空中加油站（上）

文/秦嘉政

同学们都知道，飞机的动力来自发动机，而让发动机工作，又需要燃油，所以在设计飞机时，工程师要考虑让飞机携带尽可能多的燃油。如果你见过飞机的内部，就会发现很多飞机里面除了必要的电子设备、发动机、货舱之外，剩下的内部空间都塞满了油箱，甚至连机翼里都是油箱，有的飞机还外挂副油箱。那么油箱的大小对飞机意味着什么呢？

一般而言，同样结构和大小的飞机，油箱越大，能装的燃油越多，飞机就能飞得越远、越快。可是再大的飞机，所能携带的燃油量也是有限的，那么有什么好办法能进一步增加飞机的燃油量呢？你肯定会想到：把加油站“搬”到天上去不就可以了吗——这就是“空中加油”这个思路的由来。

被视为“飞行杂技”的空中加油

◎通过钢丝牵引软管实现空中加油

1923 年6 月27 日，两 架DB-4B 双翼机进行了一次别开生面的表演，一架飞机伸出一根软管，另一架飞机的飞行员在空中抓住这根软管并连接到自己飞机的油箱上，两架飞机之间开始了燃油输送，这是世界上第一次空中加油。当年8 月，3 架DB-4B 创造了历史纪录，其中一架飞机通过添加另外两架飞机传输来的燃油，在天空中飞行了37 个小时。

在20 世纪20 年代中期，借着世界航空热，不少航空先驱都试着使用空中加油技术来挑战最长飞行时间纪录。1929 年，美国航空队创造了150 个小时的连续飞行纪录。到了1935 年，无泄漏安全加油口被创造出来，提高了空中加油的安全性，由两兄弟驾驶的“罗宾 J-1”型飞机，通过400 多次的空中加油，创造了连续飞行630 多个小时的纪录！

尽管不少先驱一再刷新飞行时长纪录，空中加油对于商用航班和军用飞机来说依旧无法大规模使用。因为此时的空中加油都是通过手动操作的，对加油机和受油机的飞行员都有严格的要求，犹如进行惊险的“飞行杂技”，而且加油时燃油泄漏很可能造成相当严重的事故，所以在二战爆发前，空中加油技术也仅仅是少量应用在跨大西洋飞行的民用机上。

二战后的探针与锥套加油系统

在二战期间，航空技术得到了极大的发展。二战末期，战略轰炸成为重要的战争手段，想要轰炸机和护航战斗机飞到敌国境内去完成任务，就需要飞机拥有更大的航程，依靠飞机自身携带燃油是难以满足需求的。

二战结束后，最早的核打击仍然需要由轰炸机实现——驾驶战略轰炸机进行超远程飞行，直接从本国出发把核弹丢到敌国领土上。此时除了大力开发远程轰炸机，例如B-52、TU-95 等，空中加油技术也得到了应有的重视。

1949 年，英国开发了探针与锥套加油系统，也被称为软管加油系统——加油机拖着一条长长的软管，软管尾部有一个锥套，锥套就像羽毛球的尾翼一样在空中起着稳定加油管的作用，同时也像漏斗一样起着引导探针进入加油管的作用。早期的锥套是实心的钢套，后来逐渐被替换为镂空的复合材料。空中加油时，接收燃油的一方使用飞机上的针状受油嘴，把它戳进加油管的尾部锥套中，完成对接即可开始加油。

◎ 英国空军使用的探针与锥套加油系统

这是世界上目前使用最广泛的空中加油系统，包括美国海军航空兵在内的世界上大部分具备空中加油能力的航空部队都使用这种系统。它的优点是结构相对简单，研发难度较低，缺点则是加油速度慢。因为探针和锥套对接难度大，所以整个流程的效率比较低。

大部分能够进行空中加油的飞机的驾驶舱附近都有一个支出来的杆子，那就是空中加油的管道。当然，为了降低飞行阻力，最近几年的新飞机在设计制造时大都把加油管做成可折叠的——用的时候伸出来，不用了再收回去。

◎歼-10战斗机的空中加油管

长了小翅膀的加油杆

美国空军则单独采用了另一种加油方式——飞桁式，也称硬管加油。在20 世纪40 年代，美国空军在试验了探针与锥套加油系统后对加油速度不甚满意，要求波音公司开发一种加油速度更快的空中加油设备。波音公司给出了使用可伸缩硬管的方案。这套加油系统需要一名单独的人员进行操控，通过飞行员和加油员两个人配合来完成空中加油。

那么它是如何工作的呢？大家可能会发现很多美国空军飞机的背部或者头部会有一个奇特的图案，像是一个“王”字,这个图案就是加油口的指示标。

加油员通过这个指示标来判断油管和加油口的相对位置，而被加油的飞机则通过加油机肚子上的指示灯来确定自己的相对位置。硬管加油方式不需要受油机去对接油管，只需要和飞机待在一个相对固定的位置，剩下的工作则交给加油员来完成。这种空中加油方式虽然复杂，而且一次只能给一架飞机加油，但是加油的速度要远远快于软管加油的方式，同时对于受油机来说，由于对接难度小，飞行员也比较轻松。

虽然对接难度小了，但是硬管加油对对接精度提出了更高的要求，制造硬管加油系统的难度也要比制造软管加油系统的高得多。硬管加油的输油嘴是球形的，因为再优秀的飞行员也难以保证自身和加油机的相对位置完全固定，所以只有球形输油嘴才能保证飞机在轻轻晃动时不至于把油漏出来。这个球形输油嘴对材料的加工制作技术和精度都有很高的要求。

◎KC-135的加油员正在进行空中加油，你可以看见在加油杆的末端有一对小机翼，加油员通过操控这两片小机翼来控制加油杆摆动的方向，因为貌似加油杆在依靠小机翼而飞，所以这种加油方式叫作飞桁式

◎运输机的空中加油口位置

◎KC-46的加油管特写，管子上花花绿绿的颜色是用来让双方确定加油管伸缩长度的

硬管加油方式是在20 世纪40 年代末美国建立战略空军时提出来的。建立战略空军需要能够进行洲际飞行的大型运输机和轰炸机。这类飞机很笨重，如果使用探针与锥套的软管加油系统，飞行员需要用细长的加油管戳中在天上晃来晃去的锥套，这种操作非常困难；同时，软管很细，加油时间很长，这期间需要飞行员聚精会神维持飞机和加油机的相对稳定，效率极低，所以美国空军为了大型飞机的安全和方便，采用了硬管加油方式。

说到这里，你是不是会想，明明是同一个国家，为什么美国海军航空兵和美国空军要使用两种不同的空中加油方式呢？我们下期详解。

◎给海军F-18加油的空军KC135加油机，可以明显看到其额外安装的一节软管