全球軍武大賞 空中加油究竟難在哪？為甚麼連王牌飛行員都害怕，美軍對加油機飛行員的選拔有多嚴格

說起空中加油 大家可能覺得沒什麼難度 不就是從飛機上丟出一根輸油管 連接另一架飛機嗎 但實際上 空中加油技術要難得多 一旦操作不當 就有可能導致加油機和被加油的飛機一同墜毀 今天我們就來聊一聊空中加油究竟有多難 早在1923年6月27號 美國陸軍航空部隊就進行了人類歷史上的首次空中加油 參與實驗的是兩架DH-4B雙翼機 飛行員將飛機的速度放慢 只需人工丟下油管 另一架飛機的駕駛員 需要仔細避開螺旋槳並接住油管 並保持一定的距離飛行 即可完成空中加油 當時呢 空中加油技術的發展還處在初始階段 在軍事戰略上的優勢並不大 因此並未受到軍方重視 而是多用於延長商業運輸機航程以及增加飛機的滯空時間 二戰期間 飛機速度加快 而且以螺旋槳飛機為主 加油機伸出的輸油管 一旦被螺旋槳纏住 所面臨的危險就可想而知了 因此 空中加油技術便被拋棄了 陷入了發展停滯期 直到二戰結束後 噴氣式戰機取代螺旋槳戰機 空中加油技術才被普遍的應用於軍事領域 當時世界上的各軍事強國開始大力發展空中戰略打擊武器 而空中加油機作爲增大戰機航程 延長續航時間的關鍵利器 可以有效提升空軍遠程作戰能力 因此也得到了系統性發展 常見的空中加油裝置主要是有以下兩種 第一種就是軟管 追管式 主要呢 由一根22米到30米的軟管和一個追行漏斗組成 加油時 飛行員只需要將受郵機前端的受郵口插入追行漏斗內 即可實現空中加油 這也是如今各國最普遍的加油方式 優點呢 是飛機上不需要專門的加油員 而且一架加油機可以同時爲兩到三架飛機加油 但加油效率相對較低 由於軟管放出後受氣流影響大 對受郵機飛行員超密集編隊技術及空中對接技術的要求很高 而另一種呢 則是伸縮管式 即在加油機尾部安裝一個伸縮套管 套管的末端呢 有兩個對稱的短義 操縱員可以通過操縱短義 使套管在一定角度範圍內移動 當受郵機接近加油機尾部時 兩機相對位置保持不變 套管操縱員操縱短義 將套管伸進受郵機受郵口 這種加油方式受空中氣流影響相對較小 對接操作比軟式加油更爲方便 套管直徑較大 加油速度快 但一次呢 只能爲一架飛機加油 然而 即使經過將近100年的發展 空中加油的難度係數依舊很高 加油機和受郵機飛行高度 飛行速度以及飛行方向均需要達成一致 所處的環境狀況也需要相對安全穩定 而且對飛行員操作水平有極高要求 由於難度係數大 空中加油事故可謂是屢見不鮮 1966年 美軍的一架KC-135加油機在地中海沿岸爲B-52轟炸機進行硬式加油時 兩機發生碰撞事故 B-52轟炸機和KC-135加油機上的七名機組人員全部遇難 當時呢 這架B-52轟炸機還掛載了四枚輕彈 美軍是花費了兩個多月纔將其打撈起來 2018年8月 英國皇家空軍一架F-35B戰鬥機從美國南卡羅萊納州跨越大西洋飛回英國 在空中加油對接時 受油機探頭未能與加油機追行浮毛對接成功 浮毛呢 直接撞上了F-35B戰鬥機機體表面 導致戰機隱身塗層遭到嚴重破壞 2020年9月29號 美國海軍陸戰隊一架F-35B戰機 在與一架KC-130加油機進行空中加油訓練時發生碰撞 在加利福尼亞州東南部墜毀 KC-130加油機的右翼兩臺引擎葉片全部損毀 最終破降在一片農田中 該架F-35B戰機徹底損毀 無法修復 不過所幸啊 這次事故並未造成人員傷亡 既然空中加油如此困難 那麼要完成這項操作 究竟要經歷哪些步驟呢 1923年 美國聖地亞哥灣上空 兩架DH-4B飛機正在一前一後的飛行 前方的加油機在空中放出了一根10米多長的加油軟管 後方的飛行員則迅速爬出座艙 抓住前機釋放的油管 徒手完成了人類歷史上的首次空中加油 十多年後呢 英國人發明出了帶有配重的加油軟管 通過加油機和受油機兩根導索的牽引 將加油軟管拖入受油機 開創了軟式加油方式 不過 無論是人工拖拽還是空中掛鎖 油管與加油探頭的對接始終是航空設計師 持續攻關的技術難題 如何讓飛舞的軟管完成高空精準對接 各國航空設計師開始對管口不斷改進 起初呢 英國人在軟管末端增加了圓錐形套籠 既能提升軟管對接穩定性 又便於受油機的加油探頭準確的插入油管 而蘇聯人則另闢蹊徑 採用一間對一間加油 以減小飛機前後近距離飛行時不利氣流的影響 降低空中對接難度 不過 在萬米高空進行空中加油 要攻克以下三道技術難關 首先是響應關 如果將空中加油比作放風箏 那麼加油機必須拉緊軟管這根風箏線 控制軟管收放的腳盤 要根據兩架戰機的相對速度實時調整轉速 既要避免鬆弛的軟管在氣流的作用下產生邊甩情況 還要防止軟管拉力過大導致斷裂 爲了讓空中加油的軟管變得剛柔並濟 俄羅斯軍方在加油吊艙上增設了響應裝置 與收放裝置一體隨動 完美解決了這一問題 響應裝置利用風門中的隨動渦輪測量風速 通過機械傳動實時調整收放裝置的傳動比 巧妙的避開了電子控制的延遲性和低可靠性 實現了加油軟管的收放自如 其次呢 是拋放管 當加油軟管放出後不能正常回收 需要及時將軟管鬆脫拋放 避免意外撞擊事故 不少國家呢採用軟管切斷器 由人工啓動爆炸裝置驅動刀片切斷軟管 然而 爲了實現軟管的應急減斷 加油軟管放棄了可以增加強度的鋼絲編織層 只使用了尼龍編織層 軟管壽命受到影響 維護成本直線上升 因此 部分外國的航空公司選用了吊艙拋放裝置 整體拋放吊艙和軟管 無需剪斷軟管 也不用改變軟管材質 既保證了戰機安全 又能有效降低成本 最後是增壓管 爲高效進行輸油 空中加油吊艙通常設置有氣動油泵 由戰機螺旋槳帶動工作 在戰機飛行過程中 因爲氣動力一直存在 油泵全時工作造成故障多發 部件更換頻繁 爲了實現油泵加壓的科學高效 俄羅斯研發出了可關閉的寒道風扇式渦輪泵 通過內部活動追頭的前後調整 形成環形寒道 控制迎面氣流進入後 吹動渦輪轉動 帶動燃油泵對燃油進行增壓 在不進行加油任務時 渦輪不工作 吊艙維持在待命狀態 有效減少了渦輪泵的壽命消耗 如果要在萬米高空給一架F22戰機加滿油 大概需要多少時間 KC46加油機表示只需要三分鐘 身處在危機四伏的空中戰場 戰機加油時間越短 生存概率越高 軟式加油經過多輪升級 材料從尼龍到鋼絲再到複合材料 但許多技術瓶頸呢始終無法突破 面對實實在在的困難 不少國家科研機構開始研發了硬式加油系統 藉助鋼結構實現高壓加油 硬式加油呢 就是使用大口徑的固定伸縮管 將油料泵入受油機 使其快速達到滿油狀態 相比軟式加油 硬式加油方案更爲複雜 一般呢 需要在加油機尾部安裝一個由兩節鋼性伸縮管組成的加油橫杆 並增設操作人員控制艙 空中加油時 加油機伸出加油橫杆 待受油機接近時 由操作人員控制加油橫杆對準受油機加油孔 完成油管銜接 因此 硬式加油系統呢 也稱非橫式加油 歐洲最大的空中加油機空客A330MRTT就採用這種方式 受油機無需追逐搖擺的加油軟管 而是交由加油機操作人員完成對接 空客呢 還爲該機安裝了大功率增壓設備 輸油速度可達到每分鐘454升 輕鬆實現高效加油 不過 收益與風險往往並存了 在硬式加油作業流程中 飛行員和操作人員的配合被視爲最危險的一個環節 空中加油時 加油機上的操作人員需要通過操縱輸油管上的微型小翼 帶動加油橫杆伸長或回收 直到與受油管銜接 其中複雜的操作工序呢 不能有絲毫偏差 如果在連接過程中發生錯位 加油機則要重新更換輸油管 卡制的輸油管還會造成機毀人亡的嚴重事故 值得一提的是 各軍事強國還在硬式加油的平臺改裝中加強氣動分析 儘可能提升加油橫杆的操控穩定性 以美國空軍的KC46A空中加油機爲例 改裝波音767客機歷時八年之久 科研人員對加油機背景氣流場 受油機氣流乾擾 進行大量的仿真計算 形成了加油系統方案 並反覆進行改裝實驗 才最終通過了驗收 進入新世紀 越來越多軍事專家發現 即使武器裝備再先進 也需要人員來進行操作 加油機飛行員的熟練度也是空中加油能否成功的關鍵因素 根據美軍統計 如果想培養一名合格的加油機飛行員 至少需要進行5-6年的專業化訓練 並在數名加油機教官的指導下 通過加油對接考覈後 纔可以駕駛空中油車 如果想要更近一步成爲加油機機長 則是需要具備長達10年以上加油機飛行經驗 因此 培養一名優秀的加油機飛行員 不僅需要耗費大量的人力物力 還要花費漫長的時間 但隨着科技的發展 虛擬現實技術的成熟 各國軍方紛紛引入了模擬訓練系統 通常每名美軍飛行員需要經過六次飛行任務 就可以基本掌握空中的加油技術 而且空中加油機的信息化程度也隨着科技的發展逐步提高 催生出了無人加油機 美國波音公司就曾宣佈 計劃將mq25黃鮋魚建載無人加油機部署到福特號航母上 由此可見 無人加油機的出現將降低人工操作的風險 並對環境有更強的適應能力 未來 根據多樣化作戰任務的需要 或將衍生出智能化程度更高的無人加油平臺 總的來說 空中加油技術不僅增加了作戰飛機的航程 而且大大提高了飛機的生存能力 已經成爲了現代戰爭中的重要支援力量 使本不能完成的任務成爲可能 空中加油技術的運用改變了以往人們只從飛機的載油量航程來確定其執行任務種類的傳統觀念 使人們對空中加油機的支援作戰能力有了新的認識 空中加油技術將在未來的戰爭中發揮更爲重要的作用 對此 各位有什麼看法 歡迎在評論區留言討論 我是大兵 我們下期再見