空中加油站（上）

文/秦嘉政

同學(xué)們都知道，飛機(jī)的動(dòng)力來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)，而讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作，又需要燃油，所以在設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)，工程師要考慮讓飛機(jī)攜帶盡可能多的燃油。如果你見(jiàn)過(guò)飛機(jī)的內(nèi)部，就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多飛機(jī)里面除了必要的電子設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)、貨艙之外，剩下的內(nèi)部空間都塞滿了油箱，甚至連機(jī)翼里都是油箱，有的飛機(jī)還外掛副油箱。那么油箱的大小對(duì)飛機(jī)意味著什么呢？

一般而言，同樣結(jié)構(gòu)和大小的飛機(jī)，油箱越大，能裝的燃油越多，飛機(jī)就能飛得越遠(yuǎn)、越快?？墒窃俅蟮娘w機(jī)，所能攜帶的燃油量也是有限的，那么有什么好辦法能進(jìn)一步增加飛機(jī)的燃油量呢？你肯定會(huì)想到：把加油站“搬”到天上去不就可以了嗎——這就是“空中加油”這個(gè)思路的由來(lái)。

被視為“飛行雜技”的空中加油

◎通過(guò)鋼絲牽引軟管實(shí)現(xiàn)空中加油

1923 年6 月27 日，兩 架DB-4B 雙翼機(jī)進(jìn)行了一次別開(kāi)生面的表演，一架飛機(jī)伸出一根軟管，另一架飛機(jī)的飛行員在空中抓住這根軟管并連接到自己飛機(jī)的油箱上，兩架飛機(jī)之間開(kāi)始了燃油輸送，這是世界上第一次空中加油。當(dāng)年8 月，3 架DB-4B 創(chuàng)造了歷史紀(jì)錄，其中一架飛機(jī)通過(guò)添加另外兩架飛機(jī)傳輸來(lái)的燃油，在天空中飛行了37 個(gè)小時(shí)。

在20 世紀(jì)20 年代中期，借著世界航空熱，不少航空先驅(qū)都試著使用空中加油技術(shù)來(lái)挑戰(zhàn)最長(zhǎng)飛行時(shí)間紀(jì)錄。1929 年，美國(guó)航空隊(duì)創(chuàng)造了150 個(gè)小時(shí)的連續(xù)飛行紀(jì)錄。到了1935 年，無(wú)泄漏安全加油口被創(chuàng)造出來(lái)，提高了空中加油的安全性，由兩兄弟駕駛的“羅賓 J-1”型飛機(jī)，通過(guò)400 多次的空中加油，創(chuàng)造了連續(xù)飛行630 多個(gè)小時(shí)的紀(jì)錄！

盡管不少先驅(qū)一再刷新飛行時(shí)長(zhǎng)紀(jì)錄，空中加油對(duì)于商用航班和軍用飛機(jī)來(lái)說(shuō)依舊無(wú)法大規(guī)模使用。因?yàn)榇藭r(shí)的空中加油都是通過(guò)手動(dòng)操作的，對(duì)加油機(jī)和受油機(jī)的飛行員都有嚴(yán)格的要求，猶如進(jìn)行驚險(xiǎn)的“飛行雜技”，而且加油時(shí)燃油泄漏很可能造成相當(dāng)嚴(yán)重的事故，所以在二戰(zhàn)爆發(fā)前，空中加油技術(shù)也僅僅是少量應(yīng)用在跨大西洋飛行的民用機(jī)上。

二戰(zhàn)后的探針與錐套加油系統(tǒng)

在二戰(zhàn)期間，航空技術(shù)得到了極大的發(fā)展。二戰(zhàn)末期，戰(zhàn)略轟炸成為重要的戰(zhàn)爭(zhēng)手段，想要轟炸機(jī)和護(hù)航戰(zhàn)斗機(jī)飛到敵國(guó)境內(nèi)去完成任務(wù)，就需要飛機(jī)擁有更大的航程，依靠飛機(jī)自身攜帶燃油是難以滿足需求的。

二戰(zhàn)結(jié)束后，最早的核打擊仍然需要由轟炸機(jī)實(shí)現(xiàn)——駕駛戰(zhàn)略轟炸機(jī)進(jìn)行超遠(yuǎn)程飛行，直接從本國(guó)出發(fā)把核彈丟到敵國(guó)領(lǐng)土上。此時(shí)除了大力開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程轟炸機(jī)，例如B-52、TU-95 等，空中加油技術(shù)也得到了應(yīng)有的重視。

1949 年，英國(guó)開(kāi)發(fā)了探針與錐套加油系統(tǒng)，也被稱為軟管加油系統(tǒng)——加油機(jī)拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的軟管，軟管尾部有一個(gè)錐套，錐套就像羽毛球的尾翼一樣在空中起著穩(wěn)定加油管的作用，同時(shí)也像漏斗一樣起著引導(dǎo)探針進(jìn)入加油管的作用。早期的錐套是實(shí)心的鋼套，后來(lái)逐漸被替換為鏤空的復(fù)合材料。空中加油時(shí)，接收燃油的一方使用飛機(jī)上的針狀受油嘴，把它戳進(jìn)加油管的尾部錐套中，完成對(duì)接即可開(kāi)始加油。

◎ 英國(guó)空軍使用的探針與錐套加油系統(tǒng)

這是世界上目前使用最廣泛的空中加油系統(tǒng)，包括美國(guó)海軍航空兵在內(nèi)的世界上大部分具備空中加油能力的航空部隊(duì)都使用這種系統(tǒng)。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，研發(fā)難度較低，缺點(diǎn)則是加油速度慢。因?yàn)樘结樅湾F套對(duì)接難度大，所以整個(gè)流程的效率比較低。

大部分能夠進(jìn)行空中加油的飛機(jī)的駕駛艙附近都有一個(gè)支出來(lái)的桿子，那就是空中加油的管道。當(dāng)然，為了降低飛行阻力，最近幾年的新飛機(jī)在設(shè)計(jì)制造時(shí)大都把加油管做成可折疊的——用的時(shí)候伸出來(lái)，不用了再收回去。

◎殲-10戰(zhàn)斗機(jī)的空中加油管

長(zhǎng)了小翅膀的加油桿

美國(guó)空軍則單獨(dú)采用了另一種加油方式——飛桁式，也稱硬管加油。在20 世紀(jì)40 年代，美國(guó)空軍在試驗(yàn)了探針與錐套加油系統(tǒng)后對(duì)加油速度不甚滿意，要求波音公司開(kāi)發(fā)一種加油速度更快的空中加油設(shè)備。波音公司給出了使用可伸縮硬管的方案。這套加油系統(tǒng)需要一名單獨(dú)的人員進(jìn)行操控，通過(guò)飛行員和加油員兩個(gè)人配合來(lái)完成空中加油。

那么它是如何工作的呢？大家可能會(huì)發(fā)現(xiàn)很多美國(guó)空軍飛機(jī)的背部或者頭部會(huì)有一個(gè)奇特的圖案，像是一個(gè)“王”字,這個(gè)圖案就是加油口的指示標(biāo)。

加油員通過(guò)這個(gè)指示標(biāo)來(lái)判斷油管和加油口的相對(duì)位置，而被加油的飛機(jī)則通過(guò)加油機(jī)肚子上的指示燈來(lái)確定自己的相對(duì)位置。硬管加油方式不需要受油機(jī)去對(duì)接油管，只需要和飛機(jī)待在一個(gè)相對(duì)固定的位置，剩下的工作則交給加油員來(lái)完成。這種空中加油方式雖然復(fù)雜，而且一次只能給一架飛機(jī)加油，但是加油的速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于軟管加油的方式，同時(shí)對(duì)于受油機(jī)來(lái)說(shuō)，由于對(duì)接難度小，飛行員也比較輕松。

雖然對(duì)接難度小了，但是硬管加油對(duì)對(duì)接精度提出了更高的要求，制造硬管加油系統(tǒng)的難度也要比制造軟管加油系統(tǒng)的高得多。硬管加油的輸油嘴是球形的，因?yàn)樵賰?yōu)秀的飛行員也難以保證自身和加油機(jī)的相對(duì)位置完全固定，所以只有球形輸油嘴才能保證飛機(jī)在輕輕晃動(dòng)時(shí)不至于把油漏出來(lái)。這個(gè)球形輸油嘴對(duì)材料的加工制作技術(shù)和精度都有很高的要求。

◎KC-135的加油員正在進(jìn)行空中加油，你可以看見(jiàn)在加油桿的末端有一對(duì)小機(jī)翼，加油員通過(guò)操控這兩片小機(jī)翼來(lái)控制加油桿擺動(dòng)的方向，因?yàn)槊菜萍佑蜅U在依靠小機(jī)翼而飛，所以這種加油方式叫作飛桁式

◎運(yùn)輸機(jī)的空中加油口位置

◎KC-46的加油管特寫(xiě)，管子上花花綠綠的顏色是用來(lái)讓雙方確定加油管伸縮長(zhǎng)度的

硬管加油方式是在20 世紀(jì)40 年代末美國(guó)建立戰(zhàn)略空軍時(shí)提出來(lái)的。建立戰(zhàn)略空軍需要能夠進(jìn)行洲際飛行的大型運(yùn)輸機(jī)和轟炸機(jī)。這類飛機(jī)很笨重，如果使用探針與錐套的軟管加油系統(tǒng)，飛行員需要用細(xì)長(zhǎng)的加油管戳中在天上晃來(lái)晃去的錐套，這種操作非常困難；同時(shí)，軟管很細(xì)，加油時(shí)間很長(zhǎng)，這期間需要飛行員聚精會(huì)神維持飛機(jī)和加油機(jī)的相對(duì)穩(wěn)定，效率極低，所以美國(guó)空軍為了大型飛機(jī)的安全和方便，采用了硬管加油方式。

說(shuō)到這里，你是不是會(huì)想，明明是同一個(gè)國(guó)家，為什么美國(guó)海軍航空兵和美國(guó)空軍要使用兩種不同的空中加油方式呢？我們下期詳解。

◎給海軍F-18加油的空軍KC135加油機(jī)，可以明顯看到其額外安裝的一節(jié)軟管