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  2. 第3414期   20190307
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说说空中加油技术那些事

软式、硬式加油对照表

航空工业一飞院 李明哲

空中加油,顾名思义,就是在空中一架航空器给另一架或数架航空器加注燃油,使其航程加大、续航时间增长的技术。

前世今生

善攻者动于九天之上。1903年莱特兄弟发明飞机,短短十年后的第一次世界大战,飞机这一种全新的交通工具将空战这一更高维度的战争形式展现在了人类面前,仅仅是完成简单的侦查、轰炸任务,就可以给敌人带来巨大的心理震慑,同时,也有效帮助了己方夺取战争的主动权。

凡事有一利必有一弊。更高的高度带来居高临下优势的同时,也意味着在飞行过程中,必须不断有升力以平衡重力,这便要付出巨大的能量代价,更何况那时的能量转化率只有百分之二十。这就意味着飞机的飞行时间、飞行距离都会比较短,也极大限制了飞机的使用。于是,有人便提出了空中加油的方式,以延长飞机的飞行时间和距离。

大风起于青萍之末。1923年普通的一天,一位飞行员用手抓出了加油机伸出的软管,将软管插入油箱,开始加油,以这样一种近乎原始的方式开启了空中加油近百年的发展史。发展至今的空中加油技术早已以机器自动控制取代了人工作业,效率和安全性都已大大提高。

现代战争就是后勤战

现代战争从一定意义上说,就是打后勤,而空中加油机就是这一战略能力的坚强提供者。举个很简单的例子,拿破仑兵败滑铁卢,便是由于威灵顿公爵的援军先于格鲁希赶到,兵力压制导致溃败。空战亦是同理,现代空战中,飞机的出动架次率将是制约胜负的关键因素,出动架次率即在单位时间内可以持续出动的飞机数量。空中加油技术可以使战斗机无需返航, 空中加油之后即可返回战场,自然可以有效提高出动架次率,可以说是不折不扣的战力倍增器。

此外,空中加油机还是一个国家核心利益的坚强捍卫者。美国是世界上加油机保有量最多的国家,美国全球到达战略指出,其军事力量要求在24小时内投送到全球任何一个地点, 这其中加油机便起了很大的作用。长期以来能独立发展空中加油技术的国家主要是美国、英国以及俄罗斯,我们国家起步虽晚,却也在奋起直追。我们国家经济实力不断增强,全球化参与程度越来越高,有更多全球利益需要保护,而空中加油机使得战斗机、运输机全球到达成为可能,必将是未来我们国家全球利益的有力保障者。

“吃软不吃硬”or“吃硬不吃软”

常见的空中加油方式有两种,硬式加油和软式加油。

在软式加油中,加油机保持一定高度速度飞行,由加油吊舱释放软管, 待软管稳定后,手动控制插头与其对接,完成燃油传输。这听起来并不是很难,但大家小时候一定抓过飘在空中的蒲公英,眼看着就要抓住了,小拳头一纂,蒲公英却跑了。那是因为蒲公英的的花枝量很小,在攥紧拳头的过程中,带动了周围空气的运动,即便一点小小的扰动,都会让蒲公英随风飘舞。其实,软式加油的难度正在于此,由于软管质量较小,即便空气一点点的小扰动,或是受油机靠近都会改变其运动状态,这就好比我们穿针引线,坐着不动尚难一次成功,何况在空中穿针眼呢?

而硬式加油使用的设备是伸缩管, 由两根套在一起的刚性管构成。外管通过铰链机构和机腹连接,上面装有舵翼,用来控制伸缩管的姿态。内管能沿管轴伸缩。

加油过程中,受油机只需在加油机机腹后下方与加油机保持编队飞行即可。加油机上的操作员先控制伸缩管对准装在受油机顶部的受油插槽,再伸长内管插入插槽,完成对接。加油结束后,伸缩管断开连接并缩回,受油机减速飞离加油地点。

软式加油易受气流扰动,对接困难,硬式加油是刚性管,任尔东西南北风,我自岿然不动。刚性意味着对接以及加油过程,必须确保相对静止, 这要求极高的控制精度,否则稍有偏差,就会导致严重的后果,甚至机毁人亡。这也就是硬式加油研制要难于软式加油的原因。