空中加油技术有多难「有一辆车适合做什么生意」
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来源:解放军报
王明森 雷柱 李瑞
年初，据以色列国防部透露，以色列将购买2架由波音公司制造的KC-46A“飞马座”新一代空中加油机，以提升空军远程打击能力。
作为在飞行状态下为其他飞机补充燃油的特种飞机，空中加油机在现代战争中发挥着不可替代的作用，一直是各国空军竞相发展的主战装备之一。其在增加战机航程、续航时间和有效载重等方面的突出表现，赢得“空中力量倍增器”的美誉，并成为衡量一个国家远程空战能力的重要标志之一。
浪漫的“长空之吻”，背后需要精湛的驾驭操控，更需要精良的制造工艺。此前，以色列已与美国签订购买8架KC-46A空中加油机的军购合同，但由于波音公司在制造过程中“小问题”接连不断，交付日期一再后延。这也足以见得，制造空中加油机并非易事。
相比一般大型飞机，空中加油机既要有很大的载油量，又要有很高的经济性，空中加油技术方面难度则更大，这些都给空中加油机的制造提出了挑战。
“转身”升级：充满艰难的改装之路
目前，全球范围内已有不少国家装备了空中加油机，但大多依靠购买他国产品，能够自主制造空中加油机的国家少之又少。
作为现代空军武器装备中不可或缺的一员，空中加油机大多是由运输机、轰炸机乃至民航客机等改装而来。这对缺乏大型飞机研制技术的国家而言，无疑抬高了制造空中加油机的门槛。
拥有大型飞机并不代表能制造出空中加油机，如何实现这场高难度跨越，背后充满着各种技术挑战。
为满足加油机的特殊功能需求，一般需要对其原始平台重新进行结构调整。从内部结构看，主要是调整油箱和货舱的布局，以最大限度满足载油需求。从外部结构看，加油机还需要在机尾和机翼等位置安装相应的加油装置，实现与机身内油箱相连。
最初，各国发展加油机都是以轰炸机为主要平台。二战末期，美国对B-29轰炸机进行升级改装。将其作为加油机并投入实战。英国则以“胜利者”轰炸机为平台进行加油机改装。苏联早期加油机也是由图-16和米亚-4轰炸机起步。
由于这些飞机载荷有限，加上自身采用大耗油量涡喷发动机，难以提供较大的空中给油能力。发展更实用的空中加油机，急需一种载重能力更强、内部空间更大的改装平台。
成熟的大型客机以其巡航油耗较低、维护保障便利、多用途潜力出色等优势，很快成为西方国家改装空中加油机的全新选择。法国依靠多型号空客飞机，一跃成为空中加油机研发强国。
与轰炸机等大型军用飞机相比，民航客机改装加油机难度更大。民航客机在追求燃油经济性和远航性能的同时，不得不牺牲滑跑距离、机动性能、飞行速度适应范围、抗气流干扰能力和主体机构抗损伤能力等要素。在改装加油机的过程中，人们必须对这些性能进行合理改进，才能最终改装成功一款加油机。
此外，繁琐的改装工艺也是一大技术挑战。除了常规加装加油设备和油箱外，按照军标重新进行电路走线和改进通信设备等，也是一件不容小觑的“麻烦”事。据报道，法国空客公司在A330客机改装多用途空中加油机的过程中，大概需要安装16000种新部件和约450种新电气线束，以及6000个支架和1700个连接器。
事实上，加油机一旦经过改装“投身行伍”，还必须结合战场实际考虑自身配置。俄罗斯的伊尔78M-90A除采用更先进的机载设备和加油装置外，还专门加装了L370“维特伯斯克”机载主动防御系统，能有效应对来自红外和激光制导导弹的威胁。这些技术，无一不在加大一台先进空中加油机的制造难度。
“长空之吻”：暗藏惊险的浪漫之举
空中加油这项技术是何时出现的？
早在第一架飞机问世之初，人们就开始设想各种不落地的加油方式。
1923年，美国首次实现真正意义上的空中加油。美陆军一架单发动机DH-4B型飞机，在飞行中由另一架同型飞机以软管自流的方式进行了两次加油，从而揭开了空中加油史上新的篇章。当然，这个过程全程需要有人用双手捏住软管，操作难度等同一次“空中杂技”。
20世纪30年代，空中加油技术有了一定发展，美国、苏联等国家都研制出了相应的机载空中加油设备。第二次世界大战期间，空中加油技术开始用于实战。盟军许多轰炸机通过在大西洋上空进行空中加油，实现了对德国本土的远程奔袭。
目前，比较成熟并被广泛采用的空中加油技术主要有两种：软管-浮锚式加油方案和飞桁式加油方案(也称为硬式加油方案)。
软管-浮锚式加油方案由英国空中加油公司于20世纪40年代开发，是应用最为广泛的空中加油技术。采用该方式进行空中加油，受油机只需在机首或机翼前缘加装一根受油管即可，加油机的加油设备则由绞盘、一条软管和一个漏斗式浮锚组成。浮锚上装有机械自锁装置，当受油管伸进浮锚后，浮锚会自动锁紧受油管口，使之与输油软管相衔接，从而完成加油工作。
由于构造简单，便于拆装，一架大型加油机可安装数套软式加油设备，从而实现同时为多架战机加油，柔性的软管衔接也提高了加油机与受油机相对运动时的安全性。但软式加油的缺点也很突出：受气体紊流影响较大，衔接较为困难，对飞行员操作技术要求更高；输油软管承压能力有限，输油速度较慢，因此给大型军机加油时需要较长作业时间。
飞桁式加油方案相比软管-浮锚式加油方案要更复杂。一般需在加油机尾部安装一个由两截刚性伸缩管组成的加油桁杆，以及一个操作人员控制舱。空中加油时，加油机伸出加油桁杆，待受油机接近时，由控制舱操作人员控制加油桁杆对准受油机加油孔，从而有效完成油管衔接。
硬式加油可以采用增压设备提高输油速度，输油效率更高，设备稳定性和可控性也更好，受油机无须再去追逐晃动摇摆的加油软管，更容易对接成功。安装硬式加油设备的加油机一次只能给一架战机加油，并且需要有受过专业训练的加油操作员。
现代空中加油技术在加油速度、可靠性、加油量等方面有了较大进步，但加油的惊险程度与早期几乎不相上下。空中加油，一场看似华丽的“长空之吻”，背后依然暗藏着无数风险。
2018年，美国海军一架F18在加油过程中与KC-130J加油机相撞，导致两机坠毁，机组成员伤亡惨重。2019年，美国一架F35C在加油过程中与输油管剐蹭，导致受油管的锥套被破坏，零部件还被吸入了进气口，造成F35C发动机严重受损。
此外，空中加油机还涉及多项关键技术。例如，为实现空中加油过程中“对接后自动输油”“脱开自动断油”，加油浮锚和受油管的机械结构在设计上必须十分可靠。硬管加油的输油速度普遍高达4000多升/分钟，但研发难度大，仍是很多国家需要突破的难点。
光明前景：强能加身的“远航驿站”
走过百年历程，空中加油机技术已由单机加油发展到30-50架飞机间的编队加油，由昼间加油发展到夜间加油，由一般气象条件下的加油发展到复杂气象条件下的加油。随着各种新技术的不断应用，新一代空中加油机也必将成为各型战机更加可靠的“远航驿站”。
空中加油能力全方位增强。空中加油能力作为一项核心指标，一直以来是各国建造空中加油机的首要考虑。一方面，各国普遍选择运载量大的飞机作为新空中加油平台，以增强供油能力；另一方面，各国都在不断研发加油速率更高的加油系统，以提高加油效率。以空客公司研发的A330MRTT为例，该机同时拥有2型3个空中加油接口，其中软管加油器可以实现1590升/分钟加油作业，硬管加油器输油速度可达4540升/分钟，可以更好满足多个机型多种受油需求。
执行任务类型多领域拓展。空中加油机作为一个重要的支援保障平台，其经济集约性越来越受到重视。从KC-767和A330MRTT两款空中加油机来看，未来的空中加油机应具备执行多种任务的能力，兼顾对燃料、货物、兵员的运输需求。特别是当战略空运力量紧缺时，兼具空运能力的加油机可有效减轻空军战略运输机群的压力。此外，通过安装传感器、战术数据链、通信网关等设备，空中加油机还可具备预警机、电子战飞机的部分功能，成为网络化战场环境中一个信息节点，为友机提供信息支援。
信息化水平不断提高。机载设备高信息化已然是各国发展空中加油机的必然趋势。去年9月，国外某公司公布了新研发的LMXT加油机方案。方案显示，LMXT继承了空客A330MRTT的全自动吊杆系统空对空加油能力，应用了电传操作杆技术，且装备了基于联合全域指挥控制的开放架构系统。信息化、智能化不断提升，有利于更好完成作战任务，实现资源整合利用，还能实现加油机与广域战场空间其他作战单位的互联互通。
同时，空中加油机在防御性和隐身性方面的发展，也为其更好遂行加油任务提供了保障。
空中加油机一直以来都是敌方攻击的目标，因此，各国都在努力采取各种防护措施，以增强空中加油机自我保护能力。KC-46A加油机在制造时，便加装有雷达警告接收机和电磁脉冲防护、红外对抗设备，战场生存能力可见一斑。此外，通过对空中加油机机翼等外观的设计，并结合低可观察特征和伪装标记，也意在追求“隐身”效果而降低被攻击的概率。
