讓戰機「滿血復活」!空中加油的那些事兒(上)

2021-12-28 大漠胡狼


本文作者:大兵


近日網傳:中國空軍新一代空中加油機運-20U現身臺海巡航,國產獨立自主的「空中力量倍增器」看來已裝備部隊並形成戰鬥力。

或許官方還沒有來得及上傳實時照片,目前關於該型機的報導配圖用的多是軍事愛好者CG的,其中關於這個「硬管加油」裝置很值得說道一下。

戰機巡航當然是在天上停留的時間越長效費比越高,現代測試表明:飛行員在準備充分(吃飽、睡足、帶上成人紙尿褲或者幾個空瓶子)的情況下連續執行8到10個小時的飛行任務不成問題。

▲美軍曾對B-2機組做過的極限測試結果是兩名飛行員在充分休息,任務期間輪流在座椅上打盹可持續飛行50個小時。

永遠別低估人類的創新精神,其實當最早的一批飛行員玩空中加油的時候,萊特兄弟中的弟弟——奧威爾·萊特還活的好好的呢。那是1921年的事兒,當時美國的一位特級飛行員威利斯·梅(或者用今天的眼光看叫空中雜技演員)在自己背上綁了一個4.7升的油罐,從一架雙翼機的下機翼爬到另一架雙翼機的上機翼上,完成了人類有記載的首次「空中加油」。

只能說希望這個叫威利斯·梅的傢伙幹這活的時候綁了安全帶。

萊特兄弟(左為弟弟奧維爾、右為哥哥威爾伯)發明飛機的時候恐怕也未曾想到航空技術的進步竟如此之快。

上世紀早期的美利堅大陸還是個富有創新精神的世界,空中加油技術的可行性很快引起了當時美國陸軍航空隊的注意。1923年,約翰·裡卡特中尉和洛威爾·史密斯中尉駕駛著一架DH-4B雙翼機,在另一架帶加油軟管的DH-4B支持下連續飛行了37個小時,總航程超過5100公裡;期間後座駕駛員洛威爾15次徒手接住DH-4B拋出的加油軟管,加油管上還幫著些吃喝用品,成功給飛機和兩位飛行員「續了命」。

由軍方所主導的首次空中加油試驗相對要正規的多,圖中箭頭所示為加油軟管回收時的牽引繩。

更誇張的事發生在1929年,當時為了驗證一架新型的福克C-2型客機到底能飛多久,兩架帶軟管的加油機輪番給其「續命」,直到整整飛了7天7夜福克的一臺發動機受不了熄火,才終於降落了。

再往後,這事兒就變得有點走火入魔了。在那個到天上飛一圈還被視作新鮮玩意兒、象徵冒險精神的年代,空中加油成了冒險家們挑戰不間斷飛行記錄的方式,最長的一次曾經有人吃、喝、拉、撒、睡在天上整整呆了647.5個小時,這除了證明你活得可真糙,已經沒有任何實際意義了。

美國民間很快把空中加油變成了一場挑戰賽,挑戰內容也從最初的持續飛行時間變成了飛行員比忍耐力。

比起美國人熱愛新鮮事物但瞎胡鬧的性格,英國人在這個問題上顯得嚴謹而富於理智的多。皇家空軍少校理察·阿徹利發明了更安全的空中加油方法:讓加油機拖帶一根末端系有配重的導索在空中平穩飛行,然後受油機也拖著同樣的一根導索呈一定角度從加油機的一側飛往另一側,使兩根導索在空中伴住,然後收油機就通過收回這兩跟導索從加油機那邊把軟管拖過來,完成空中加油。

聽著有點麻煩,但比起美國人的「空中雜耍」,這種方式的可操作性更強,為此英國人在1934年還成立了空中加油公司(FlightRefueling Limited,簡稱FRL),這項技術開始進入實用化。

雖然還是要靠機組人員手動加油,也確實比較麻煩,但英國人用導索牽引油管的辦法成功率已經很高了。

不過隨後戰爭的腳步打亂了進一步完善的計劃,不過想想看,要是空中加油技術在二戰前就能成熟的話,杜立特中校空襲東京也就不用兩艘航空母艦冒那麼大的險突入日本近海了,80名機組人員也可以不用跳傘棄機的安全抵達中國,或者根本就不用在中國準備機場,其戰術意義是毋庸置疑的。據說在二戰後期,德國空軍成功進行了He-111轟炸機利用機頭固定式的受油管進行空中加油的實驗,不過由於相關資料的遺失,此事已不可考。

至於杜立特他們轟炸東京的時候為什麼沒想到「空中加油」,估計還是不夠簡單便捷吧。

 

1949年,英國空中加油公司成功試驗了「軟管-浮錨式」加油裝置,一舉解決了空中加油對接麻煩的難題。相較於以前靠導索連接的方式,浮錨式直接在加油軟管一端連接了圓錐形套管,既保證了在空中的穩定性,又省去了麻煩;加油軟管是由一套絞盤收放的,受油機只需要改裝一個接頭對上圓錐形的加油管就完成了之前最麻煩的部分。之所以這項技術在戰爭時期停歇,戰後卻迅速投入使用,除了早年的技術積累,也和早期噴氣式發動機油耗過大、第一代噴氣機普遍航程太短有關,更重要的是——再也不用擔心正前方的那個大螺旋槳會把加油軟管絞住,機毀人亡了!

注意:英國戰後第一代空中加油機的軟管絞盤是直接掛在機腹的,浮錨式套管也是不開縫的。

這張圖更清楚,套管設計成一個喇叭口主要還是擴大受油管的對接公差。

 

韓戰的時候,美軍見識到英國「軟管-浮錨式」空中加油設備的方便之後,立刻買來研究研究。在此基礎上,波音公司搞出一套「伸縮桁杆式」空中加油設備,也就是我們俗稱的「硬管加油」。

一架改裝了英國「軟管式」空中加油系統的美軍B-29轟炸機正在給英軍三架「坎培拉」轟炸機加油,注意翼尖加油吊艙的位置比後來制式KB-29空中加油機要更偏一點,可以判定這是最早的一款臨時改裝型號。

對比軟、硬兩種空中加油方式,前者的優點是對加油機和受油機的改裝工作量都比較小,但對受油機飛行員技術要求較高;後者正好相反,加油機需要開膛破肚鋪設管道和大件設備,受油機也要專門開個口子,但因為加油機上有專職的操作員而且伸縮套管有一定的活動範圍,受油機飛行員只要在規定的位置保持速度就可以了(並不比普通的編隊飛行難多少)。

軟管式加油吊艙只需大型飛機在外掛位置鋪設油路即可,如果載油量足夠多掛幾個也無妨。

 

需要指出的是,美國空軍傾向於搞硬管加油,也是有特殊時代背景的。1947年剛剛獨立出來的美國空軍,建軍的口號就是在空中「獨立戰鬥」,巴不得所有的戰鬥機和轟炸機在天上飛著不著陸,為此還認真研究過核動力飛機!硬管加油比軟管的輸油速度快好幾倍,而對受油機的操作要求較低,方便美軍的轟炸機掛滿核彈在全球上空遊蕩。

硬管式加油對受油機的操作難度要求較低,特別是適合笨重的轟炸機。

 

這是空軍的想法,但海軍就不行了,艦載機的體格限制裝不了龐大複雜的硬管,所以在一開始的選擇上海、空軍就分道揚鑣了。但事實上,美國空軍的加油機隊到今天都是軟、硬管並存的。道理很簡單:都是掛著星條旗的,空軍能只給自己的飛機加油不給海軍服務嗎?眼看著人家掉海裡?

現役美軍數量最多的KC-135空中加油機可以通過在加油管末端連接一根軟管給海軍的飛機加油,當然這要事先在地面裝好。

更先進的KC-10乾脆在機尾裝了單獨一套軟管,以備不時之需。

還別說,真有這樣的事。

1983年,美軍的一架F-4戰機隨編隊機群從本土往歐洲轉場,期間這架飛機的左發動機因故障空中停車,飛行員決定靠單發就近前往加拿大迫降,結果卻是F-4的右發動機也漏油了,過熱導致功率下降,把控制翼面的液壓系統還燒壞了——不斷的掉高度、還無法操控!這架F-4戰機的駕駛員亞歷山大幾乎快抓狂了,關鍵時刻,編隊隨行的KC-135加油機趕來救駕:以往都是受油機按加油機操作員的指令到規定位置上,這次是KC-135隨著幾乎失控下墜的F-4調整自己碩大的機身,得虧飛行員和「加油槍手」技術都夠過硬,居然成功的完成了不可控下的空中對接,硬是用加油杆拖著這架已經眼瞅著飛不到機場的F-4一路蹣跚而去。期間下墜的F-4還差點把KC-135的伸縮桁杆給拉斷了,加油機在遠低於安全操作高度的500米以下再次成功追上即將墜落的F-4,並又把它拉回到1800米的高度;就這樣斷斷續續的飛行了260公裡,直到抵達機場上空,「扶」著已無法操控的F-4對準了跑道,這位「空中奶媽」才鬆了手。

這麼一看,美國人的硬管加油還真的挺好使!

故障的F-4動力不足,機身明顯在下墜,要不是靠加油機這麼拖著,很快就會掉入大海。

返航後的加油機機組當之無愧的成為英雄。

美軍加油機組的過硬技術,完全是冷戰時代四處侵略生生給練出來的。無論是在航母上還是陸地的機場,加油機組在攻擊機群返航前在半道上空中接力已經漸漸成了常規操作,因為總有就差那幾十加侖油不夠飛回來的倒黴蛋,這時候空中加油已經不是給飛機「續命」了,而是救命啊。其中越戰時期美軍F-105戰鬥轟炸機就同時有軟、硬兩套受油裝置——你可以擊落我,但我絕不可能因為沒油掉下來!

艦載機編隊返航前「夥伴加油機」在空中待命已經是現代航母上的標準流程,就是以防飛行員多次掛不上阻攔索,燃料耗盡。

F-105戰鬥轟炸機算是一個「奇葩」,兩種受油接口它都有,這是有多怕半道上沒油啊!

 

1982年,馬島戰爭期間。雖然英、阿雙方的爭奪焦點是圍繞著馬爾維納斯群島展開,但對奔襲8000海裡到地球另一端作戰、卻只有兩艘垂直起降小航母的皇家海軍而言,阿軍主力是否從本土來援絕對是影響戰爭勝負的一個重要因素。為了威懾阿根廷政府,皇家空軍必須派出「火神」戰略轟炸機去襲擊阿根廷本土,把阿軍的主要防空力量訂在美洲大陸上。

馬島戰爭爆發之際正值大英帝國國力衰退,幾乎賭上了全部本錢的皇家海軍遠徵艦隊被精銳的阿根廷空軍炸得膽戰心驚,損失了數艘現代化戰艦。

這是一項史無前例的任務,最近的空軍基地離阿根廷首都布宜諾斯艾利斯直線距離足有6275公裡!兩架執行任務的「火神」(一個主攻、一個備份)需要整整11架「勝利者」加油機進行複雜的接力式空中加油才能往返這13000公裡的距離。

當時英國空軍現役的「火神」戰略轟炸機已經不多了。

作為「火神」前任的「勝利者」轟炸機更是已經老邁到退居二線,幹起了空中加油的髒活、累活。

所謂「接力式空中加油」簡單來說就是加油機還需要其他加油機來保障。

第一次任務就遭遇了狀況:本來接力加油順序中倒數第二的XL 189號「勝利者」,應該給最後的加油機輸送完燃料後返航,但受氣流影響,XL189的浮錨打斷了後者的受油管——它就不能在返航途中再補充哪怕一滴燃料了,只能用原本要給「火神」的燃料返航了。而惹了事XL189隻能把自己不多的燃料給了「火神」,並在突防轟炸期間保持無線電靜默,直到任務結束,「火神」安全脫離才能呼叫其他加油機來支援自己。

後來另一架從阿松森島上緊急趕來的「勝利者」幾乎是在XL189油表已經見零的時候給「續了命」,又給返航的「火神」最後空中加油一次,而自己油箱見底,還得等再來一架「勝利者」給它加了油才能返回基地。

——實在是太遠了!

「黑鹿」行動共進行了7次,成功達成了牽制阿軍主力的目的,但這哪是幾枚炸彈的功勞啊,純粹是在折麼空中加油機隊。

(未完待續)

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