硬式加油系统使歼20战力倍增

程大牛逼 收藏 4 2734
导读:图上出现的歼-20原型机,注意机背上的标志 万众瞩目的歼-20第二架原型机清晰图出现,该机在整体布局与第一架保持不变,但是也有一些人惊喜的细节。 笔者注意到2002号机的机背上出现两道明显的横杠,一般而言飞机上这么明显的标志都是有专门的用途的,对着国外飞机来看,最有可能就是硬式空中加油系统的受油口。如果属实,那么我国可能是继美国之后第二个配备硬式空中加油系统的国家。 注意F-22机背上的受油口标志 我们知道现代作战飞机体积和重量较小,因此难以实现较大的航程和作战半径,特
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硬式加油系统使歼20战力倍增

图上出现的歼-20原型机,注意机背上的标志

万众瞩目的歼-20第二架原型机清晰图出现,该机在整体布局与第一架保持不变,但是也有一些人惊喜的细节。


笔者注意到2002号机的机背上出现两道明显的横杠,一般而言飞机上这么明显的标志都是有专门的用途的,对着国外飞机来看,最有可能就是硬式空中加油系统的受油口。如果属实,那么我国可能是继美国之后第二个配备硬式空中加油系统的国家。



硬式加油系统使歼20战力倍增

注意F-22机背上的受油口标志

我们知道现代作战飞机体积和重量较小,因此难以实现较大的航程和作战半径,特别是外挂武器或者挂载有较多武器的情况下,在这种情况下空中加油系统就出现了,1923年美国人完成了历史上第一次空中加油行动,后来英国人对其进行了改进,发展了软式空中加油系统,不过这个技术当时主要用于增加客机的航程,而不是增加作战飞机的航程,第二次世界大战以后,空中加油机才被各国空军所重视,最初的软式空中加油系统采用机尾加油的方式,操纵繁琐且不方便,所以英国人将其进一步改进成了软管式空中加油设备亦称为软管-浮锚式(Probe & Drogue)加油系统,采用此种方式进行空中加油,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所组成。浮锚呈漏斗状,且重量轻,上面装有机械自锁机构。当受油管伸进浮锚后,浮锚上的机构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。软管-浮锚式加油系统经过逐步改进,运作性能不断提高,其优点是一架大型加油机上可装置数套加油设备,可以同时给几架战机加油,也可以安装在作飞机,用于战斗机之间的伙伴加油,这种方式对于舰载机来说尤其适用。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,正是因为如此,软式空中加油系统是目前世界各国空军主要的空中加油手段,但是它的缺点就是受油机需要外露的受油管,会增加飞机的阻力,特别是对第四代作战飞机来说,还会增加飞机的RCS,所以必须采用收缩式,这样就增加了系统的复杂程度和占据的机内空间,特别是一旦加油管收不回去,将直接影响隐身作战飞机的生存能力,另外就是输油速度较慢,一般在1500升/分左右,对大型飞机加油需要较长的时间,另外就是由于浮锚式加油系统受气流影响较大,受油飞机对准困难。



硬式加油系统使歼20战力倍增

使用软式空中加油系统的F-35,外露的空中加油探头非常不利于隐身


上世纪40年代末,美国空军在为战略轰炸机提供空中加油的时候,发现软式空中加油系统用于对大型飞机进行加油的时候存在较大的困难,所以发展了硬式空中加油系统,硬式空中加油设备亦称“飞桁(Flying Boom)”式加油装置,它主要在加油机的尾部结构装有一具由两截可伸缩的刚性伸缩管所组成的加油桁杆与操作人员控制舱,其结构与机尾结构合而为一,在控制舱的操作人员是在机上趴着操作的。加油桁杆平时为收起状态,进行空中加油作业时将其伸出。在加油桁杆的中间装有V形操作面,后缘间的夹角约 130 度左右,V形操作面的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。例如美国KC-135加油机上的飞桁式空中加油设备,其内管的伸缩距离为 6 米,上下活动范围各为 54 度角,横向活动范围为 34 度角,并且由专职的加油操作人员进行操作。 硬式加油设备的优点就是输油速度快,可达到6000升/分钟左右,因为是使用刚性杆,所以对空气乱流不大敏感,并有衔接操纵方便等优点,特别适合给大型作战飞机特别是轰炸机、运输机这样的飞机进行加油,另外受油机的构造比较简单,只需要在机体的适合部件增加一个受油口即可,对飞机的阻力和RCS影响较小。其缺点是,空中加油机构造比较复杂、昂贵,只适合大型飞机改装,不适合较小的作战飞机,并且一次只能给一架战机加油,通用性差,需要有受过专业训练的加油操作员。所以我们看到目前大规模装备硬式空中加油系统只有美国空军,即使是美国海军也使用软式空中加油系统,因此就出现过美国空军和海军联合作战的时候,空军的空中加油机不能给海军的飞机加油的情况,所以美国为硬式空中加油机发展了一个软式空中加油套件,可以临时改装为海军的作战飞机进行空中加油,进入90年代以后,又为KC-135等硬式空中加油飞机加装软式空中加油吊舱,变成了硬/软综合的空中加油飞机,进一步提高了空中加油机队的灵活运用能力。



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使用硬式空中加油系统的F-35,可见硬式空中加油系统对于飞机隐身影响较小



硬式加油系统使歼20战力倍增

大型飞机,尤其是隐身大型飞机,硬式空中加油系统优势明显


我国空中加油技术起步较迟,上世纪80年代中后期,中央军委决心改善南线态势,发展我国空中加油机被提上日程,受油机决定选择当时最先进的国产歼击机-歼8B,发展歼-8D型空中受油机,考虑到歼-8D的低速操纵性不足,所以空中加油机选择了国产轰-6轰炸机,该机在轰-6的基础上,取掉了弹舱及挂载机构,改装硬式航空油箱,根据海外资料,改进后的轰油-6飞机最大载油量35吨左右,最多可以为受油提供17吨左右的燃油,同时换装了惯性导航系统、战术空中导航系统及航姿系统,同时对通信、灯光等系统也进行了相应的改进,最重要的是在两翼末端增装备了国产BDC-1软式空中加油吊舱,BDC-1空中加油吊舱由国航空附件研究所BDC-1的空中加油吊仓为外挂式,软管末端有一加油锥套,吊仓内有一个软管绞盘和配套的电子设备,吊仓前端有两个风扇。系统总长为4米,软管外伸长度接近15米,最大加油量达到每分钟1500升。



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我国空军的轰油-6空中加油机,战术技术指标较低



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我国空军空中加油机配套的RDC-1空中加油吊舱和结构图


我国轰油-6飞机从上世纪80年代末开始研制,1991年进行了我国首次空中加油试验,并取得成功,1997年我国空军第一支空中加油机部队正式成立,并在1999年的国庆阅兵中首次公开亮相,受到世界的瞩目,根据相关资料,可以将我国歼-8D的作战半径延伸一倍左右,即由原来的800公里增加到1500公里以上,可以覆盖我国南海大部分地区,标志着我国空军远程作战能力发生了质的飞跃。不过不过随着国产歼-10、苏-30MKK等第三代作战飞机的服役,轰油-6的载油量低的缺点就开始暴露出来,国外一些先进的空中加油机如KC-135、伊尔-78的载油量在90吨左右,而KC-10更是超过150吨,轰油-6只相当于这些飞机的1/3-1/5,以于载油量较大的三代作战飞机来说,着实偏低。所以我国在本世纪初又引进了伊尔-78空中加油机,不过因为价格及俄方的生产能力问题,迟迟没有交付,影响了我国空军空中加油能力的发展。



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伊尔-78空中加油迟迟不能到货,影响了我国空军远程作战能力


为了避免在空中加油机及预警机等关键机型上受制于人,我国在本世纪启动了大型军用运输机的研制,并列入国家重大专项,根据相关资料我国大型军用运输机以伊尔-76为蓝本,通过对气动、发动机、航空电子、货舱等系统进行改进,。性能较之原型机有了较大的提高,为国产空中加油提供较好的原准机,以伊尔-78空中加油机为基准,未来我国大型空中加油机的载油量可以达到或者超过100吨,输油量可以超过80吨,达到世界先进的水平,可以大大提高我国空军的远程作战能力。与新型空中加油机相配套,我国同时进行了第二代空中加油系统的研制,根据有关资料介绍,我国第二代空中加油系统采用的就是硬式空中方式,并且改装了一架图-204硬式空中加油机试验机,标志着我国成为继美国和法国之后,第三个掌握这种空中加油方式的国家,实际上对于这种说法,外界包括笔者一直保留态度,毕竟硬式空中加油系统比软式空中加油系统要复杂的多,硬式空中加油系统设计的难度,特别是控制系统的设计难度决不亚于一架飞机 因为硬式空中加油系统的控制律不但与选定的背景加油机自身的气流场有关,还与受油机的气流干扰影响等有关,特别是大型加油机,需要通过大量的理论研究、计算、试验及人在回路的仿真等,才能最终形成最终的空中加油系统方案,同时还要进行大型飞机的改装,试验,最终才能交付部队使用,而歼-20的背部标志则清楚无误的告诉我们,我国第二代空中加油系统就是硬式空中加油系统,如果笔者推测非虚,那么我国空军将是继美国空军之后,第二个装备硬式空中加油的空军,法国虽然也研制相关系统,不过考虑到造价等原因,法国空军还是继续使用软式空中加油系统。



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歼-20具备较高的隐身能力,需要硬式空中加油系统

我国空军为什么知难而上,选择硬式空中加油系统,笔者认为其中最重要的原因可能就是硬式空中加油系统对于隐身飞机的影响较小,前面说过软式空中加油系统需要外露的空中加油探头,这个探头会显著增大飞机的RCS,即使是采用伸缩式空中加油探头,那么也需要在机体表面开口,同时探头的收放系统也增加了相关系统的体积和重量,特别是如果探头出现故障,无法收回,那么隐身飞机就不得不退出战斗机,对于战斗的影响就比较大,而硬式空中加油系统的受油机则要简单的多,只需要增加一个受油插座和对燃油管路进行简单的更改,就可较容易地将其改为空中受油机。改装投资少,见效快,特别是受油插座与飞机外形蒙皮齐平,对战机的气动特性、重量特性以及隐身能力等整体性能影响小,同时还可节省受油机的机内空间,不存在软式空中加油系统存在的增加阻力、噪声及增加飞机RCS的问题,同时飞机的受油速度增快,使空中加油时间大大缩短,这样就减少了加/受油机遭受攻击的机率,提高了加/受油机的战场生存力,特别是对先进战机和大型受油机加油时,由于需要受油的油量较多,硬式加油的优势更明显,特别是硬式空中加油技术对受油机的机动性要求不高(受油机驾驶员只需将飞机定位在指定的位置,由加油机的加油员将加油管与受油机的受油插座对接,实施加油,并对加油过程进行全程控制),因而大批受油机驾驶员不必增加专门的受油飞行训练,易使部队尽快形成战斗力。从目前的发展趋势来看,我国空军作战飞机隐身化和大型化的发展非常明显,相应的由于攻防兼备战略的提出,我国空军的作战半径也越来越大,因此对于空中加油机的要求也越来越高,在这种情况下,硬式空中加油系统的优点就变得越来越突出。这应该是我国空军决定选择硬式空中加油系统的根本原因。



硬式加油系统使歼20战力倍增

硬式空中加油系统对于飞机和飞行员要求较低

我国幅员辽阔,同时一些预定战场也远离祖国大陆,由于现代作战飞机的造价日益昂贵,空军规模却在持续的下降之中,在这种情况下,特别是需要作战飞机具备远程机动作战能力,所以对于空中加油系统的要求更迫切,而硬式空中加油系统的装备将会显著的提高我国空军的远程作战能力。





硬式加油系统使歼20战力倍增

有消息说我国图-204货机已经被改装为硬式空中加油的试验机



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硬式空中加油系统的操纵员正在调整加油杆的位置


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加油机和加油杆对接

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