关闭

帖子主题:傻瓜加油机

共 127 个阅读者 

  • 头像
  • 军衔:陆军列兵
  • 军号:9051354
  • 工分:2868
  • 本区职务:会员
左箭头-小图标

傻瓜加油机

空中加油技术在不影响作战飞机的有效战斗载荷的情况下能有效提高飞机的持续作战能力与航程,是大国强势空军的长距离空中军事行动的最基本保证 而第一次空中加油则出现在二十世纪的 20 年代,其方式是在加油机上装一条 15 米长的软管,软管的头部有一个可以快速开关的活门,在进行空中加油时,加油机放下软管从后上方慢慢掠过受油机,当受油机上的人抓住软管后就以手势表示衔接成功,然后将软管插入油箱,打开活门于是开始加油。然而自第一次空中加油出现之后二十多年的漫长时间,空中加油这项新技术竟乏人问津而“束之高阁”,直到二次世界大战结束以后喷气式固定翼航空器迅速发展,空中加油技术才“重获新生”。发展至今的空中加油技术早已不是早期以人工方式进行作业,目前发展比较成熟并被广泛采用的空中加油系统主要有两种,一种是软管-浮锚式加油系统,另一种是飞桁式加油系统。软管-浮锚式

软管式空中加油设备亦称为软管-浮锚式(Probe & Drogue)加油系统,是英国空中加油有限公司在继承前人经验的基础上所研发出来的,于 1949 年问世。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。

实际的加油过程是:在空中加油时,加油机内的操作人员将软管放出机外,软管下的黄褐色信号灯闪亮。受油机的飞行员收到准备妥当的信号后,便调整自己的航空器位置将受油管放入浮锚内,只要自锁机构锁紧完成衔接后,燃油便自动输送至受油机。由于受油机与加油机的速度差及高度差都有严格的规定,因此受油机飞行员的操纵动作必须十分稳定准确。若加油过程一切正常,黄褐色信号灯就会自动熄灭,若遇到紧急情形时红色警告灯就会闪亮,告诉受油机的飞行员进行位置调整。加油作业结束后受油机将减速,当加油机与受油机的速度差达到一定数值时,在张力作用下,输油软管和受油管就会自动脱离,燃油输送自动切断,然后受油机和加油机的距离和高度差逐渐拉大,受油机到达安全距离后再向另一侧滚转自加油作业编队脱离,而加油机就可继续给下一架战机加油或是回收加油软管。

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。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。缺点是对大气乱流相当敏感,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1 500升左右,因此给大型军机加油时需要较长的作业时间。目前美国海军与数国海空军军用航空器采用此种方式执行空军加油任务,操作机种有洛马公司的 S-3B、洛马公司的 KC-130、波音公司的 707-200。飞桁式

伸缩桁杆式空中加油设备亦称“飞桁(Flying Boom)”式加油装置,也称为硬式加油设备(与软管-浮锚式加油相对应),由美国波音(Boeing)飞机公司所研发成功,紧随在英国的软管式加油设备之后,于 1949 年 12 月开始使用。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。受油机欲加油时须参考加油机机腹之黄色参考线,及加油机操作员指示调整速度及位置。在进行空中加油作业时,加油机上的操作员通过信号指挥受油机接近已伸出的加油桁杆。当两机之间的距离很近时,相对位置保持不变,然后操纵V形操作面小翼,并通过加油桁杆的长短伸缩,到达适当位置后使之与受油机上的受油管衔接。由于有加油员的操作,所以使用飞桁式的空中加油设备时,受油机飞行员的操作相对于使用软管-浮锚式空中加油设备时要更容易些。一旦两者衔接好,加油桁杆便自动锁定开始给受油机输送燃油。加油作业完毕后的两机分离,可由飞行员控制,受油机的速度可放慢或是加油机的飞行速度提高,使加油桁杆自动开锁,燃油输送自动切断,两机于是自加油作业编队脱离。采用飞桁式加油设备,具有输油速度快,可达到每分钟 6,000 升左右,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。其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。目前美国空军军用航空器大部分采用此种方式执行空中加油任务,操作机种有波音公司的 KC-135E/R 与 KC-10。混合式

美国空军为波音公司的 KC-135 系列的加油桁杆尾端发展一套漏斗式浮锚加油软管改装套件,视任务性质(受油机受油系统)加装。波音公司的 KC-10 于设计时即考虑任务性质,于机尾加油桁结构处装置了两套管线。军用直升机空中加油是空中加油技术中难度最大的。这主要是由于直升机与固定翼飞机不同。固定翼飞机的空中加油主要因素考虑的是速度、高度和相对距离。但直升机要复杂得多。其中最难克服的就是直升机头顶那个巨大的主旋翼。固定翼飞机的加油口一般设置在机头或机背,但直升机却不行。头顶巨大的主旋翼造成直升机在空中加油时稍不留意就可能造成主旋翼与加油管的撞击造成机毁人亡。另外,直升机速度慢,这也是直升机空中加油的难点所在。目前直升机不落地的加油方法有两种。一种是旋停在空中放下受油管。然后由地面或舰面人员通过大功率油泵将油料从地面或舰面输送到直升机上。这种方法由于技术难度较低已经相当普及。在中国已经成为中国海军航空兵的舰载直升机很普通的日常演练科目。但这种方式只适用与海军舰载机。陆军航空兵的直升机一旦远距离出击,就不可能完全依靠地面设施。这就引出令一种方法,就是用空中加油机为直升机直接进行空中加油1992年,轰油-6加油机与歼-8D受油机完成了中国空军历史上的首次空中加油对接,使中国成为继美英俄法之后第5个独立掌握空中加油技术的国家;中国研制的RDC-1软式空中加油吊舱是中国航空设计研究院设计制造,具有自主知识产权的新型加油设备。该吊舱为外挂式,软管末端有一加油锥套,舱内有一个软管绞盘和配套的电子设备,吊舱前端有两个小型风扇带动发电机进行自主发电,不需要从母机上接电源或液压系统。整个吊舱总长为4米,软管外伸长度接近15米,最大加油量达到每分钟1500升。据报道,该吊舱在设计之初就采用了标准化的接口,可以与俄罗斯制式的受油接口直接对接。这样做有多种好处,第一是直接使用成熟技术,可降低研制风险。第二是可加快研制进度。第三是有现成的操作经验可借鉴。第四,也是最重要的一点是,具备与中国装备序列内的先进战机相对接的能力。作为中国第一代空中加油机,如果要真正实现中国空军"攻防兼备"的战略构想,轰油-6的一些固有缺陷就决定了其不会再有进一步的发展。首先,飞机本身的经济性差,有效载油量低,仅仅能够满足两架歼-8D战斗机的满载载油量,只相当于美国KC-135和俄罗斯伊尔-78加油机加油能力的三到四分之一。其次,轰油-6的尾部空气乱流较大,而且加油软管较短,大大增加了对接难度且降低了安全性。这就对对接飞行员的素质提出了更高的要求,同时也增大了出现事故的几率。最后,轰油-6是从轰炸机改进而来,机载设备落后,噪音大,可维护性低,舒适性差,飞行员极易疲劳,不适合长时间的空中作业。要真正解决轰油-6存在的以上问题,其难度几乎相当于重新研制一个新的机种。但轰油-6的出现,毕竟让中国空军走出了迈向战略空军的关键一步,同时也积累和培养了相关的制造使用人才,锻炼了维护训练部队。目前,中国新一代大型喷气式运输机的研制已经提上了议事日程,相信中国第二代的加油机必将随着新型运输机的研制而出现。

。即便如此对于中国空军的绝大多数飞行员来说,空中加油技术还是一项高难度的特技飞行。更不要说美式的夜间直升机加油技术了。那么有没有一种方法能使我们的飞行员人人都能够进行夜间复杂气相条件下的加油飞行呢?能否也象美军那样用大型螺旋桨飞机为直升机进行空中加油呢?答案是---有!当然这不是靠长时间的飞行锻练让我军飞行员的整体水平提高来达到的,这是同过纯技术手段的发展来完成的。就象“傻瓜相机”的出现使傻瓜也能通过相机的自动调整焦聚与光线来获得以往只有老练的摄影师才能拍出来的精彩照片一样,空中加油技术也可以傻瓜化!我们完全可以根据现有的技术才料基础造出人人都能轻松完成的空中加油装备--“傻瓜加油机”。众所周知空中加油飞行对加受油机的距离精度要求很高,两机在保持相对静止飞行的同时还要克服气流的扰动来完成加油头锥与受油探头之间厘米级精度的对接。这种要求着实不低也难怪那些菜鸟飞行员们在加油训练时首先得到的不是燃油而是一身冷汗。说白了这其中的最大难点就是加油头锥与受油探头之间的厘米精度对接。笔者在此抛砖引玉提出一些个人设想还请个位赐教与指正。既然傻瓜相机能够自动调整焦距与光线强度协助摄影者成像,那么加油头锥为什么不能变的聪明点自动寻找并与受油探头对接呢?要做到这一点就要使加油头锥傻瓜化智能化--也就是让加油头锥制导化。业内人士都知道目前的制导方式主要有;主/被动制导两大类而这其间又有红外/激光/雷达/电视/GPS/声导/线导/及尾流制导等等。而这其中又以红外制导〈红外制导是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现寻地制导的技术。红外制导技术是精确制导武器一个十分重要的技术手段,红外制导技术分为红外成像制导技术和红外非成像制导技术两大类。  〉与激光制导的精度最高。众红外所周知在末端制导精度方面没有比红外导引头更精确的制导方式了RIM--16拉姆导弹的命中精度通常只有几厘米(其制导部份移植毒刺便携防空导弹的红外/紫外双色导引头)另外激光制导的导引精度也很高--通常在一米左右.>。所以笔者在此提出以下设想;在导引头锥上装上制导组件,就象制导武器那样与受油探头进行制导对接。这样的傻瓜加油头锥由以下几部份组成;1常规加油组件头锥,这与一般加油头锥组成与功能一致,它是空中加油的最基本部件。2制导传感器系统,由激光制导照射接收器,白光电视摄像头与红外凝视成像阵列组成。这些组件主要用于对受油机及其受油探头的跟踪与搜索。在较远的距离上由加油机上工作人员用激光照射受油机的受油探头为激光制导系统提供目标指引。在近距离内由白光电视摄像头与红外凝视成像阵列提供精确目标对接图象。3机动控制系统,由十字形气动小翼面与冷空气矢量推力喷口组成,这其中十字形气动小翼面由电传系统来控制产生升力与机动力使加油头锥有动力接近受油探头,它的作用与激光制导炸弹上的气动翼面是一致的。而冷空气矢量推力喷口的作用则是在很近的距离内(小于一米)作气动微调,使加油头锥与受油探头完成最后对接。它的另外一个作用是在十字形气动小翼面失效或高精度微调时反应不灵敏时做为替补动力。作为矢量动力的冷空气由加油机上的进气漏斗提供,这个漏斗平时折叠于机内不产生气动阻力与能源消耗,只在进行加油作业时才打开吸入高速气流通过输油管供给冷空气矢量推力喷口完成对接后,中止气流供给。这一过程中用同一条管路进行输油供气。4磁性线圈,磁性线圈在加油头锥与受油探头上都有,它的作用是产生两个相反的异性性磁场使加受油它的作用是产生两个相反的异性性磁场使加受油机两个头锥通过磁场的对异性的相互吸引力自动对接,。这一过程可以在几十厘米的距离内发生作用从而完成自动对接。使双方的动作更加主动就象两个情人接吻一样!总之让加油头锥制导化傻瓜化的好处显而易见;一它可以使加油飞行变的简单易行,使所有的飞行员都能很好的完成这一过程从而极大地提高我国空军的远程持续作战能力。二;傻刮加油机的另一个好处是安全性很高,它可以使加油头锥放出去上百米远还能与受油探头精确对接从而避免在遭遇喘流情况下两机相撞的危险,这是普通加油飞行15米的间隔所不能达到的,而美国历使上的最大的加油空难事故一次竟然造成4杖核弹头坠落b!三;它的最后一个好处就是能轻松地为进行风筝式加油---就是能将加油头锥(依靠十字型小翼面的气动升力)放风筝式的向后上方放上去,或是水平拉直着样就可以为处于加油机后上方飞行的直升飞机加油,从而避免了与直升飞机的旋翼相撞的危险--在两机对接成功后直升飞机下降少许完成重力式加油。笔者在此选定激光与红外制导作为傻瓜加油的制导方式是有深层道理的;激光制导目前比较成熟而且造价低廉又能提供1米级别的制导精度还有测距功能,这就能弥补红外制导在夜间恶哦劣气象条件下精确成像但不能提供距离信息的缺点,而又不会象毫米波雷达制导那样产生电磁辐射造成目标暴露。十字形气动小翼面与冷空气矢量推力喷口两种机动动力方式既能使加油头锥大范围机动又能在厘米级的小空间内微调确保了其可靠性。在两机进入相对静止的加油飞行装态以后,傻瓜加油技术可以由电脑进行全自动控制放出加油头锥进行对接,也可以由加油机工作人员通过线缆进行人工半自动操作。总之空中加油技术通过高科技的支持还有很大的发展潜力--无论在效率还是精度上。《声明;从本文发表即日起所有类似的,为加油头锥受油探头安装制导组件进行制导式加油原理的空中加油技术未经笔者许可都将视为侵权行为》 -----------------------------------------------------------------------------

      打赏
      收藏文本
      1
      0
      2015/6/23 21:10:49

      我要发帖

      总页数11页 [共有1条记录] 分页:

      1
       对傻瓜加油机回复