從特技飛行到自主加油

與各種作戰(zhàn)飛機(jī)相比，空中加油機(jī)并不受人注意。但許多航空專家認(rèn)為空中加油機(jī)的出現(xiàn)是航空史上的里程碑，稱它為“空戰(zhàn)倍增器”。而空中加油出現(xiàn)后的幾十年來，這種“飛行加油站”不斷成熟，在許多戰(zhàn)爭中創(chuàng)下了赫赫戰(zhàn)功，寫下了一篇篇傳奇故事。

特技飛行，加油機(jī)初具雛形

談到加油機(jī)的誕生，就要從一個叫亞歷山大·P·斯維斯基的俄羅斯人說起。作為俄羅斯帝國海軍的戰(zhàn)斗機(jī)飛行員，斯維斯基執(zhí)行了許多次飛行任務(wù)，而其中的一次飛行卻產(chǎn)生了巨大的影響。那是一次為轟炸機(jī)護(hù)航的任務(wù)，長時間的飛行使得斯維斯基無聊至極，出于玩笑，他從自己的開放式座艙中伸出手來，抓住了轟炸機(jī)拖曳的長長的無線電天線。而正是這一抓，激發(fā)了斯維斯基的靈感：如果所抓的不是電線而是能夠傳輸燃油的管子，那不是可以延續(xù)飛機(jī)的航程？而護(hù)航飛機(jī)不也就能夠護(hù)送轟炸機(jī)到達(dá)目標(biāo)并返回了嗎？

俄國十月革命后，斯維斯基被迫離開祖國，移民美國，并成為一名航空工程師。而他一直念念不忘那個空中加油機(jī)的設(shè)想。為此，他設(shè)計了一種空中加油的裝置，并取得了專利。隨后把它賣給了美國陸軍航空隊。1923年7月，在亞利桑那上空，一架DH－4型雙翼機(jī)使用斯維斯基的加油裝置為另一架DH－4飛機(jī)完成歷史上的第一次空中加油試驗。幾個月后，一架DH－4飛機(jī)在經(jīng)過四次空中加油后，完成了從蘇馬到圣地亞哥的飛行。在實施空中加油時，在前上方飛行的加油飛機(jī)上垂下一根10多米長的軟管，后面飛機(jī)的后座飛行員站起身來用手捉住飄曳不定的軟管，把它接在自己飛機(jī)的油箱上。在前后總共37小時的飛行中，兩架飛機(jī)互相共加注了678加侖汽油和潤滑油，其航程達(dá)到了DH－4飛機(jī)最大航程的4倍。1929年，空中加油又取得了巨大的成就。一架名為“問號”的C－2A飛機(jī)在新年伊始開始了挑戰(zhàn)飛行極限的航程。兩架道格拉斯C－1運輸機(jī)裝備了供空中授油的管道負(fù)責(zé)保障，“問號”從路易斯安娜起飛，途中飛越了著名的“玫瑰碗”體育場，并繼續(xù)飛行了6天，完成了這一壯舉。C－1飛機(jī)則為“問號”輸送了5600加侖的燃油和一些食物、工具及郵件。

雖然空中加油機(jī)的出現(xiàn)是航空史上一次偉大的革命，但那時空中加油過程全由人力操作，加油機(jī)高于受油機(jī)，靠高度差加油。這種加油方式如同空中特技飛行，很難普及應(yīng)用，空中加油機(jī)僅僅是初具雛形，離投入實用還有很大的差距。

軟硬兼施，加油機(jī)名副其實

加油機(jī)出現(xiàn)之后，當(dāng)時的軍事強國們迅速意識到這是一個極具軍事價值的發(fā)明，紛紛發(fā)展自己的加油機(jī)或加油技術(shù)。1933年，蘇聯(lián)一架TB－1式轟炸機(jī)采用A·H·扎帕諾萬內(nèi)研制的加油設(shè)備，成功地給一架P－5偵察機(jī)進(jìn)行了空中加油。1934年，美國也研制出了空中加油設(shè)備。在第二次世界大戰(zhàn)期間，空中加油技術(shù)開始用于實戰(zhàn)。戰(zhàn)爭中，美、英兩國的許多轟炸機(jī)在大西洋上空進(jìn)行空中加油，然后再對德國本土進(jìn)行遠(yuǎn)程奔襲。但那時的空中加油技術(shù)都不成熟，運用起來都不是很方便。直到英國飛行加油公司研制出了“拖管系統(tǒng)”，情況才有所改變。

拖管系統(tǒng)在20世紀(jì)20年代就開始應(yīng)用，但真正成熟卻是在二戰(zhàn)后期。該系統(tǒng)使用拖在加油機(jī)后面的拖管索和拖在受油機(jī)后面的連接索完成加油。受油機(jī)從加油機(jī)上方交叉飛過，使連接索末端的金屬爪抓住拖管索，然后受油機(jī)用絞盤將兩根索子都絞回來，解開連接索，用拖管索將軟管拉出加油機(jī)，再手工將軟管噴嘴裝到受油器插頭上并開始加油。雖然這種加油方式既笨拙又危險，但在當(dāng)時卻是實用。美國空軍將其運用到了KB－29加油機(jī)上。1949年2月，美國空軍的一架名為“幸運女郎Ⅱ”的B－50轟炸機(jī)，在裝有拖管系統(tǒng)的KB－29的幫助下，持續(xù)飛行94小時零1分鐘，完成了人類歷史上第一次不著陸環(huán)球一周飛行。

此后的幾年內(nèi)，許多的B－29、B－50和C－97飛機(jī)多次使用了這一系統(tǒng)。但是這一系統(tǒng)也暴露了它的缺點：只能在時速低于218公里的情況下使用，而且只能用于大型飛機(jī)而不能用于戰(zhàn)斗機(jī)。為此，英國空中加油公司又開發(fā)出了“軟管系統(tǒng)”（又稱“軟管－浮錨”加油系統(tǒng)）。采用此種方式進(jìn)行空中加油，受油機(jī)的設(shè)備非常簡單，只要在機(jī)首或機(jī)翼前緣裝一根固定的或可伸縮的受油管即可。而加油機(jī)的加油設(shè)備則由絞盤、一條22~30米長的軟管和一個漏斗式浮錨所組成。軟管則由絞盤控制放出和回收。浮錨呈漏斗狀，且重量輕，上面裝有機(jī)械自鎖機(jī)構(gòu)。當(dāng)受油管伸進(jìn)浮錨后，浮錨上的機(jī)構(gòu)自動鎖緊受油管口使之與輸油軟管相銜接，燃油便自動輸送至受油機(jī)。該系統(tǒng)證明更適于給戰(zhàn)斗機(jī)加油，于是由美國戰(zhàn)術(shù)空軍司令部加以改裝，使之成為其KB-29和KB-50加油機(jī)的制式裝備。

這一系統(tǒng)雖然更適用于小型飛機(jī)，但對大型飛機(jī)卻力有不足：一方面大型飛機(jī)很難將受油管插入浮錨，而且每分鐘僅能輸送250加侖燃油，按此速度，為一架B－52轟炸機(jī)加滿油就需要超過1個小時的時間。為了解決這一問題，美國波音飛機(jī)公司研發(fā)了“飛桁”式加油系統(tǒng)（又稱硬管加油系統(tǒng)），并于1949年12月投入使用。這一系統(tǒng)的加油裝置由一具加油桁桿（由兩截可伸縮的剛性伸縮管所組成）和操作人員控制艙組成。加油桁桿平時為收起狀態(tài)，進(jìn)行空中加油作業(yè)時將其伸出。在加油桁桿的中間裝有V形操作面，操縱它可使加油桁桿在一定范圍內(nèi)移動。在進(jìn)行空中加油作業(yè)時，加油機(jī)上的操作員通過信號指揮受油機(jī)接近已伸出的加油桁桿。當(dāng)兩機(jī)之間的距離很近時，相對位置保持不變，然后操縱V形操作面小翼，并通過加油桁桿的長短伸縮，到達(dá)適當(dāng)位置后使之與受油機(jī)上的受油管銜接。一旦兩者銜接好，加油桁桿便自動鎖定開始給受油機(jī)輸送燃油。

這一“軟”一“硬”的加油方式的出現(xiàn)，使得空中加油技術(shù)真正成熟起來。此后，這兩種加油方式一直分別或綜合運用在各種加油機(jī)上，開創(chuàng)了“空戰(zhàn)倍增器”的神話。現(xiàn)在最為先進(jìn)的KC－135、KC－10和伊爾－18空中加油機(jī)都綜合運用了這兩種加油方式，堪稱“萬能加油機(jī)”。

自主加油，加油機(jī)更進(jìn)一步

雖然現(xiàn)代加油技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是迄今為止，所有的空中加油都采用“人在回路中”的方式，加油的整個過程主要靠雙方機(jī)組人員協(xié)調(diào)一致完成，稍有差池就會釀成大禍。而且這種方式無法給無人機(jī)加油。為此，美國軍方認(rèn)為，新一代空中加油機(jī)應(yīng)當(dāng)集成自動化加油能力。

2006年8月，美國波音公司承擔(dān)的“自動空中加油”項目完成了系列試飛，成功地驗證了自主式空中加油技術(shù)。試飛所用的受油機(jī)是一架“利爾噴氣”（Learjet）公務(wù)機(jī)。試飛使用了一種特殊的飛行控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可使“利爾噴氣”在進(jìn)行空中加油時，自主地保持在接受空中加油所需要的位置，包括接觸位置（接受硬式空中加油的位置）、預(yù)備接觸位置（準(zhǔn)備接受硬式空中加油的位置）和觀察位置（由加油機(jī)乘員觀察受油機(jī)狀態(tài)，并批準(zhǔn)加油的位置）。其中在8月15日的試飛中，“利爾噴氣”首先由飛行員人工駕駛進(jìn)入KC-135R后方的接觸位置，然后飛行控制系統(tǒng)接管飛機(jī)，在這一相對位置保持了23分鐘之久，在此過程中它跟隨加油機(jī)完成了兩個完整的空中加油劃圈機(jī)動。

這一系統(tǒng)雖然尚處于實驗階段，離投入實用還為時尚遠(yuǎn)，但卻有著巨大的吸引力：無人化。該系統(tǒng)既可為無人機(jī)加油，也可能由無人機(jī)為其它航空平臺加油。相信在不遠(yuǎn)的將來，全新的無人加油機(jī)將投入戰(zhàn)場，同無人作戰(zhàn)飛機(jī)一起繼續(xù)創(chuàng)造空中加油機(jī)的傳奇。