2024年1月29日,中國人民解放軍空軍八一飛行表演隊7架殲-10C表演機從西北某機場起程,飛赴沙特阿拉伯首都利雅得參加于2月4日至8日舉行的第二屆沙特國際防務展并進行飛行表演。
據媒體報道,此次出訪加上國內飛行距離,總航程約7000公里,殲-10C在航行過程中采取轉場飛行,需要在至少一個國內機場和兩個國外機場進行轉場加油和休息。
與以往的轉場不同,這次中國空軍首次使用了運油-20進行空中加油伴隨保障。戰機編隊從國內起飛,跨越數個國家的領空和海域,中途不降落,直飛利雅得,首次實現一站遠程直飛跨越。正是因為有了空中加油技術,中國空軍才能以戰略空軍的雄姿展現在世界面前。
空中加油技術是一項具有戰略意義的新技術,因此世界各國都將其列為國家戰略。至今,能夠自主研制和掌握空中加油技術的國家僅有美、俄、英、法、中等為數不多的幾個國家。
由于歷史、技術等諸多原因,我國空中加油技術研究起步較晚。直到20世紀80年代末,才正式開始空中加油技術的研發,從而開啟了我國獨立自主、艱苦卓絕的研發之路。
1987年4月1日,聯合國授權中國在南沙群島選址建設全球聯測海洋觀測站。1988年8月,永暑礁海洋觀測站建成。中央軍委副秘書長劉華清作建站動員時說,這不是簡單地建一個觀測站的問題,而是以實際行動向全世界宣告:南沙是中國的固有領土,中國的領海主權和海洋權益不容侵犯。
中國軍隊要有效保衛這一主權和權益,必須解決海上制空權的問題,而解決制空權問題必須有堅實的空中力量給予支持。可是,當時中國空軍和海軍最先進的戰機作戰半徑最遠也只有800公里,而赤瓜礁距離最近的海南島陸地機場則有900公里。
如何扭轉這種被動局面?其路徑有三條:一是研制和改進殲擊機,二是同步研制加油機和受油機,三是建設前沿機場縮短空中飛行時間。
1988年3月,中央軍委召開了研制空中加油技術的專題匯報會。參加會議的人員主要有國防科工委副主任謝光、空軍副司令員林虎、海軍副司令員李景、航空工業部副部長王昂及有關機關負責人。會議聽取了航空工業部等有關單位的匯報,然后研究決定:一是立即改裝殲-8白天型,增加載油量,加大作戰半徑;二是同時研究空中加油技術,造出我們自己的加油機和受油機。
8月26日,由國防科工委組織的研制空中加油機和受油機工作會議在襄樊(今襄陽)舉行。在這次會議上,成立了空中加油工程五人領導小組,由副總參謀長何其宗、國防科工委副主任謝光、空軍副司令員林虎、海軍副司令員李景、航空航天工業部部長林宗棠組成。會議作出《自行研制中國的空中加油機和受油機的決定》。《決定》確定:用轟-6甲改為加油機,稱為轟油-6;自行研制空中加油吊艙;用殲-8Ⅱ型飛機改成空中受油機。要求立即上報戰術技術指標,進行方案論證,由西飛公司和沈飛公司分別負責加油機和受油機的研制。力爭3年,確保4年完成空中加油工程的研制任務。
全面啟動空中加油工程的研制是中央軍委的決策。在這次現場會上,何其宗副總參謀長強調:“空中加油工程,中央軍委領導非常重視,七八月份召開了兩次會議研究這個問題。(軍委)楊尚昆副主席專門批示要搞這個項目。這個項目一定要搞好,軍委曾想過到國外去買,或者租空中加油機、受油機,可這是戰略武器,這樣辦是不行的,只能自己搞。”國防科工委副主任謝光要求:“干得越快越好,要立足國內,爭取外援。”航空航天工業部副部長王昂表態說:“我是主管這個項目的,這項工作靠外國人是靠不住的,只能靠自己去摸索……我一定組織好。”
空中加油工程是一項具有戰略意義的政治任務,對于航空工業來說也是一項“通天”的任務。
1989年9月15日至16日,空中加油工程全面研制工作動員大會在北京召開。參加會議的人員及主要部門有中央軍委副秘書長劉華清,副總參謀長何其宗和裝備部副部長赫續昌,國防科工委副主任謝光,空軍副司令員林虎、副參謀長葛文墉,海軍裝備技術部部長鄭明、航空科研部部長徐甘泉等。與會的還有國家計委、機械電子工業部以及46個廠、所的有關領導和專家。
會議主要討論了健全工程總指揮系統、總設計師系統、總質量師系統和總會計師系統的機構和人選,討論修改了空中加油工程網絡圖。
接著會議宣布,空中加油工程總指揮系統和試飛總設計師系統正式成立。總指揮為航空航天工業部總工程師王昂。現場總指揮小組由三人組成:西飛集團公司副總經理富寶馨,負責加油機生產;沈飛集團公司總經理唐乾三,負責受油機生產;609所所長王復華,負責吊艙研制。試飛現場總指揮為試飛院院長戈平,負責定型試飛。總設計師系統由俞昌年、楊鳳田、趙承綬、呂懷斌、侯玉燕組成。
會上,空軍與航空航天工業部簽訂了《空中加油系統工程研制合同書》。航空航天工業部又分別與西飛、沈飛、601所、609所、試飛院5個單位簽訂了分合同。

最早的空中加油機和受油機僅限于戰術層面,但隨著科技的發展和加、受油機性能的不斷提高,這項技術已經上升到國家戰略層面。因此,它既是一個國家綜合實力的反映,同時也反映了一個國家捍衛國家領土、領空、領海主權的能力,以及遠程作戰能力。特別是進入21世紀后,世界各國基于各自的國家戰略需求競相發展空中加油機,從這個層面上看,發展空中加油機不僅是一項高新技術,而且還是一種國家戰略的延伸。
當時,我國空中加油技術還是一項空白。由于既沒有這方面的技術儲備,也沒有任何可供借鑒的資料,在這樣的基礎上啟動空中加油工程完全是白手起家。
天降大任,各任務單位負責人莊嚴領命,空中加油系統工程研制工作,在復雜的國際背景下,在沒有技術儲備、缺乏資金支持的條件下艱難起步。
空中加油技術有兩個載體:一個是空中加油機,一個是空中受油機。
空中加油工程立項之初,在既沒有加油機也沒有受油機,甚至連圖紙都沒有的情況下,空中加油工程五人小組就確立了“爭三保四”的目標。該工程從立項那天起,就直接進入“全程沖刺”狀態:為了加快研制,加油機、受油機、吊艙三項重大設計同時進行;為保證研制進度,加緊各項技術準備;為確保試驗節點,提前進行試飛員的技術培訓和試飛訓練準備……這些準備工作都必須趕在首飛前完成,并為后續試飛鑒定留下充足的時間。
研制加油機的一項關鍵技術是加油吊艙。雖然609所在20世紀70年代末開始探索空中加油吊艙技術研究,但由于缺少經費和試驗條件,再加上一些人缺乏戰略認知,使得這項探索性研究舉步維艱。到了20世紀80年代初,課題組的人員大都轉行,只剩下曹近齊等幾名科研人員仍在堅守。
慶幸的是,他們的堅守迎來了609所第二階段的預研,這一階段先后進行了吊艙地面原理樣機和主要部件及試驗臺的方案論證、設計、加工、調試。在研制過程中,609所燃油專業研究室負責人、技術人員和一線工人,克服諸多困難,自己動手搞設計,搞試驗。
609所突破了多項關鍵技術,完成了空中加油吊艙地面原理樣機的研制,實現了吊艙原理樣機軟管、錐管的放出與模擬受油機的對接加油、斷開及軟管、錐管的收回。這為之后正式啟動空中加油工程創造了有利條件。
1988年8月26日,由總參、空軍、海軍、國防科工委等相關單位的領導以及航空航天工業部部長林宗棠、總工程師王昂等領導參加,在609所召開了空中加油工程現場辦公會。這次會議決定成立由航空航天工業部領導直接參加的行政總指揮系統、總設計師系統、總質量師系統和各分系統組織領導機構,使空中加油這一所管預研項目變成全行業大協作的部管重點工程。
從部領導到各研究所、主機廠,層層立下軍令狀。林宗棠要求參研單位,“要以最大的政治熱情、最快的速度拿出空中加油機,要像抓‘兩彈’那樣抓‘兩機’(空中加油機、預警機)”。
609所領受任務后,立即召開動員會,成立吊艙研制領導小組,各部門都立下軍令狀,全力保證完成年底交付加油吊艙樣機任務。
隨后,全所投入緊張的科研之中,并匯集集體智慧,把前期的預研技術積累和最新的科技成果移植到空中加油吊艙上。采用數字計算機實施空中加油吊艙的程序控制;融入“容錯”設計思想,采用計算機控制和手動操作兩種加油方式,實現空中加油;全新設計葉片泵、馬達、恒力彈簧、軟管卷盤控制閥及松脫機構等。
在地面試驗階段,面對缺乏試驗設備的情況,采用土洋結合辦法,進行一系列地面模擬試驗,無論遇到多大挫折和困難,都堅持嚴謹的科學態度,反復探索試驗,不達目的決不罷休。經過艱苦努力,終于取得了“一次軟管收放成功”。
研制受油機是整個空中加油工程最關鍵的一個項目。601所在研制之初并不順利,以至于航空航天工業部主管空中加油工程的領導,要求更換具體負責該項目的兩位副總工程師。后經總設計師李明和顧誦芬建議,航空航天工業部下文,任命楊鳳田為受油機的型號總設計師。
楊鳳田擔任受油機研制的主帥,深知這副擔子的分量,強烈的使命感和責任感促使他帶領攻堅團隊去攻克一道道技術難關。
我國空中加油方式采用的是插頭-錐管式。加油設備安裝在加油機機身外的外掛加油吊艙內。其空中加油過程是:當加油機與受油機接到加油指令后,飛到加油空域。加油前,加油機將帶錐管的軟管放出,受油機飛入加油機后下方預對接位置,當飛行員看到對接信號時,操縱飛機緩慢加速使安裝在受油機上的插頭插入錐管加油插頭內并鎖緊,加油機和受油機保持同一速度,接通加油系統開始對受油機加油。加油完畢,通過加油機油量控制發出停止加油信號,停止加油后受油機減速,受油插頭與加油接頭脫開,受油機脫離,加受油過程完畢。
然而,楊鳳田與其團隊面對的是從未見過的技術難題。如何破解空中加油時加、受油機是否會相撞之謎?楊鳳田提出,先行模擬編隊試飛,以驗證編隊飛行的可行性,并探索編隊飛行的程序和訓練方法。重要的模擬編隊飛行證明了其可行性,并破解了避免加、受油機相撞的謎底。
如何確定受油探管設計參數,并破解受油探管對飛機的影響之謎,楊鳳田為此組織了一系列選型試驗。
為了確定受油探管的安裝位置和受油探管對飛機進氣道的影響,進行了受油插頭對進氣道影響試驗;為了測定受油機受油探管在不同狀態下作用在探管上的氣動載荷,并為計算探管強度、結構設計提供試驗數據,又進行了探管測力試驗;為了校核固定式受油裝置對受油飛機的縱橫向氣動特性的影響,校核平尾效率、方向舵效率,接著進行高速校核試驗;為了研究受油裝置對飛機縱橫向氣動力特性的影響,特別是對起飛著陸性能的影響,進行了低速風洞試驗。
受油探頭的布置是直接影響殲-8Ⅱ受油機作戰性能的關鍵。如何科學確定探頭的位置,更有利于觀察加油機編隊、確保加油對接和加油過程的易操作性,并確保加油過程中的飛行安全,這在試驗之前都是未解之謎。
為了爭取時間,楊鳳田根據工程經驗,創造性地提出在殲-8Ⅱ04架飛機上加裝固定式受油插頭進行領先試飛的設想,得到了現場指揮部總指揮唐乾三的支持,并制訂了受油探頭領先飛行的試驗計劃。
1989年12月16日,殲-8Ⅱ04架飛機首次領先試飛成功。首飛試飛員是空軍某試飛大隊一級飛行員李均田,首席指揮員是特級飛行指揮員王昂。
之后,受油探頭裝置的領先試飛經歷了大表速、大馬赫數、升限、復雜特技等課目的飛行,得到了設計方案可行的基本結論。在楊鳳田的運籌帷幄和攻堅團隊的拼搏努力下,空中加油技術之謎被一個個破解了。
經過沈飛公司和601所的共同努力,第一架殲-8Ⅱ受油機0305總裝工作于1990年10月勝利完成。隨后,轉入更加緊張的試飛準備階段。
1990年11月21日,沈飛總指揮唐乾三簽署了放飛的命令。上午10時許,隨著一顆綠色信號彈從塔臺升起,在飛行指揮員鹿鳴東的指揮下,首飛試飛員李均田駕駛著第一架殲-8Ⅱ0305受油機呼嘯升空,旋即在機場上空躍升、盤旋、通場……
18分鐘后,殲-8Ⅱ0305受油機平穩著陸,首飛成功。同時也標志著空中加油工程進入一個新的階段。
楊鳳田統攬全局,協調各參研單位加強協同,為盡快實現受油機和加油機的空中對接試飛加緊準備。
與此同時,空中加油吊艙的研制也在同步進行,并初步解決了存在的問題,具備了對接加油的首飛條件。西飛也傳來了好消息:轟油-6加油機研制成功,已在總裝廠下線,經過試滑檢測后達到首飛要求。
1991年6月2日上午10時,空中加油工程第一架轟油-6首席試飛員機組機長申長生、試飛員何德榮、第一領航員張元德、第二領航員李發祥、通信員喻先霞、加油員彭興無在一片歡呼聲中駕機升空,在閻良機場實現了加油機的首飛。當轟油-6飛機通過觀閱臺上空時,12顆信號彈齊射,在天空拉起一條壯麗的彩虹……申長生興奮地向地面指揮員報告:“飛機操穩性能良好,空中加油吊艙工作正常。”10時30分,飛機平穩著陸。
然而,在受油機和加油機相繼首飛成功后的定型試飛階段,卻出現了超乎想象的困難。參加定型試飛的殲-8Ⅱ0305、0306兩架飛機,歷時3年零22天,完成了空中受油技術的飛行、受油機的飛行性能、操穩特性和37項新成品設備的鑒定試飛和適應性試飛任務,共飛行338個起落、277小時50分鐘。在定型試飛期間,先后發生各類故障154項。
殲-8Ⅱ型受油機空中加油系統技術要求高,研制周期短,既沒有預研基礎,又沒有任何技術儲備。在現有的殲-8Ⅱ型02批飛機上改裝設計,給研制工作帶來很大困難。
于是,針對故障問題成立了聯合攻關組,逐一進行技術攻關,徹底解決了座艙噪聲、慣導“死機”等重大技術問題。
盡管受油機和加油機都先后成功實現首飛,但對于空軍和海軍來說這只是空中加油工程的一個起點。在第二次空中加油工程現場辦公會上,空軍副司令員林虎專門強調了領導小組對空中加油系統工程首飛的界定:“受油機首飛和加油機首飛不能代表空中加油系統工程的首飛;真正具有特色、能稱得上空中加油系統工程首飛的飛行,唯有實現空中對接加油。”
空中加油工程最關鍵的一步就是空中對接。由于空中加油對接具有極高的風險,稍有偏差或操作失誤就會釀成雙機相撞事故。因此,空中對接被稱為最危險的空中“接吻”。
按技術要求,空中加油對接時,是亞聲速的加油機在前,超聲速的受油機在后,以接近的速度在加油機后下方飛行,然后保持編隊并將受油插頭準確地插入加油吊艙拖曳的直徑30厘米的錐套中。這時兩架飛機要保持同航向、同速度,避免相撞,直到受油結束,才能脫離。這情形如同在飛行中穿針引線,操縱的難度可想而知。
面對重重困難,楊鳳田親臨現場,組織試飛員和科技人員反復進行超密集編隊飛行和空中對接試飛訓練,總結經驗,使試飛員逐步掌握了對接操縱技術,為真正的空中對接加油首飛打下了技術基礎。
空中加油工程任務的特殊性,決定了鑒定試飛和定型試飛從未有過的難度。這是中國試飛史上罕見的一個型號任務——沒有“總設計師單位”。按以往常規,新機定型任務的“總設計師單位”是由新機的設計單位擔任的。可是對于空中加油工程來說,加油機和受油機的設計分屬兩個單位,按空軍要求,必須實現空中對接才能真正稱得上空中加油系統工程的首飛。

那么,如此重要的“加油機和受油機雙機之間的配合及協調問題由誰負責”?在第一次總設計師系統會議上,試飛院副總設計師侯玉燕主動請纓。
經過雙機單位和試飛院的共同努力,加、受油機又完成了地面對接輸油功能聯合試驗,達到了對接加油首飛的技術狀態。
1991年11月17日至19日,航空航天工業部在閻良試飛院召開了加、受油機空中對接技術評審會。評審結果認為:加、受油機已經具備對接加油的首飛條件,飛行員有良好的飛行技術基礎。評審通過,可以進行對接加油試飛。
11月24日,加、受油機首次進行“干對接”(只對接不加油)。試飛的目的是熟悉對接加油技術,考核加油對接系統的工作可靠性和效能。
隨著指揮員一聲令下,加、受油機和指揮兼伴飛攝影飛機共3架飛機直沖藍天。
加油機首席試飛員申長生穩定操控飛機,受油機首席試飛員常慶賢駕駛飛機編隊進入預對接位置,操控受油機緩緩地向加油機靠近……
不料,之前訓練時一向穩定的加油傘套卻突然不規則飄動起來。常慶賢心里默念要領:看好吊艙,控制速度差,穩定對接。由于加油傘套飄動幅度很大,連續5次對接都未能成功。反復進入使得兩機速度差出現了波動,受油機直向加油機機翼下的吊艙沖去,飄移擺動的加油軟管直接威脅著飛機安全,相撞就在瞬間。常慶賢沒有絲毫猶豫,以超人的膽識迅速拉桿,受油機從加油機的側后方急速躍起,迅疾從機翼上面沖過……贏得了寶貴的1秒鐘,從而避免了兩機相撞的重大事故。
從生死線上拼搏過來的兩機首席試飛員沒有氣餒,現場分析原因和教訓,共同商討對策和辦法,然后又主動請戰:“再上藍天,再次對接。”
11月24日16時37分30秒,空中加油工程首次實現加、受油機空中對接,對接和脫開過程全部正常。
然而,這只是“干對接”的首次成功。還沒等人們分享這次成功的喜悅,緊隨其后的受油探頭弱連接處連續出現“四連斷”。關鍵時刻出現這一嚴重問題完全出乎意料。緊接著,參試人員開始分析查找原因。
經過專家和技術人員分析,發現了軟管剛度、彈性和探頭強度的差別,認為探頭折斷的主要原因應該與探頭強度相關;再就是加油時軟管內有油使軟管剛度發生變化也是折斷的原因之一;還有一個原因是加油時的對接速度問題。
專家們晝夜攻關,反復試驗。12月17日提出:改進探頭設計后再次對接。
根據新的設計載荷,609所連續奮戰48個小時,完成了探頭的改制,并連夜用汽車翻越秦嶺,以最快的速度將新探頭送到閻良。
與此同時,侯玉燕在分析研究中發現,在對接點受油機的“對接加速度”數值過大,便與有關技術人員一起,參照外國的經驗,經過仔細計算、對比,認為應該把對接速度降到某一值,以減少振動強度的影響。受油機總設計師楊鳳田也發現了這一問題,他積極支持侯玉燕的意見,然后采取加粗連接鉚釘、降低對接速度兩項措施,繼續試飛,徹底解決了探頭斷裂問題。
有人把空中加油比作“長空之吻”,但這卻不是浪漫,而是一種充滿驚險的“親密對接”。
1991年12月23日10時57分,一顆綠色信號彈騰空而起,這是起飛的命令,首席試飛員常慶賢駕駛殲-8Ⅱ受油機、首席試飛員申長生駕駛轟油-6加油機、試飛英雄黃炳新駕駛空中指揮兼伴飛攝影飛機分別從兩條跑道相繼呼嘯起飛……
空中,申長生駕駛加油機在航線上穩定飛行,加油機上長長的加油軟管在空中延伸……
常慶賢駕駛受油機,加入密集編隊,進入加油隊形,進行預對接編隊對接……當受油機進入到距離傘套1米的關鍵位置時,他穩定一下情緒,看好吊艙,控制速度差,穩住駕駛桿。
11時24分,只聽得“咔嗒”一聲響,常慶賢精準地將受油插頭鎖定在加油錐套內,加油軟管輕輕晃動一下后穩穩地將兩機連接在一起,儀表顯示開始加油。幾分鐘后,常慶賢、申長生精準地完成了一系列加油操作,完成了加油。
“‘1號’,‘30’報告,首次加油成功了!”
加、受油機首次空中對接加油成功后,國務院總理李鵬、國家科委主任宋健以及中央軍委、總參謀部的領導等相繼發來賀信和指示。
不久,美國媒體對此作了報道,并認為“中國人一夜之間就掌握了加油受油技術,但他們要推廣使用需要15年”。空中加油確實是一項高難度的飛行技術,不僅需要飛行員具備高超的飛行技術,而且還需要有超強的膽量和毅力。盡管在試飛中遇到過險些雙機相撞的風險,但試飛員憑借過硬的心理素質和過人的膽識,硬是攻克了雙機對接這一極高風險的技術難關。
空中加油工程首次成功完成空中加油后,隨即轉入后續設備改裝,測試改裝,包括飛機性能試飛、操縱性穩定性試飛、燃油系統參數測量、空中加油吊艙試驗、慣導系統試飛、氣象雷達試驗、自動領航系統試飛、載荷及強度檢查、空中對接和空中加油等內容的各項試飛。
1993年12月13日,在飛行指揮員黃炳新的指揮下,88號加油機申長生機組和試飛員常慶賢、湯連剛分別駕駛加油機0305、0306號受油機,成功實現了三機長航線空中會合加油試飛,航程涉及蘭州、新疆、北京、沈陽、武漢、南京、廣州7個空中管制區。
12月14日,受油機掛彈與加油機空中對接加滿油的試飛成功。至此,飛機飛行包線得以確定,空中加油工程試飛課目全部完成,研制任務中規定的各項工作也已經基本完成。

然而,設計定型卻異常艱難。按正常程序和上級要求,設計定型資料準備好后,就要申請設計定型,可是601所與沈飛公司的領導都擔憂起來。原因是殲-8Ⅱ型受油機是在殲-8Ⅱ型02批狀態飛機基礎上改進設計的,按正常程序,殲-8Ⅱ型02批狀態飛機應先于或同時與殲-8Ⅱ型受油機完成設計定型。但因其攔射火控系統仍在攻關,使得受油機未能定型。
楊鳳田敢于打破常規搶先定型。此前的10月7日,楊鳳田就主持召開了受油機定型工作準備動員會。他在會上講:“我們干了這么多型號,有哪個型號沒有困難?我們不都克服了嗎?沒有困難還要我們這些人干什么!”
1994年11月15日至17日,航空產品定型辦公室在沈陽601所主持召開了殲-8Ⅱ型受油機設計定型(命名為殲-8D型)審查會。審查組認為,殲-8D型飛機已經具備設計定型條件。鑒于殲-8D型飛機是在殲-8B型飛機基礎上改進研制的型號,而殲-8B型飛機尚未完成設計定型工作,建議殲-8D型飛機的設計定型審批工作報航空產品定型委員會和上級領導機關確定。直到1995年12月殲-8Ⅱ型02批飛機設計定型后,1996年4月23日,國務院、中央軍委軍工產品委員會才批準殲-8D型飛機設計定型。
殲-8D受油機研制成功后,于1996年開始交付空軍和海軍航空兵部隊,不僅增強了空軍和海軍的遠程作戰能力,而且為后續新型戰機的加、受油系統研發奠定了堅實基礎,在更廣袤的國土、海域、空域捍衛國家領土、領空、領海的主權及核心利益,對覬覦者及戰略對手施以戰略威懾,從而使國家戰略不斷延伸……