專門給正在飛行中的飛機和直升機補加燃料的飛機。使受油機增大航程，並且延長續航時間，增加有效載重，提高遠程作戰能力。空中加油機多由大型運輸機或戰略轟炸機改裝而成，加油設備大多裝在機身尾部或機翼下吊艙內，由飛行員或加油員操縱。空中加油技術出現於1923年。在第二次世界大戰後，空中加油機大量裝備部隊。80年代初，美國研製了新型的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。亦有艦載空中加油機、隱身加油機。KC-46A加油機，是美國現役最先進的加油機，該機將取代已有幾十年服役歷史的C-135機隊，支持美軍作戰飛機征戰五大洲。俄羅斯加油機：伊爾-78M-90A加油機、伊爾-96-400T加油機。
基本介紹
- 中文名：加油機
- 外文名：Aerial Refueling Tanker
- 功能：加油
- 出現時間：1923年
- 工作方式：空中加油
- 類型：多為軍用
原理方式,原理定義,加油方式,作用,作戰半徑,留空時間,機動能力,缺油救援,加油過程,會合,對接,加油,解散,發展史,實驗,實戰,戰爭史,全球戰場,越南戰爭,海灣戰爭,科索沃戰爭,下一代的崛起,
原理方式
原理定義
加油裝置分為“加油平台”和“加油吊艙”兩種。“加油平台”通常裝在機身尾部，“加油吊艙”通常懸掛在機翼下面。由飛行員或加油員操作。儲油箱分別組裝在機身、機翼內。受油機上安裝的受油裝置，通常由接油器（即受油機伸出的探頭）、導管和防溢流自封裝置組成。接油器的進油口是進油單向活門。進油單向活門由伺服機構打開，或者由固定在接油器上的定位銷及止動器械相互作用打開。接油器插入加油機放出的給油器後，用皮碗、壓入的液體密封物或充氣密封物密封。此外，其他管路與地面壓力加油系統共用。
加油方式
空中加油的方式有軟管加油和硬管加油兩種。
軟管加油系統，主要由輸油管卷盤裝置、壓力供應機構和電控指示裝置等組成。在加油機上，裝有一條16～30米的可收放的軟管，軟管末端有呈傘狀的錐套，內有加油接頭。受油飛機機頭上裝有一個伸縮式肘形探管受油器。加油時，加油機在受油機前上方飛行，由飛行員或加油員打開輸油軟管卷盤的鎖定機構，伸出錐套，錐套受氣流作用而展開，將輸油軟管拖出。與此同時，受油機飛行員調整飛行速度、航向和高度，待受油管插進錐套內時，油路自動接通，開始加油。軟管加油裝置結構簡單、便於拆裝，每套裝置每分鐘可輸油1600升，一架加油機可安裝數套，能同時為兩架飛機加油。吊艙式軟管加油系統還可以由戰鬥機或攻擊機攜帶，對同類飛機實施“夥伴加油”。但軟管加油時，由於受空中氣流影響軟管會產生飄蕩，輸油效率較低，一般適用於給機動性高、加油量少的戰鬥機加油。
作用
對提高航空兵部隊戰鬥力主要表現在四個方面：
作戰半徑
作戰半徑是衡量戰機乃至空軍作戰能力的重要指標之一。為了提高飛機的作戰半徑，人們總是儘可能地增大飛機的載油量，但過大的油料載荷，只能以犧牲飛機的其他性能為代價。採取空中加油，就能較好地解決這一矛盾。據介紹，經過一次空中加油，轟炸機的作戰半徑可以增加25～30%；戰鬥機的作戰半徑可增加30～40%；運輸機的航程差不多可增加一倍。如果實施多次空中加油，作戰飛機就可以做到“全球到達，全球作戰”。此外，有了空中加油，還可以將轟炸機和強擊機基地部署得儘可能遠離前線，以減少受襲擊機會，並緩解前線機場的壓力。增大飛機有效載荷。由於飛機的“最大載荷係數”和“最大起飛重量”是一定的，所以載油量和載彈量始終是一對矛盾。使用空中加油手段後，就使這一矛盾迎刃而解。飛機可以最大限度地載彈，從而提高作戰效能。據專家分析，8架F－117A戰鬥機配備兩架空中加油機就能完成相當於75架飛機編隊所能完成的任務。此外，在高原和高溫地區活動的直升機，可依靠空中加油，減少載油量，以改善其懸停性能和提高在複雜地形上的飛行安全性能。
留空時間
巡邏機、預警機、偵察機等執行特殊勤務的飛機，往往需要較長的留空時間。要想保持較長的執勤時間，出動的架次就多，如果使用空中加油，少量的飛機就可以完成較多的任務。預警機之所以能十幾小時甚至更長時間地留空執行任務，主要依靠空中加油。
機動能力
加油機的支援，使各類飛機得以實施遠距離不著陸飛行，減少了對中途機場的依賴，避免了轉場起降帶來的延誤和不便，大大提高了航空兵的遠程機動和快速反應能力。現今，美空軍裝備的約700架加油機，可保證其600餘架戰略轟炸機和1000多架戰鬥機同時出海作戰。
缺油救援
對因缺油斷油而可能失事的飛機，進行空中緊急加油，就可使其順利返航。越南戰爭中，被接應的飛機有上千架。特別是為直升機實施空中加油，提高了其救援效率，從而挽救了4000多名美軍官兵的生命。海灣戰爭的第一天，美軍一架加油機及時救援了一架即將斷油的F－117隱形戰鬥機。據稱，西方國家運用空中加油，救援了許多瀕臨斷油的飛機，挽回損失達幾億美元。
加油過程
空中加油是一個複雜的過程，加油程式一般有四個階段
會合
對接
加油
加油時裝在吊艙內的燃油泵將加油箱內的燃油經輸油管輸往受油機各油箱，加油機上的加油控制板能隨時將輸出的油量以及加油壓力和其他加油附屬檔案的工作情況顯示出來。受油機上各油箱的附屬檔案情況也在一定位置上顯示出來。加油時，受油機與加油機的高度、速度、相對位置都必須嚴格保持不變。當受油機加進一部分燃油後，飛機重量就會增加，而加油機重量又會減輕，兩機必須隨時調整飛機的速度和姿態，以保證順利實施加油。
解散
解散是加油的最後一個程式，受油機受油完畢後，各油箱加油開關自動關閉，加油結束信號燈亮，受油機減速脫離退出加油。加油機由於加油管中燃油停止流動，由吊艙的相應機構控制油泵停止工作，並在座艙的加油控制板上顯示，由傳動機構收回加油管。
發展史
實驗
世界上第一架空中加油機1923年在美國誕生。1923年8月27日，在美國加利福尼亞州的聖地亞哥灣上空，兩架飛機在編隊飛行，從在前上方飛行的飛機上垂下一根10多米長的軟管，後面飛機的后座飛行員站起身來用手捉住飄曳不定的軟管，把它接在自己飛機的油箱上。在前後總共37小時的飛行中，兩架飛機互相共加注了678加侖汽油和潤滑油。這是航空史上第一次空中加油試驗，那第一架空中加油機的代號為DH─4M.這時的加油過程全由人力操作，加油機高於受油機，靠高度差加油。這種加油方式很難實際套用。40年代中期，英國研製出插頭錐套式加油設備，1949年美國研製出伸縮管式加油設備，這才使空中加油進入了實用階段。
空中加油機給飛行中的飛機及直升機補加燃料的飛機。多由大型運輸機或戰略轟炸機改裝而成 。空中加油機的加油設備大都裝在機身尾部，少數裝在機翼下面的吊艙內，由飛行員或加油員操縱。加油設備主要有插頭錐套式和伸縮管式2種。空中加油技術出現於1923年 。40年代後期，美國研製出伸縮管式加油設備 。80年代初，美國研製了新型KC-10A空中加油機，伸縮管主管長 8 米多，套管長6米多，套管伸出後，伸縮管的最大長度為14米多；總載油量16.1萬千克，飛行半徑3540千米，可輸油90700千克。在60～80年代的幾次局部戰爭中，美、英等國空軍都使用過空中加油機。
實戰
1986年，美國空襲利比亞時，載滿炸彈的F─117戰鬥轟炸機從位於英倫三島的基地起飛轟炸利比亞，往返不著陸飛行達1萬多公里，途中曾由KC─10A空中加油機多次補加燃油。1982年馬爾維納斯群島戰爭時，英國 “火神”式戰略轟炸機從本土起飛，橫跨赤道縱貫大西洋，轟炸了南半球的阿根廷。往返不著陸飛行約3萬公里，創造航空史上最遠距離空襲的記錄，這全靠途中有加油機多次補加油料。
空中加油機今後發展的重點，主要是克服機翼振動、陣風和空氣渦流對輸油管穩定性的影響；改裝成兼有兩種加油設備的飛機；完善電傳加油操縱系統。
1921年一天，富於冒險而又充滿想像力的美國人威利·梅伊把一個裝有5加侖航空汽油的罐子綁在背上，從一架林肯型飛機的機翼上，爬到另一架飛行的JN－24型珍妮飛機的機翼，並運動到其發動機旁，將油罐中的航空汽油倒進發動機燃料箱，從而成功地完成了第一次空中加油。從此，開始了人類對空中加油技術的開發。
1923年，美國陸軍的一架單引擎DH－4B飛機，在飛行中由另一架同型飛機，用人工操作，以軟管自流的方式進行了兩次加油，從而開始了真正意義上的空中加油。經過70多年的研究和實踐，空中加油技術日益成熟和完善，套用範圍也越來越廣泛。空中加油機已從活塞式飛機發展到渦輪螺旋槳飛機，繼而發展為噴氣式飛機；加油機供油量從數千升增加到10多萬升。受油機遍及殲擊機、強擊機、轟炸機、預警機、巡邏機、運輸機、偵察機和直升機等諸多機種。現今，能生產加油機的國家為美、英、俄、法、中五國，世界上擁有空中加油機的國家有20餘個，共裝備10餘種型號的加油機1000餘架，裝有受油裝置的飛機約11000多架。
未來空中加油技術發展的重點是，克服機翼振動；完善計算機控制技術及攝像監控顯示技術。空中加油機的發展趨勢是，發展大型加油機和運輸加油兩用型飛機；用最新技術改進完善現有加油機，實現更新換代；提高加油機的自動化程度和生存能力；注重新型加油機的研製與技術儲備。同時，在研製新型戰鬥機時一併考慮其加受油能力。
戰爭史
全球戰場
1995年6月2日，美國空軍的3架B－1B戰略轟炸機從其本土德克薩斯州的戴耶斯空軍基地起飛，在赤道與北緯35度之間作曲線飛行，穿過大西洋、地中海、印度洋、中國南海、西太平洋、北太平洋，途中在3個靶場進行了轟炸訓練，飛行30餘小時，總航程約4萬公里，於3日夜間返回起飛基地。這是美空軍進行的“環球力量”外場不著陸演習飛行，它創造了航空史上迄今為止不著陸飛行的最遠紀錄，並宣告空戰領域已經進入“全球戰場”的時代，也說明美國空軍已具有“全球機動、全球作戰”的能力。
然而，創造這一奇蹟的幕後英雄卻是空中加油機。美軍先後出動29架次加油機實施了6次空中加油，共加注油料241萬磅（1094噸），每架B－1B全程受油約365噸。美軍空中加油機部隊可以與作戰飛機在任何地區準確匯合，實施快速加油。由此可以看出空中加油對空中機動乃至空中作戰的巨大影響。
越南戰爭
1967年6月5日，以色列為了達到偷襲埃及的目的，飛機起飛後並不直飛埃及前線，而是橫穿地中海，經空中加油後，繞到埃及後方，對埃及的10個軍用機場進行突擊，使埃及400多架飛機被毀於地面。
1986年4月15日，美駐英國的24架F－111戰鬥轟炸機，由29架加油機對其編隊進行8次空中加油，繞道7000多公里，突襲了利比亞。
海灣戰爭
科索沃戰爭
空中加油在現代局部戰爭中的上乘表演昭示，現代空中加油，已經給空軍作戰的力量部署、機動和使用帶來了革命性的變化，它大大增強了航空兵的遠程作戰、快速反應和持續作戰能力，使空中作戰能力躍上了一個新台階。
下一代的崛起
發展艦載無人加油機對美海軍來說有著十分重要的現實意義。航母上裝備加油機是必須的，但由於航母空間有限，放不下大型加油機，所以，到目前航母上都是採用夥伴加油的方式為戰機空中加油。“艦載空中加油機”的發展，無疑會為美海軍帶來多方面的好處。
一是技術成熟、周期短、見效快、省錢。通過美海軍發展X-47B來看，繼續發展艦載無人加油機不存在根本性的技術難題。同時，無人加油機不用隱身、不用高速機動，氣動設計相對簡單，不用裝備複雜的武器火控系統，等等，這都將大大降低艦載無人加油機研發的技術難度。
二是既能騰出大量的艦載戰鬥機，彌補今後一個時期戰鬥機的短缺，也能滿足航母對艦載加油機的長遠需求。
三是可有效發揮無人機的優勢。無人加油機由於省去了很多有人作戰飛機必備設備，比如生命保障系統、座艙等等，在起飛重量相同的情況下，其載油量比夥伴加油的方式要大，續航時間更長，維護保障費用要低。
可以認為，美海軍艦載無人加油機的研製，必將進一步推動無人機的套用向其他領域拓展。
隱身加油機是在美國空軍希望擁有一種能夠在日益危險的戰場環境中支持攻擊戰機並且存活率更高的新一代加油機之際，洛克希德-馬丁公司認為它已經有了答案：那就是一款高燃料效率的、能夠短距離起降的翼身融合機型。
據美國《航空和空間技術周刊》網站10月24日報導稱，前不久，空軍機動後勤司令部司令卡爾頓·埃弗哈特上將啟動了下一代KC-Z加油機的研製工作——這種加油機的外觀可能與現在由商用機改造過來的KC-10、KC-135和KC-46迥然不同。埃弗哈特說，隨著俄羅斯和中國等對手紛紛研製尖端的面對空飛彈和防空武器、以挫敗美軍穿透它們空域的能力，2035年及以後的加油機的處境越來越危險。
在空軍正式啟動未來加油機的研製工作前（預計會在半年內啟動），航空企業已開始著眼於解決這個問題。
在洛馬公司負責超前機動能力的首席工程師肯尼思·馬丁看來，新的戰場環境決定了必須研製信號特徵更低（甚至是完全隱身）的加油機，擺脫過去商用衍生加油機的設計。馬丁推測，未來的加油機需要具備在距離威脅點250到500英里（1英里約合1.6公里）的範圍內作業的能力，這個距離超出現代地空飛彈的射程，但是完全在敵方雷達的偵察範圍和空射飛彈的射程內。他說，這意味著，下一代加油機需要有小於傳統加油機的雷達截面積，但不必完全像F-35或F-22那樣“尖銳犀利”。
馬丁說，洛馬公司的構想建立在未來軍用運輸機的翼身融合概念之上，這一構想是把機翼與機身前部融合在一起，提高空氣動力效率和結構效率，同時機身後部採用傳統設計和T形尾翼，以便於空投。馬丁說，下一代加油機可能向H形尾翼布局妥協，後者讓操作者享有相比純翼身融合飛機更強的飛行控制能力和穩定性。
馬丁說：“未來的加油機的樣子很可能仍然很像一架運輸機，而不會是純粹的飛翼或三角翼飛機，因為它應該是一款能滿足空軍機動後勤司令部日常使用的、省油的飛機。”
翼身融合機型設計有大型翼上短艙，用於放置節油的、涵道比非常高的發動機，不過馬丁說，洛克希德公司的下一代加油機方案可能採用嵌入式發動機，以便減小在雷達上的橫截面積。
馬丁說：“我們喜歡翼身融合的布局——翼上放置發動機——有很多原因：這種設計使得發動機遠離地面（限制外來物體的碎片）；此外，就加油機而言，將噴氣流位置升高有利於形成較好的加油環境，因此我認為發動機最終基本固定在這個位置上。至於安裝兩個大型發動機還是4個小型發動機，我們還在研究。”
考慮到要控制塗裝維護費用，馬丁的研究團隊還在評估下一代加油機所需的隱身塗料等級。此外，他們還在權衡是否配置先進的防禦或攻擊性措施，比如雷射。
為了有效設計出短距離起降加油機，洛馬公司的方案將利用空軍研究實驗所的“速度敏捷”概念驗證項目的成果，這是美國航天局、波音公司和洛馬公司合作十年的項目，旨在開發能夠直接向戰場投放負載的隱形短距起降運輸機技術。陸軍裁掉未來作戰系統項目後，“速度敏捷”項目也在2012年終止，沒有變成開發項目。不過，馬丁認為“速度敏捷”概念驗證項目仍然是成功的，洛馬公司得以在大型風洞實驗中改善和驗證現在被視為下一代加油機的許多空氣動力學與推進融合工具。
