高快速机动能力和打击的突然性使用空中加油机,各类飞机便能直接从远离突击目标的本土机场起飞,实施远距离不着陆飞行,减少了对中途机场的依赖,避免了转场起降带来的延误和不便,大大提高了航空兵的远程机动和快速反应能力,有利于实现空袭的突然性。

可支持搜索救援对因缺油断油而可能失事的飞机,进行空中紧急加油,就可使其顺利返航。例如,海湾战争的第一天,美军一架加油机及时救援了一

架即将断油的F-117隐形战斗机。另外,空中加油机和救援直升机配合使用,还可以提高直升机搜救的范围和能力。据称,西方国家运用空中加油,救援了许多濒临断油的飞机,挽回损失达几亿美元。

空中加油全过程

空中加油是在高空高速的情况下进行的,一个小小的失误就可能造成机毁人亡的严重后果,因此世界上各个有着空中加油能力的国家都制定有严格的空中加油程序。下面以英国飞机执行空中加油的过程为例,向大家简单介绍一下空中加油的一般程序。在接到空中加油任务后,英国皇家空军的“空中加油控制(ARC)分队”会做一些前期准备工作。首先是负责规划一条长度约2000英尺的加油航线,并确定加油机和受油机会合的具体加油点。随后和其他部门一起对加油点所在的空域进行清除。在确定的加油航线获得批准后,空中加油控制分队要将批准信息及飞机的性能数据(主要是耗油率)输入到计算机中,确定加油的次数等关键数据,以防在空中出现问题。此外,空中加油控制分队还要发布一个“航线简报”,内容包括航线,预计的天气状况等。随后空中加油行动开始展开。空中加油由会合、对接、加油和退出四个阶段组成。

会合在加油机和受油机抵达指定位置后,空中加油控制分队向受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。随后,受油机进入受油位置。一般情况下,受油机应比加油机的高度低60米。

对接对接是空中加油的一个关键环节,需要驾驶员的勇气和高超的驾驶技术,稍有不慎,如抬高或降下机头,极有可能造成毁灭性的后果。对接必须严格按照技术要求和操作程序进行。受油机携带武器时,应采取严格的安全措施。英军条令规定,除加油和通话开关外,飞行员不得触及其他电子开关。

加油加油时,受油机与加油机的高度、速度、相对位置都必须严格保持不变。当受油机加入一部分燃油后,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机的速度和姿态,以保证顺利实施加油。

退出加油完毕后,受油机减速脱离、退出。加油机吊舱的相应机构控制油泵停止工作,加油管中燃油停止流动,相关信息显示在座舱的加油控制板上,传动机构收回加油管。整个空中加油过程也随即结束。

空中加油技术现状

软式加油和硬式加油是目前发展最为成熟的两种空中加油技术。

软式加油技术

由英国空中加油公司于上世纪40年代开发,是应用最为广泛的空中加油技术。目前,北约、美国海军和其他很多国家都采用这种技术。采用软式加油技术的机种包括洛马公司的S-3B、KC-130,及波音公司的707-200。根据加油机机体结构的不同,受油机既可从机翼下方的加油吊舱中受油,也可从机身中心线下方的软管加油单元(HDU)中受油。受油时,受油机将伸出加油探头与浮锚结合,加油机将油液压入受油机,输入油液的数量通常是事先设定好的。加油工作完成后,受油机收回探头,探头脱离浮锚。如果探头和浮锚出现意外断开,或启动紧急脱离程序,空中加油系统将会自动停止传输油液,并将浮锚与探头断开。

采用该方式进行空中加油,受油机的设备非常简单,只要在机首或机翼前缘安装一根固定的或可伸缩的受油管即可。而加油机的加油设备则由绞盘、一条22至30米长的软管和一个漏斗式浮锚组成(因此该种加油技术也称着软管—浮锚式加油技术)。浮锚的重量较轻,上面装有机械自锁设备。当受油管伸进浮锚后,浮锚上的设备自动锁紧受油管口,使之与输油软管相衔接,软管则由绞盘控制放出和回收。软式加油系统经过逐步改进,性能不断提高,其优点是一架大型加油机上可安装数套加油设备,可同时为几架战机加油。由于加油机与受油机存在相对运动,采用具有柔性的软管衔接安全性好。缺点是对大气紊流相当敏感,衔接时比较困难,对飞行员的操作技术要求高,其次是输油速度慢,约为每分钟1500升左右,因此给大型军机加油时需要较长的作业时间。

硬式加油技术

与软式加油技术相对应,是由美国波音公司开发的一项加油技术。该项技术基本上是美国空军专用的空中加油技术。但是,由于美国空军战斗机(尤其是F-16战斗机)在世界上的广泛应用,某些国家(如新加坡和土耳其),也采用了这种技术,机种包括波音公司的KC-135E/R与KC-10等。受油时,空中加油机伸出加油桁杆,随后,受油机接近桁杆,到指定位置时,与加油机距离保持不变。加油机上的操作人员利用V形操作面控制加油桁杆与受油机的位置,使之与受油机上的受油管衔接。

采用该硬式加油技术进行空中加油,加油机的尾部要安装一个由两截可伸缩的刚性伸缩管所组成的加油桁杆,还要安装一个操作人员控制舱。加油桁杆平时为收起状态,进行空中加油作业时将其伸出。加油桁杆的中间装有V形操作面,其作用类似于航空器的升降舵,操纵它可使加油桁杆在一定范围内移动,因此,该种技术也称着飞桁式加油技术。采用飞桁式加油技术输油速度快,可达到6000升/分钟,对空气紊流不敏感,衔接操纵方便等优点。缺点是一次只能给一架战机加油,通用性差,并且需要有受过专业训练的加油操作员。与软管一浮锚式加油方法类似,飞桁式加油法也有标准的脱离程序。

当前,有些机种已经将上述两种技术结合起来使用。例如,美国空军为波音公司的KC-135系列的加油桁杆开发了一套漏斗式浮锚加油软管改装套件,在需要时可加装。波音公司的KC-10在设计时即考虑任务需求的多样性,在机尾加油桁杆处安装了两套加油管线。

世界各国军队加油机大扫描

目前,世界上共有31个国家的军队装备了空中加油机,总数达1100多架。其中,装备数量最多、性能最高的依次是美国、英国和俄罗斯,同时,也只有上述三个国家具备生产空中加油机的能力。

美军

加油机数量最多,共有684架,约占到世界加油机总数的三分之二,绝大多数是波音公司的KC—135“同温层加油机”,其中,空军的数量最多,共有546架KC-135,59架KC-10A,海军装备了4架KC—130F“大力神”,海军陆战队装备了75架KC—130。在上述加油机中,最先进的是空军的KC—135和KC-10,前者是由波音公司在707客机的基础上研制而成的,后者是由麦道公司(被波音公司并购)在DC-10型喷气式客机的基础上研制的。到目前为止,美空军一共购买了700多架KC—135和60余架KC-10。

KC-135的最大载油量118.11千升,可供加油量60,2千升。KC—135可以给各种性能不同的飞

机加油,在加油时排除了让受油机降低高度及速度的麻烦,既提高了加油安全性,也提高了受油机执行任务的效率。它采用伸缩套管式空中加油系统,加油作业的调节距离为5.8米,可以在上下53度和横向30度的空间范围内活动,能够同时给几架战斗机加油。KC-10的载油量较大,最大载油量为161吨,而且既能为其他飞机加油,又能在空中接受加油。

1964年6月9日,4架KC-135加油机首次参加实战,为美国空军的8架F-100战斗机进行了空中加油,曾一度活跃在越南战场上。在海湾战争期间,美国空军的KC—135和KC—10加油机一共为多国部队的飞机加油5.1万多次,共输送了7.1亿升燃油,并且全部成功。

英军

目前共装备了26架空中加油机,其中包括20架VC-10和6架“三星”型加油机。VC—10加油机是英国原维克斯飞机公司研制的中远程民航机。1978年,英国航宇公司按照英国空军的要求将9架二手的民用VC-10运输机改装成空中加油机。在这9架VC-10中,有5架标准型改装后称为VC—10K2,另外4架超级VC—10改装后则称为VC-10K3。这两种类型的空中加油设备配置相同:机尾有1个Mk-17B加油器;两侧翼下各挂1个Mk-32/2800加油吊舱。与VC—10K2相比,K3的机身长度增加了近4米,因而有较大的装载能力。1990年12月,英国空军签订一项合同,增加了11架VC—10空中加油机。其中有由退役的民用超级VC—10改装的,也有由英国空军现役VC-10C1型运输机改装并保留了运输机功能的。“三星”空中加油机1986年开始服役,虽然一次只能为一架飞机加油,但是它还可以当运输机使用,在不载燃油的情况下可运载43000千克货物。

英国皇家空军共在海外部署了4架空中加油机,其中,在巴林部署了2架VC-10,在土耳其部署了1架VC-10,在意大利部署了1架“三星”加油机。2002年9月5日,美英联军对伊拉克西部的一处主要防空设施进行了空中打击,VC-10空中加油机参与了支援行动,为3架“狂风”GR4攻击机进行了空中加油。

俄罗斯

拥有21架“伊尔—78”空中加油机,其中包括1 2架改进型的“伊尔II-78M”。“伊尔—78”加油机是由“伊尔—76”军用运输机改装而成,1978年交付俄军使用。

“伊尔—78”加油机的主要任务是向远程飞机、前线飞机和军用运输机进行空中加油,同时还可用作运输机,向机动机场紧急运送燃油。它采用三点式空中加油系统,可同时为3架飞机加油。“伊尔—78”加油机的最大可供油量为65吨,正常输油率为1000升/分钟。“伊尔—78M”装备了三个油箱,最大可供油量提高到了106吨。“伊尔·78M”和“伊尔—78”采用的是“软管”式空中加油系统,新研制的UPAZ—1M空中加油吊舱性能比原有的UPAZ—1A吊舱先进,输油能力提高为2340升/分钟。

鉴于“伊尔—78”空中加油机的优良性能,印度于2001年开始引进“伊尔—78M”,目前共装备了6架。2006年,印度空军的“伊尔—78M”参加了在美国阿拉斯加州上空举行的“合作对抗雷”演习,在演习中,该加油机在2万千米的往返航程中成功地为6架“美洲虎”战轰机共进行了30多次空中加油。

空中加油机的未来发展

向多用途化方向发展

各国在选择新的空中加油平台时,普遍开始倾向于“一机多用”的选择原则,看重加油机的使用效率。美国空军表示将选择多功能的加油/货运飞机(可以运输货物,但主要功能是空中加油)作为其新型加油机。新型加油机还要能充当通信中继平台,能够安装货盘化的任务设备(如指挥和控制任务设备)。目前,参加美国空军新型加油机竞标的两种机型——欧洲宇航防务集团(EADS)/诺斯罗普格鲁曼公司的KC-30和波音公司的777-200F都是多用途加油机。2004年1月,英国空军选择了A330多用途空中加油/运输机(MRTT),作为替代现有的VCl0和“三星”空中加油机的新机型,预计第一架A330将于2008年进入现役。2003年10月,澳大利亚皇家空军也选定了A330多用途空中加油/运输机作为其新型空中加油机,该公司将于2007年至2009年向澳大利亚皇家空军交付5架A330空中加油机,用于取代现役的波音707-338C空中加油机,向33个飞行中队提供空中加油服务。此外,德国和加拿大空军还委托EADS将其现役的A310加油机改装成多用途空中加油/运输机。第1架改型后的飞机于2004年9月交付德国空军。

数字化程度越来越高

在加油过程中,加、受油飞机的战术协同配合极其复杂,人为控制会导致重大的安全隐患。为了提高空中加油的效能及安全性和稳定性,各国在研制新的空中加油机或对现有加油机进行改装时,注重提高加油系统,尤其是加油吊舱的数字化程度,以期实现加油过程的自动化。美国空军特种作战司令部在其MC-130H“战爪Ⅱ”空中加油机上安装了902E数字化吊舱,能够向MH-47,HH—53,HH-60等型直升机以及V-22“鱼鹰”飞机捉供24小时的空中加油服务。澳大利亚皇家空军新型的A330-200多用途空中加油/运输机选择了905E数字化吊舱。德国的4架A310多用途空中加油/运输机以及加拿大的2架CC—150“北极星”空中加油机选择了907E数字化吊舱。法国、德国和西班牙的A400M空中加油机则选择了908E数字化吊舱,该吊舱采用了复合结构,其动力供应的频率可变,还能与飞机的航空电子设备建立光学通信连接。

强调自我保护能力

现有的加油机既无火力系统,又无预警装置,战时极易遭到敌方攻击。因此,各国都在努力采取各种防护措施,以增强空中加油机的自我保护能力。例如,英国皇家空军已在某些“三星”加油机(主要是向阿富汗和伊拉克的部队提供保障的飞机)上安装了诺斯罗普格鲁曼公司的大型飞机红外电子对抗(LAIRCM)系统,使其具备抵抗电子攻击的能力。此外,他们还在某些“三星”和VCl0加油机上安装了联合战术信息分发系统(JTIDS)终端,借以向加油机的飞行员提供全面的空情情报,从而使加油机能够及时规避险情。

提高加油能力成为重点

目前,各国不断从加油机的各部分人手,采取相应措施来提高下一代加油机的加油能力,主要包括;选择运载量较大的飞机作为新的空中加油平台(或改装符合运载量要求的运输机),增强供油能力。德国新采购的A310多用途空中加油/运输机的基本储油量为61070升,还可加装5个副油箱,每个副油箱的储油量为7200升,从而使飞机的总储油量达97070升,采用加油速率更高的加油系统,提高加油效率。澳大利亚皇家空军新型的A—330加油机上安装了先进加油导管系统(ARBS),该系统能够保持每分钟4500升的输油率,而美国现役的KC—135每分钟的输油量仅为1690升。

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