国外典型空中加油机盘点

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导读:空中加油技术是指在飞行器飞行过程中,加油机根据一定的方式通过输油管道为受油机补充燃油的技术,能够有效提升飞行器的航行距离和载荷量。从上世纪二十年代首次提出空中加油的概念以来,空中加油技术已经得到了长足的发展。空中加油技术首次应用于战争中是在朝鲜战争时期,并在之后的军事战争中得到广泛的应用。空中加油技术能够大幅提升飞行器的航行时间和距离,有效降低飞行器的起飞重量,提升飞行器的有效载荷。

  空中加油技术主要分为两种,分别为软管锥套式空中加油(Probe and Drogue Refueling,PDR)和硬管式空中加油(Flying Boom Refueling,FBR)。软式空中加油是大多数国家采用的空中加油方式,主要原因是该软式空中加油方式对加油机和受油机的改装要求都比较低。硬式空中加油技术难度较大,故世界上完全掌握硬式空中加油技术并能够自行研发和生产加油机的国家很少,包括美国和欧洲空客公司。

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  软管式空中加油

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  硬管式空中加油

  与软管式空中加油相比较,硬式加油流量高,加油流量可达4500L/min以上,对受油机飞行员的加油对接技术要求不高,只要保持与加油机相对静止就可以;硬式加油系统受气流干扰相对要小,稳定性好,对接容易,空中加油效率高。硬式与软式空中加油系统对比如下表:

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  目前世界上20多个国家的空军装备10多个型号加油机,总数量超过700架,受油机超过11000架。但能够自行研制生产加油机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国和中国,加油机平台则大多利用军用运输机、民用客机或轰炸机进行改装。下表为最新世界各国加油机数量,资料来自《飞行国际全球空军2019》。


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  KC-135“同温层油船”

  美国于二十世纪50年代研发了第一种基于喷气式平台的空中加油机KC-135,该机于1956年8月17日首飞,1957年正式装备部队,共有KC-137A、KC-135E、KC-135Q、KC-135R、KC-135T等型号。KC-135加油机的生产数量超过700架,参与过美军越南战争、海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争、利比亚战争等历次局部战争。

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  KC-135“同温层油船”

  KC-135空中加油机最大运油量约90吨,采用的是伸缩套管式(硬管式)加油方式,由机外伸缩主管、伸缩套管和V形操纵舵组成。平时伸缩管长8.5米.加油全部伸出时14.3米。伸缩套管在加油时才从主管中伸出,并可在加油过程中根据受油机的相对位置伸缩调节,调节距离5.8米,可以在上下54°、横向30°的空间范围内活动。该机输油率很高,每分钟达975~1690升,一架飞机可以给多个飞机加油。当仅用一个油箱加油时,每分钟可以加油400加仑;前后油箱同时使用时,每分钟可以加油800加仑。经过空中加油后,B-52战略轰炸机的续航时间可延长4-6小时。

  KC-10A“补充者”

  KC-10A加油机是在DC-10客机的基础上发展起来的,服役于1981年,为世界上最大的加油机。KC-10A总载油量达161.5吨,其中机翼油箱能提供108.2吨,机腹油箱能提供53.3吨,加油作业半径3540公里,可供油90余吨,装有一套主管8米、套管6米合计14米的伸缩管式加油设备和两套Mk32A型插头锥套式软管加油设备吊舱,同时能为3架战斗机加油。

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  KC-10A“补充者”

  进行空中加油时,加油操作员采坐姿,透过机窗监看接受加油的飞机,并利用数位线传飞控系统(FBW)控制加油杆作业,其中飞桁式的最大输油速率为每分钟4180公升,浮锚式则为每分钟1786公升。由于KC-10A型机上配备了2种加油系统,所以不仅可为美国空、海军、陆战队及盟国的各型军机进行空中加油,加装翼下空中加油荚舱(WARP)的KC-10A型,更可同时为装置受油口与加油探管的飞机加油。

  MC-130

  美军在C-130系列军用运输机基础上发展了MC-130系列加油机,MC-130J是该系列飞机中的最新型号,其最大起飞重量达到74.4吨。MC-130系列加油机能够在昼夜间为小型飞机、直升机和倾转旋翼机进行空中加油,同时还能够在货舱内加装货盘油箱。该系列加油机的最大载油量约37吨(含11吨货盘油箱),并且在加装受油系统后,具备硬式空中受油能力。MC-130系列加油机可以通过加装夜间加油照明系统实现昼夜加油能力。

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  MC-130空中加油机

  2019年2月27日,来自犹他州希尔空军基地388战斗机机队的美国空军F-35战斗机和来自第26特种战术中队和第27特种作战后勤中队的空军人员模拟了加农炮空军基地的前加油点,用MC-130J运输机装载和运输燃料。第一次为F-35A隐形战斗机进行加油。

  KC-130

  KC-130是美国洛克希德·马丁公司在C-130运输机基础上发展起来的空中加油机,共有KC-130F、KC-130R、KC-130H、KC-130P、KC-130T、KC-130J等多种型号。其中,美国海军使用的KC-130J型加油运输机最多可以同时为两架飞机提供空中加油服务,每分钟的加油速度为300加仑。为一个四机编队提供空中加油时,总体加油时间不会超过30分钟,适合加油的机种包括固定翼飞机、倾转旋翼机和直升机。在进行空中加油的时候,速度一般为100~270节。这种飞机是KC-130家族中最新的型号之一,美国海军陆战队将其用来替换老旧的C-130飞机。

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  KC-130J空中加油机

  除了执行运输和加油任务之外,KC-130J加油机还加装有陆战队的ISR系统和武器套件,因此具备执行监视和实施对地打击的能力,主要的瞄准设备是AN/AAQ-30目标瞄准系统,继承了红外和电视相机,安装在左侧机翼的外挂油箱之下。值得注意的是,AH-1Z眼镜蛇攻击机也安装的是AN/AAQ-30瞄准系统。KC-130J飞机可以投掷“地狱火”导弹、“格里芬”导弹、精确制导炸弹,如果进行升级还可以用30毫米机关炮开火。所有这些能力,美国海军陆战队将其称为“收割鹰”。

  A330MRTT

  A330MRTT(Multi Role Tanker Transport多功能用途加油运输机),是空客集团防务与航天分部(ADS)在中远程双通道客机A330-200基础上研制的,是目前国际市场上最具竞争力的多功能喷气式加油机,英国、法国、澳大利亚、卡塔尔国、新加坡、韩国和沙特阿拉伯等均使用了该加油机。A330MRTT加油机的发动机有罗·罗Trent 772B、通用电气CF6-80E1A4、普惠PW4170可供用户选择,安装有自我防卫电子战套件,也有空中受油装置。

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  A330MRTT空中加油机

  载油量大是A330MRTT的首要特点,仅机翼油箱就带油111吨,最多可向受油机加油65吨。可在远离基地1600多公里的空域执行加油作业2个小时。该机有3个空中加油接口,包括两侧机翼下的软管加油器和机尾的1个硬管加油器。机翼下的两个软管加油器可同时给两架受油机补充燃料,通过一根27.5米长软管连接的锥套,加油作业1590升/分钟。位于机尾的硬管加油器可以伸出17米长,输油速度达4540升/分钟。

  KC-767

  21世纪初,美国空军开始了下一代加油机的选型,波音公司在767平台上发展的KC-767和空中客车公司在A330-200平台上发展的A330MRTT成为主要竞争对手,虽然美国空军在很大程度上由于政治原因最终选择了KC-767,但A330MRTT在综合性能上丝毫不逊于对手,应该说这两个平台代表了21世纪初时加油机发展的最高水准。

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  KC-767空中加油机

  KC-767目前被意大利和日本选用,采用了软式软管-锥套和硬式伸缩管相组合的加油设备,共计四套。在空战或其他需要加油时,可以满足多机种不同型号的加油机协同作战的需要。对波音-767的改装主要是在机翼下分别挂装有空中加油吊舱,该套设备的加油速度约为1500L/min。同时在机身中部下方安装了一套软管-锥套式加油系统,其软管的加油速度约为2300L/min。此外,一套硬式空中加油设备及伸缩管式加油设备还被安装到了其机身尾端,其加油速度为约为3000L/min。

  KC-46A“飞马座”

  KC-46A是美军新时代的核心支持飞机,由波音767改良而来,但与KC-767相比几乎是全新的设计,最大载油量提升了33%,硬式加油的加油速度提升了33%,同时也增加了四个油箱,所有部件都相应增大。此外,KC-46A还具有前所未有的电子自卫能力,提高了自我防御,为在战争中能够更好的提供空中加油服务提供了强有力的保障。目前已经开始大批量的生产并且逐步取代现役加油机KC-135。

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  KC-46空中加油机

  2016年,波音公司与美国空军对KC-46A原型机进行一系列的空中加油测试,其中下图为KC-46A加油机与F-16C战斗机的硬式空中加油测试场景。

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  KC-46A与F-16C硬式空中加油

  2019年5月,美国空军证实一架KC-46A飞马座空中加油机飞离麦康奈尔空军基地,并于2019年5月7日完成了该机的首次空中加油任务。这架KC-46与一架KC-10加油机编队飞行,前往阿拉斯加埃尔门多夫-理查德森联合基地参加训练。途中,该机向四架F-16“战隼”战斗机输送了3万磅(约13.6吨)燃料。

  伊尔-78

  伊尔-78加油机是苏联由伊尔-76军用运输机改装而成,服役于1987年。该机机长46.60米,机高14.76米,翼展50.50米,机翼面积300平方米,机组7人。动力装置为4台D-30KP-2涡轮风扇发动机,单台推力117.7千牛。最大平飞速度830千米/时,实用升限11230米。

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  伊尔-78加油机正进行空中加油

  伊尔-78最大起飞重量190吨,在飞行1000千米的情况下可以为其他飞机加油65吨,在2500千米航程下,加油量将减少一半。一次可以为一架重型飞机或两架战斗机加满燃油。

  伊尔-96

  伊尔-96是伊留申航空联合体股份公司研制的四发动机远程双过道宽体客机,可改装为货运机、加油机使用。其中,伊尔-96-300型被选中作为俄罗斯总统普京的VIP专机。

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  伊尔-96宽体货机

  伊尔-96-400TZ为该飞机的加油机型号。早在2014年,便有消息传出俄罗斯正进行伊尔-96-400TZ加油机改造计划。据推测,它将能为距自己基地3500公里之外的飞机运去65吨燃料,相比于伊尔-78的1000米外运油65吨有了很大提升。但2018年,俄罗斯国防部正式宣布取消了向俄罗斯联合飞机制造公司(UAC)购买两架伊尔-96-400TZ加油机的采购合同,预示着近4年的伊尔-96-400TZ空中加油机项目彻底失败。

  小结:近年来,空中加油机受到了世界各国的重视和进一步的发展,目前拥有空中加油机的国家多达二十余个,美国和俄罗斯两个军事大国拥有加油机数量众多,阿联酋凭借其强大的财力也拥有数量庞大的加油机队。加油机作为航空兵的“力量倍增器”,高技术条件下局部战争的实践证明,空中加油机已成为空中作战的重要支柱,在战争中得到了广泛的应用,并日渐显示出其巨大优越性。

  主要参考文献

  1、防务快讯:即将取代KC-135加油机,KC-46完成首次正式空中加油_小漫环球今日说事

  2、美空军MC-130J首次为F-35A战机提供前线加油点_历史的小灵通

  3、MC-130J空中加油机战力形成,同法军联合

  4、自主相对导航技术研究_郑瑞博

  5、空中加油对接系统视觉处理与飞行验证_单尧

  6、俄罗斯开始用伊尔-96-400T改装做加油机_铁血网

  7、硬式空中加油过程中的受油机飞行控制研究_安帅

  8、空中加油机硬式授油系统建模与控制技术研究_刘洋洋

  9、波音公司的KC-46完成对F-35A的空中加油认证测试_21世纪军工评论


原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/0YZ288ISZz27iGREJF8sQQ

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