美國空軍下一代加油機項目

張洋

美國洛馬公司目前正瞄準美國空軍下一代加油機（KC-Z）項目需求，發展采用混合翼身（HWB）布局的短距起降、具有低信號特征的未來加油機方案。洛馬公司相信，這種方案能夠滿足美國空軍關于KC-Z應具備高燃油效率、短距起降能力和更高生存力的預想。

右圖為洛馬公司采用HWB布局的戰略運輸機設想，它是洛馬公司在美國空軍研究實驗室（AFRL）的“高能量效率的革命性布局”（RCEE）項目中發展的。該機除采用具有很高空氣動力效率的布局之外，還擬配裝超高涵道比渦扇發動機，可運載美國空軍當前使用C-5戰略運輸機才能運送的超大型貨物，并且耗油率比C-17戰略戰術運輸機可降低多達70%。2016年2月，該布局4%的縮比模型在美國航空航天局蘭利研究中心的國家跨音速風洞中進行了風洞試驗；按原定計劃，2016年秋季將完成有人駕駛的HWB演示驗證機的研究工作。RCEE項目將在2017年結束，但美國航空航天局（NASA）已將HWB布局驗證機與波音公司的“翼身融合體”（BWB）布局驗證機視為其下一個X飛機的競爭方案。

此前，美國空軍空中機動司令部司令官指出：隨著諸如俄羅斯、中國這樣的對手們發展針對美國空軍穿透飛機的先進防空能力，2035年以后加油機將日益變得脆弱，他正推動一項關于KC-Z的研究工作，該機與今天基于商用飛機平臺的KC-10、KC-135和KC-46加油機可能有很大不同。洛馬公司先進機動領域首席工程師則估計，未來加油機將需要能夠在距離威脅250～500英里（402～805千米）處運用，這在現代地空導彈的射程范圍外，不過仍在敵雷達探測距離和空射導彈射程范圍內。因此，一方面未來戰場需要具有更低信號特征的加油機，故不能采用以往商用飛機派生發展的途徑；另一方面這種未來加油機又不需要像F-35或F-22戰斗機那樣隱身。

從洛馬公司基于HWB布局運輸機改裝的空中加油機設想圖（題圖）看，該機利用翼下吊艙實現雙點伸縮套管（硬式）加油，并且在外翼段和翼身融合體部分均安裝了結構整體油箱，在運載艙中也安裝了燃油箱。該圖僅反應了較為簡單的由運輸機改裝加油機的思路，而本次洛馬公司透露的設計已有較大不同。洛馬公司正在深化研究HWB布局運輸機概念，它采用翼身融合的前機體來提高氣動和結構效率，采用傳統的后機身和T形尾翼來便利裝載和空投。不過洛馬公司先進機動領域首席工程師表示，下一代加油機方案可能在此基礎上改用H形尾翼布局，這樣與純翼身融合布局（如B-2）或V形尾翼布局（如F-117）相比，將可提供更穩健的操穩特性；為了降低雷達截面積，該方案可能也不采用翼上布置的發動機短艙，而改用嵌入式發動機布局。他說：“HWB布局運輸機的發動機布置在翼上，是因為這樣可使發動機遠離地面外來物；對于加油機來說，這個位置可使噴氣流高于飛機機體，這對于良好的加油環境是有利的。因此我認為，HWB布局加油機的發動機仍將布置在相似的位置。至于涵道里到底是2臺大型發動機還是4臺小一些的發動機，我們仍在研究確定”。

另外，考慮到技術應用和維護成本，洛馬公司仍在評估下一代加油機對隱身涂層的需求程度，并權衡諸如激光等先進防御性或進攻性對抗措施。加油機的易損性問題并不僅限于它的機體，加油行為本身也為敵方雷達提供了目標。洛馬公司表示自動加油技術將實現更快、更安全的加油操作——盡管伸縮套管的操作員仍然很難取消，但可將其工作重新定位為系統監控員，甚至也可由副駕駛員來作為加油過程監控員。

洛馬公司還計劃解決機場適應性這個老問題。他們正在推動未來加油機具備短距起降能力，其起飛和著陸所需空間只有KC-10或KC-135的一半。洛馬公司認為“如果整個地區只有10～15個機場可供起降，就限制了飛機使用的地點，如果加油機能在更小的地區性機場使用，就可在更多的地點布置加油機。”

為了設計短距起降加油機，洛馬公司的方案將基于其“快速敏捷”概念演示驗證專項計劃中發展的隱身、短距起降運輸機概念，該概念能夠將有效載荷直接投放到戰場。該專項用于支持美國陸軍和空軍聯合開展的戰區運輸機計劃，不過隨著美國陸軍“未來戰斗系統”項目的下馬，該計劃也在2012年終止。下一代加油機正在考慮集成這些技術。

目前，洛馬公司正與美國航空航天局確定一個超高效亞音速演示項目，該項目能在氣動、推進和結構集成方面為下一代加油機奠定基礎。