战斗机采用硬管加油的优势有哪些?
硬管加油最大的好处是“快速”,它的输油管道较之软管更耐压,也不会像软管那样增压过头就会成为乱喷乱扭的水管,所以人们能通过硬管给战机快速加油,速度远比软管要快,甚至能超出2-3倍之多。
上图.使用软管加油的F35战机
不过,软管虽然慢,但它能“一拖N”同时加油,走不了速度就走量,其实也没比硬管加油技术差多少,而且直升机、战斗机这些都可以借用软管,将自己变成临时的加油机,硬管就做不到了。
除此以外以外硬管和软管之间就没有什么太多的性能差异了,只有一些细微的技术差别。
比如受油方式的改变,通常软管加油只需要加油机放下软管,然后保持匀速的运行即可,剩下的工作基本交给战斗机自己完成,飞行员需要保持与加油机一致的速度,然后尽力对准加油管的锥罩,将受油口准确的插进去。
上图.硬管加油的F-15战机
而硬管加油则不同,它将任务主导权交给了加油机,受油机需要接近并保持与加油机的等速,继而加油机的操作员会放出硬管,通过配套摄像头和舱门目视来主动对接受油战机的加油口,然后完成加油工作。
上图.软管加油的“大黄蜂”
一般来说,软管加油更加便宜和安全,软管被远远的拖在加油机身后,并不需要加油机去特意做什么,维持好高度、速度即可。即便出了问题,只要任意一架飞机加速减速,便能快速脱离受油状态,马上投入战斗。
上图.硬管加油的F35
但软管加油的缺点也很明显,最需要注意的是加油机产生的湍流,它容易让跟在加油机身后的战机发生颠簸及飞行困难,比较考验战机飞行员的技术。而且软管加油需要时刻关注风向变化,有时候紊乱的气流会导致出现不适合加油的困难。甚至软管还有“漏油糊脸”的风险,毕竟加油过程中并没有那么严丝合缝,受油管又在机头,所以发生燃油泄露糊上驾驶舱的事情并不稀奇。
上图.硬管加油的F-15
硬管加油技术相对复杂昂贵,但它不受任何气流影响,只要受油机和加油机能保持稳固的飞行姿态即可,而且硬管加油虽然看似两机距离近的发指,时刻有撞上的可能,但这种站位却避免了湍流区域,反倒让战机更加安全平稳。
总的来说,硬管加油比较为战斗机的设计着想,软管加油需要战斗机专门设计加油管和油路管线,有些还采用了专门的折叠设计,挤占了机头空间和整机重量。硬管加油完全没有这方面的问题,战机只需要通过受油口直接灌燃料即可,又因为加油口在背部,也不会发生“漏油糊脸”的问题。还有就是如上图A-10那样的情况,机内过于紧凑,安装软管受油实在太麻烦,干脆就开了个菊花脸。
因为这个脸上的受油口,A-10攻击机经受了无数次“破相”的痛苦,几乎所有的A-10都有不同程度的机鼻损坏——这全是硬管受油的锅,毕竟高空气流相当不稳定,一个闪失就会让战机毁容。据说A-10并非第一个苦主,F-22、F35都因为这个原因被搓了不少油漆,至于更早的F-15就干脆懒得说什么了。
实际上硬管加油主要就是美国空军在用,他们发展这项技术已经有半个多世纪,而美国海军却因为传统和便利性的考虑,更习惯使用各种软管加油,人们也不认为软管就不如硬管高大上,两种技术的应用差异并不大。
战斗机采用硬管加油的优势有哪些?
随着现代航空科技的发展,空中加油机成为了战场上必不可少的部分,在早前的英阿马岛战争、海湾战争中,以及近些年的科索沃战争、伊拉克战争和阿富汗战争,加油机都发挥了重要作用。在前几年的打击利比亚的军事行动中,美军甚至用大型加油机保障了B-2隐身轰炸机从美国本土起飞,在利比亚上空待机轰炸,持续24小时以上的超长续航时间的作战行动。目前的空中加油方式主要有软管加油和硬管加油两种,这两种不同的加油方式本身并无太多优劣,更加准确说法是各自有各自的优点和缺点,具体采用哪种加油方式,要根据自己空军的实际情况来确定。硬管加油系统由美国波音公司研发,上世纪四十年代末开始使用。硬管加油最大的优势在于燃油传输速率相当高,以美国KC-130为例,大约每分钟的传输速率为1000加仑,而KC-10则高达每分钟1200加仑左右。由于硬管加油使用的是加油桁杆,所以空气乱流对它的影响比较小。只要受油机能够平稳飞行,加油基本上都会成功。另外,这种加油系统还专门配备有一个操作控制舱,加油机操作员会小心操作V形小翼,控制桁杆平衡,然后与受油机对接,最后实施加油。但是硬管加油的劣势也是显而易见的,虽然它的燃油传输速率很高,可每次只能给一架飞机进行加油,通用性比较差。与给空中多架同时进行战斗的战斗机加油相比,硬管加油可能更加适合给大型飞机加油。因为一架仅具有硬管加油方式的加油机只会有一根硬式加油管,多架飞机需要加油时必须要排队等待。一旦这一根加油管出现问题,整个加油机也就失去了价值。除此之外,硬管加油的设备重量也比较大,而且研发制造难度也大。软管加油时,加油机的操作比较简单,只需要加油机放下软管,然后保持匀速的运行即可。剩下的工作基本交给战斗机自己完成,受油的战斗机飞行员需要始终保持与加油机一致的速度,精确地操纵飞机的姿态,然后尽力对准加油管的锥罩,将受油口准确的插进去。这是B-2的硬管式加油装置,太梦幻了。B-2隐身轰炸机号称是“全方向、全频谱”的隐身轰炸机,其中全频谱是指能够在多种波段雷达面前保持隐身能力,拥有宽频段的隐身能力。为了高度隐身,B-2轰炸机的设计细节全部围绕隐身性能来考虑。B-2轰炸机的硬杆式加油口盖也有复杂的隐身设计,就像是一个能够翻转闭合的插座。在动图中,可以看到B-2隐身轰炸机在脱离加油机时,机翼后缘内侧的升降副翼一直在上下摆动做姿态调整,同时机背的受油插座也在缓缓翻转180度闭合。为了打造一支完全意义上的战略空军,美军要求他们的轰炸机和预警机必须要能够长时间在空中待机,必须要迅速完成加油,显然只有硬管加油方式能够满足这一点。所以美军加油机是目前唯一具备硬管加油的,也并不说我们用不上,只是目前看来硬管加油这种比较适合给大型飞机加油的方式暂时用不上。将来需要打造远程战略空军的话,硬管加油可能是必不可少的。实际上,美国空军最开始使用的全部是软管加油。直到五十年代美军全体向核战争看齐以后,硬管加油才逐渐出现在美军中,最后也就搞出来了一个KC-135。给普通战斗机加油,可能软管更加适合一些,这一由英国空中加油有限公司研发出来的加油系统是目前最广泛的加油方式。软管加油的优缺点刚好是硬管加油的反面,主要优点是重量轻,而且结构简单,最主要的是一架加油机可以同时给多架受油机加油,可靠性相对比较高一些。但是软管加油的燃油传输速率很低,不过对于小型战斗机来说,这点并不完全算缺点。软管加油的实际操作难度大一些,因为它主要依靠受油机飞行员操作完成,只有当输油管自动锁紧之后才会开始加油。除此之外,再加上空中大气不稳定的因素,所以对飞行员的操作要求非常高。空中加油作为一项高难度课目,需要长时间训练才能够掌握。但同时也是高危课目,即使是有经验的飞行员,也要小心谨慎才能顺利完成。
战斗机采用硬管加油的优势有哪些?
要谈硬管加油的技术优势,就得从基本原理讲起。
软管加油的流程:
受油机进入加油机的航线,加油机放出加油管并保持直线飞行,受油机打开接油器,飞行员操作飞机,让接油器接入加油机的加油管的锥套(浮锚)中开始加油。
硬管加油的流程:
硬管加油机里坐着一个操作员,受油机会进入到加油机的航线然后把位置保持在受油位,也就是加油机6点钟方向偏下方的位置。
操作员的工作并不复杂,他要做的就是操作加油管的上面的2片翼面,让它对准受油机的接油器插进去。
红圈圈出来的这两片翼面,通过偏转这两片翼面来操作加油管。这要比让飞机在那上上下下容易的多,也快的多。
软管加油的过程中,绝大部分操作都由受油机的飞行员完成,而硬管加油,最难的那部分操作,也就是有加油管对接那部分,则是由加油机的操作员完成的。所以软管加油会需要大量的训练。
并且,数千米高的高空往往伴随着较高的风速,是地面的数倍,除非晴空万里的时候否则加油软管会随风飘飞,这个时候能做的就只有等待了。
对接好以后风速突然增大,扯断加油管糊一脸油这种事情也不少。
以上缺点对于战斗机来说可能也不是无法接受,但是对于大型飞机而言,非常困难,基本没有可行性。
这也是美国空军采用硬管式空中加油的根本原因。
作为一支完全意义上的战略空军,他们的轰炸机,预警机也要求空中加油的能力。这一点在海湾战争的美军行动中就有很好的体现,庞大的加油机队加上高效率的硬管加油,美军能够在战区保持大量的SC战斗机在空待机。(Scramble,为应付紧急事态而24小时待命的战斗机队)
除此之外,硬管加油还有一个很大的优势。
软管加油为了方便飞行员操作,都是把接油器安装在机头附近。
但是机头位置寸土寸金,这里要安装最重要的雷达,已经核心的航电设备,在这里安装接油器势必要挤占这些关键设备的空间。同时还要考虑一个问题:加油管安装在机头位置,会产生较大的风阻,可收放式占用的空间和重量就更大了。而固定式的飞起来始终有风阻,这个加油管还会影响整机的气动流场。
对于这个问题,美军的解决办法是可收放式受油器,而歼-10则是可拆卸式受油器,需要用的时候装上去,不需要的时候就拆下来。无论如何,对受油机的影响是不可避免了。
再来说说软管加油唯二的两个优点:
1,加油机设计方便改装方便。
一根油管,一个绞盘,一个浮锚,基本搞定。一个加油机可以安装好几套这样的设备。
2,承接前一点,软管加油的全套设备简单,且重量较轻,这一点对于舰载机而言尤其有利。
航母上可无法起飞什么大型飞机,舰载战斗机只需要简单的改装就能充当加油机使用。
3:直升机只能用软管。
直升机的空中加油比固定翼还要困难,毕竟一个螺旋桨把机身上方的大部分空间遮蔽了,也就只能用软管了。
基于以上特点,美军的做法就是空军用硬管,海军用软管,陆航用软管。
战斗机采用硬管加油的优势有哪些?
众所周知,空中加油是战机在紧张空战或者远程飞行时的关键一环,现代空军中不可缺少的一项技术。历史上人类战机第一次进行空中加油,要追溯到1921年。当时是由卫斯理-梅由一架飞机的机翼跳到另一架飞机的机翼上,为目标战机加油,而当时他只背着五加仑的汽油。
二战之后,空中加油已经非常普遍了。美国发展的还是挺快的,诞生了不少的优秀的空中加油机,这些加油机载油量比较大,载机可靠,大部分都是客机改装的。而目前的空中加油主要有两种类型:硬管加油系统和软管加油系统,硬管加油也被称为飞桁式加油,软管加油也被称为飞锚式加油。
硬管加油系统是由美国波音公司开发的,早在1949年12月就投入使用了。比如美军装备数量非常庞大的KC-135加油机,就采用了硬管加油系统。相对于软管加油系统,硬管加油系统的加油速度相对较高,最大传输速率是最高可以达到软管加油的两倍左右,硬式伸缩套管加油速度可达3360升每分钟。
这套加油系统在加油机的尾部装备了一具可伸缩的加油桁杆和操控舱。平时不使用时,加油桁会收起来。在需要为其它飞机进行加油时,加油桁就从加油机的尾部伸出。在加油桁的中间装有一个V形的小翼,用以控制加油桁杆在一定范围内进行移动,保持其相对平稳性。就拿KC-135加油机来说,其装备的加油桁杆伸缩范围为6米左右,上下活动的幅度为54度夹角,横向可以移动的幅度为34度夹角。
硬管加油系统的加油过程,主要是由加油机来完成,而不是受油机来完成。在进行空中加油时,受油机需要飞行到距离加油机较近的合适区域,并保持匀速飞行。此时,加油机上的操作人员操作加油桁杆来对准受油机的输油口。如果两机距离不大合适,此时加油机操作员会操纵加油桁的V形小翼,控制加油桁杆的伸缩,与受油机进行对接,在对接完成后,加油桁杆会锁定并开始进行加油动作。
硬管加油系统的硬杆使用刚性材料制造,受压能力更强,所以,在空中的加油速度非常快。就像KC-10A的硬杆加油系统,每分钟可以为战机加油4000升以上。但是,如果使用软管加油系统,每分钟最多能加到1500升左右。从这个数据对比上来看,硬管加油系统的加油速度可达软管加油系统的三倍左右,在加油效率上是十分可观的,所以更加适合运输机、预警机、战略轰炸机,重型战斗轰炸机等机型。
特别是美国,这些机型的需求比较高,大的比如C-5战略运输机,还有总统的专机空军一号,还有B-1B这类战略轰炸机,小到F-15E重型战斗机等。如果大胃口的军用飞机,加油速度慢的话,后面排队飞机还要等着,加油机停留的时间比较长,也会多耗费时间,耗费燃油。发生战争时期,空中加油过程也比较危险,一旦遭到攻击,加油机和受油机都遭殃,所以说用最短时间完成空中加油是最高效的。
由于硬管加油系统是直通形状,一旦加油桁杆锁定受油机加油口后,受到空中乱流的影响极小。硬式加油管由加油机控制,受油机基本上只需要稳定平飞,硬式加油管本身就是刚性结构,受外界影响小,软管加油比较飘,会有所摆动。对接也比较容易。因此,它可以快速进行加油。
不过,硬管加油系统的加油部件相对比较复杂,其加油桁杆需要专人操作,使用特定的一套系统。因此,一架加油机上只能装备一个加油桁杆,因此,这种加油方式一次只能为一架战机进行加油,在通用性方面相对较弱。而且由于冗余度较低,不允许进行伙伴加油,尤其是直升机和小型飞机,根本无法使用硬管加油系统。
战斗机采用硬管加油的优势有哪些?
目前空中加油方式主要采用硬管加油和软管加油两种模式,并不是说硬管就一定比软管加油好,两者各有各的优势,目前只有美国一架采用硬管加油模式,其他国家还是都采用软管加油。另外硬管加油的设备更为复杂,不可能完成伙伴加油模式,因此美国海军现在同样采用软管加油,下面我们具体分析两种加油模式的优劣势!
1、单机硬管加油速度上比软管效率高很多
因为硬管抗油压能力更强,软管油压太高会爆裂的关系,因此硬管可以采用高压加油,给单机加油的效率会更高,比如美国的KC-10加油机硬管加油速度高达4500升/分钟,而软管加油速度只有1500升/分钟,前者是后者的3倍。这样的加油速度对战斗机还不算很明显,一旦像B2、B52等大型战略轰炸机,或者其他大型运输机、特种飞机等,这些飞机的油箱非常巨大,采用硬管的加油效率高太多了。
2、硬管加油操作更简单
软管加油难度一直都非常大,加油机只管拖着软管飞,对接加油口全部由受油机飞行员完成。而且软管空中气流的影响下接口还是进行不规则摆动的,飞行员更多的就是用受油探头接近软管锥套,让摆动的软管锥套自己慢慢摆过来并完成对接,当然也有天赋异禀的飞行员直接飞上去就完成对接的,这种飞行员少之又少。刻意的去追求一次性对接往往就意味着加油失败,整个过程需要飞行员高度的集中,要控制好飞机的速度、距离、平衡,还要维持加油系统稳定,并一直保持到加油结束,整个过程非常消耗飞行员的精力,甚至加油失败的案列数不胜数。据海湾战争中的英国飞行员回忆,狂风战机在第一次执行任务过程中就有好几架战机没有完成加油而不得不返航。
而硬管加油操作流程就简单多了,受油机只需要按照加油机发出的无线电。灯光信号指示,靠近加油管并保持平稳飞行,其他的就全部交给加油机上的操作人员来完成操作就行了,硬管至少不会摆动,加油操作员通过目视或监控仪器,操纵加油杆插入受油机的加油口。加油杆上有两个小翼面控制舵,控制小翼就可以移动加油杆。对接成功后加油速度也很快,至于加油失败的案列基本没有。
3、硬管加油最大缺点就是多机效率低
硬管加油的单机效率是很高,但是一台加油机只能由1根硬管实施加油,也就只能给1架飞机加油了。如果是战机编队实施加油,这时候只能一架一架的依次加油,多机加油的效率很低,其他加完油的飞机也只能在边上伴飞等待。这在海湾战争中就表现得非常明显,而且硬管加油与欧洲软管加油不匹配,加油机整体运用效率降低了。
而短管加油则不同,他可以同时为3架战机同时加油,多机加油效率上反而更高一些。在海湾战争后,美国加油机也进行了改进,变成了中间1套硬管+2套软管的模式,这也就是吸取了海湾战争的经验。
4、硬管加油的设备更为复杂,成本也更高
硬管加油操作是由加油机操作员完成,因此这套控制设备也就更复杂一些,成本更高,维护也困难一些。也因为这些原因,硬管无法用于伙伴加油,软管可以用绞盘回收,这方面就要灵活多了。
总体来说,硬管和软管加油各有各的优点和缺点,并不能说明谁就更好,如果有战略轰炸机和大型运输机等需要执行空中加油的,建议用硬管加油更为合适,应为这种加油的效率会高很多。而世界上大多数国家还是选择了更为灵活的软管加油,说明这种模式更灵活,也更受欢迎!
战斗机采用硬管加油的优势有哪些?
表面上硬管加油系统优点就是加油快、受油机工作量小,缺点是加油机与受油机距离有点近、加油时有点危险。其实硬管加油更大的优点在受油机的结构、性能和维护成本上。软管加油的受油机空中加油一套系统加起来上百甚至几百公斤,受油探头埋在里面的结构复杂、增加的重量更多,这么小的飞机增加了这么多的重量,牺牲了飞机最大速度和航程,增加了维护成本和工作量。有的还破坏了飞机的气动外形,如歼10飞机,基本上是带着受油探管飞行的,飞行中有时还伴有难以忍受的啸叫声。而且加油机的加油软管用不了多少次就得换掉,使用成本也高。硬管加油就不同了,受油机只是在机背油箱上多开了个加油口而已,重量增加很少,结构也简单,气动外形也不受影响,性能指标也上去了。空中加油枪是大了点、重了点,但加油机这么大,增加一个加油硬管,对大飞机根本没什么影响。所以我认为搞不了硬管加油是技不如人,说软管加油好处多的是自我安慰。
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