空中加油有多危險?

2021-02-14 航空製造網

作者:雕鴞 


2020年9月29日下午,美國加利福尼亞州人民正享受著難得的好天氣,天空中出現了一架瀕臨失控的大型飛機,和一架正高速墜地的戰鬥機。原來一架隸屬美國海軍陸戰隊航空兵的F-35B戰鬥機在與一架KC-130J加油機在空中加油訓練時,發生碰撞事故。F-35戰鬥機嚴重受損導致失控,飛行員不得不彈射逃生。而KC-130加油機的右翼兩臺引擎的葉片也全部損毀,左邊機翼油箱迅速漏油,還是靠著飛行員的精湛技術才勉強在一片農田中迫降。美國海軍陸戰隊航空站指揮官布雷特•範尼爾透露,目前F-35飛行員和KC-130的機組人員身體狀況良好,但價值1.2億美元的F-35B戰鬥機已經徹底損毀無法修復。


軟管加油中的F-35


眾所周知,能夠駕駛F-35B戰鬥機的飛行員,都是海軍陸戰隊航空兵中的佼佼者,其中不乏飛行教官甚至王牌飛行員。但是,面對空中加油,萬裡挑一的優秀飛行員加上最先進的F-35B戰鬥機,卻還是難以避免災難。那麼,空中加油究竟為什麼如此危險?


在此次事故中,很大一部分原因要歸咎到KC-130J加油機上,因為它採用了一種極危險的加油方式——軟管加油。這種加油方式的歷史很古老,在差不多一百年前的1923年6月27日,美國陸軍航空兵就通過兩架DH-4B雙翼機實現了兩架飛機間的軟管加油。


早期使用的重力作用軟管加油


軟管加油,在上世紀三十年代成為了第一種實用的空中加油方式。當然,二戰和冷戰後,科技快速發展使得現在的軟管加油與百年前有很大不同,但它的許多本質並沒改變。美軍所使用的軟管-錐筒空中加油方式的原理非常簡單,就是通過翼下拋出一根帶有加油接頭的軟式加油管,而接頭前部則帶有整流罩、穩定傘、氣動控制面等裝置。這種加油方式最大的好處就是成本低,許多運輸機都能通過部分改造來獲得加油能力;同時它還無需專門的加油控制員,還能同時為兩到三架受油機加油,甚至可以為具備受油能力的直升機加油。軟管加油是世界上使用最廣泛的加油系統。然而,與這些優點相伴的,是巨大的潛在風險。


兩架戰機同時進行軟管加油對接


理論上來說,加油機能夠簡單地控制加油軟管,增加成功與受油機對接的機率,但實際上,受油機必須掌握高超的駕駛技巧、對接技巧以及密集編隊飛行技巧,才能準確地進行對接——如果對接速度過快,那麼軟管將會發生劇烈的橫向震動導致戰機受損,而對接速度太慢,又會導致無法加油或燃油洩漏。加油的過程中,受油機飛行員必須時刻保持飛機的穩定,如果在這時忽然遭遇不穩定氣流,後果將是災難性的——加油軟管上的錐筒和探針(加油接口部分)可能會撕裂戰機的表面,碎片可能會打碎駕駛艙蓋,甚至被吸入進氣道導致引擎故障。


加油套管的操作


曾在加拿大空軍服役的飛行員丹•高爾指出,軟管空中加油是目前世界上最危險的空中加油方式之一,想要熟練掌握空中加油技巧,需要長達6-10年的飛行訓練。他本人也足足用了8年的時間,才「成功掌握協調一架笨拙的加油機和一架靈活的戰鬥機的能力」。他還透露,在加拿大空軍的一次越洋飛行中,一架戰鬥機就是因為多次嘗試加油失敗,最終不得不在冰島提前降落——而這架戰機的飛行員是已經在空軍服役了15年。可以猜到的是,此次導致美軍F-35B墜毀的,很可能就是軟管加油。陸戰隊方面曾明確表示,事故發生在兩架飛機的加油過程中,F-35很可能是在加油過程中遭遇了氣流或其他原因的故障,導致與加油機失去協調,並被錐筒及其碎片擊打受損,最終變成了一堆昂貴的殘骸。有趣的是,曾有公司開發了更安全的軟管加油系統,讓軟管和錐套能夠靈活地伸縮,不會導致戰機受損,但不幸的是,這玩意只有美國空軍和法國空軍才有,至於陸戰隊,還是省省吧



看到這,許多人就得問了軟管這麼危險,那就沒有安全點的方法嗎?作為世界上折騰空中加油最久的美國人,自然不會一心只搞軟管加油。早在上世紀四十年代,那位將東京變成一片火海的柯蒂斯•李梅將軍就令波音公司開發出一種新型的加油系統,並要求它必須比軟管加油的效率更高,同時更加安全可靠。因為他的目的就是給大型戰略轟炸機提供更高效的空中加油,從而讓美軍的戰略轟炸能力更強大。在李梅將軍的堅持下,一種劃時代的空中加油方式誕生了,它就是硬管加油。它和軟管加油不同,其加油方式是通過一根帶有穩定小翼的剛性硬質伸縮加油套管,加上柔性萬向加油噴嘴來為戰鬥機和轟炸機進行加油。


進行硬管加油作業的KC-135加油機

硬管的加油速度更高,每分鐘燃油流量高達3800升。同時,這種加油方式需要一名專門的操作人員用於操作這根加油套管,受油機飛行員只需要保持飛行穩定即可成功對接,至少從飛行員角度來看,這種加油方式要友好多了。但是,硬管加油也有不足之處:首先,這種硬質加油管位於機身後部,每次只能給一架飛機加油;其次,它不具備給直升機加油的能力;再次,它也存在加油失敗的風險,受油機飛行不穩定仍然可能導致加油管受損,如果操作員處理不及時,還有可能損傷飛機本身。1966年,一架B-52轟炸機在西班牙附近的地中海沿岸與KC-135加油機進行硬管加油時發生意外事故,導致B-52和KC-135上的合計7名機組人員全部遇難。更嚴重的是,當時這架B-52還掛載了4枚氫彈,其中兩枚墜地破損導致核汙染,而還有一枚墜入地中海後失蹤,美軍花了超過兩個月的時間才把它撈了回來。


事實上,無論是軟管加油還是硬管加油,甚至是罕見的一對一機翼加油,都是極為危險的。美國空軍上尉斯科特•基德曾將空中加油形容為「在空中發生的危險的穿針引線」,他指出,空中加油就像是一根正在以數百英裡時速飛行的線,去穿一個同樣以數百英裡時速飛行的針眼,同時周邊還隨時可能有氣流刮過,可見空中加油的難度之巨。

就目前來看,軟管加油和硬管加油都各有其優勢,很難判斷未來是否會出現「一家獨霸」的現象,不過美軍已經在KC-10加油機上實驗了軟/硬管混合加油機制,讓一架加油機既能滿足同時為多架戰鬥機、直升機加油的需求,又能滿足為大型轟炸機快速加油的需求。


俄羅斯也使用軟管加油


截至目前,中國和俄羅斯等國一樣,還沒有獲得實用化的硬管加油技術,但已經取得了較大的進展。目前,中國還沒有對戰略轟炸機進行快速加油的需求,但隨著未來轟-20服役,可靠、高效的硬管加油技術將成為剛需。因此,在空中加油這一領域,中國仍然需要加快腳步跟上時代發展的進程。

來源:冷熱軍事史

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