美空军下一代加油机未必隐身但应具有持久性

发布时间: 2017-03-08 11:13:43    来源: 中国网    作者: 窦豆    责任编辑: 谢露莹

中国网新闻3月8日讯 据英国《飞行国际》网站2017年3月2日报道,在美空军协会于佛罗里达州奥兰多举办的年度空中战争讨论会上,美空军空中机动司令部(AMC)司令官卡尔顿·埃弗哈特上将(Carlton Everhart)表示,美空军的下一代加油机KC-Z可能不是隐身的,但应具备持久性,且能不断地改变其波形信号管理。

美国开创了空中加油的先河,占据空中加油机数量和技术优势

空中加油机是专门用来在飞行中为其他飞机补充燃油的飞机,多由大型运输机、战略轰炸机改装而成。空中加油机可使受油机增大航程,延长续航时间,增加有效载重,以提高航空兵的作战能力。世界上第一架空中加油机于1923年在美国诞生,当时的加油过程全由人力操作,加油机高于受油机,靠高度差加油。这种加油方式很难实际应用。

上世纪40年代中期,英国研制出插头锥套式加油设备。40年代后期,美国研制出伸缩管式加油设备。80年代初,美国研制了新型KC-10A空中加油机,伸缩管主管长 8 米多,套管长6米多,套管伸出后,伸缩管的最大长度为14米多;总载油量16.1万千克,飞行半径3540千米,可输油90700千克。在60-80年代的几次局部战争中,美、英等国空军都使用过空中加油机。

空中加油有四种会合方式。一是同航线会合,就是加油机和受油机在同一航线上的某处进行会合;二是定时会合,要求加油机和受油机定出加油协调要求和特定会合时间,按时在指定空域会合;三是对飞会合,就是两架飞机正面飞行,相互靠拢,然后受油机按加油机前进方向作180度转弯,把航向转到加油机方向,并在前方约5公里处做好加油准备;四是待机会合,就是由空中预警机与加油机、受油机进行通信联络,并向加油机发出航向和速度指令,同时引导受油机与加油机会合,直到受油机飞行员能用雷达或目视发现加油机为止,然后,受油机再进入受油位置。无论采用何种会合方式,受油机均应比加油机高度低60米。

目前,仅有美国掌握了硬管加油制造技术,美国空军装备的战机也均采用硬管加油。美海军由于航母甲板面积有限,装备的加油机均由航母用的战术飞机发展而来(30吨左右),因此美国海军和海军陆战队的飞机仍采用软管加油。未来空中加油技术发展的重点是,克服机翼振动、阵风和空气涡流对输油管稳定性的影响;完善计算机控制技术及摄像监控显示技术。空中加油机的发展趋势是,发展大型加油机和运输加油两用型飞机;用最新技术改进完善现有加油机,实现更新换代;提高加油机的自动化程度和生存能力;注重新型加油机的研制与技术储备。同时,在研制新型战斗机时一并考虑其加受油能力。

美国是目前世界上拥有加油机最多的国家,主要型号有:一是KC-135E“同温层油船”空中加油机。该型加油机最大可供油量52吨,飞机最大载油量为118100升,加油速度为3400升/分钟,采用插头锥套式加油设备,一次最多可为30架小型飞机同时加油。二是KC-10A“致远”空中加油机。由美国麦道公司在DC-1O-30CF运输机的基础上制造的加油/货运两用机,是美国空军近年来使用的主要空中加油机之一,是目前世界上最大、功能最齐全、加油能力最强的加油机,KC-IOA加油机具有载油量大,加油能力强,可同时为3架小型飞机实施空中加油。三是KC-130“大力士”加油机。四是KA-6D“入侵者”加油机。五是KC-130J空中加油机。

新的战场威胁环境迫使未来的空中加油机或向隐身化迈进

据美国《航空和空间技术周刊》网站2016年10月24日报道称,前不久,空军机动后勤司令部司令卡尔顿·埃弗哈特上将启动了下一代KC-Z加油机的研制工作——这种加油机的外观可能与现在由商用机改造过来的KC-10、KC-135和KC-46迥然不同。埃弗哈特说,随着俄罗斯和中国等对手纷纷研制尖端的面对空导弹和防空武器、以挫败美军穿透它们空域的能力,2035年及以后的加油机的处境越来越危险。在空军正式启动未来加油机的研制工作前(预计会在半年内启动),航空企业已开始着眼解决这个问题。

在洛马公司负责超前机动能力的首席工程师肯尼思·马丁看来,新的战场环境决定了必须研制特征信号更低(甚至是完全隐身)的加油机,摆脱过去商用衍生加油机的设计。马丁推测,未来的加油机需要具备在距离威胁点250到500英里(1英里约合1.6公里)的范围内作业的能力,这个距离超出现代地空导弹的射程,但是完全在敌方雷达的侦察范围和空射导弹的射程内。他说,这意味着,下一代加油机需要有小于传统加油机的雷达截面积,但不必完全像F-35或F-22那样“尖锐犀利”。

马丁说,洛马公司的设想建立在未来军用运输机的翼身融合概念之上,这一构想是把机翼与机身前部融合在一起,提高空气动力效率和结构效率,同时机身后部采用传统设计和T形尾翼,以便于空投。下一代加油机可能向H形尾翼布局妥协,后者让操作者享有相比纯翼身融合飞机更强的飞行控制能力和稳定性。未来的加油机的样子很可能仍然很像一架运输机,而不会是纯粹的飞翼或三角翼飞机,因为它应该是一款能满足空军机动后勤司令部日常使用的、省油的飞机。翼身融合机型设计有大型翼上短舱,用于放置节油的、涵道比非常高的发动机,不过马丁说,洛克希德公司的下一代加油机方案可能采用嵌入式发动机,以便减小在雷达上的横截面积。

3月2日,埃弗哈特上将的这番言论澄清了他在2016年9月发表的看法,那时他对记者们说:美空军正在考虑下一代加油机是否应具备防区外、隐身或穿透能力。这次他对记者们说,下一代加油机要紧密伴随其他美空军飞机,必须维持持久性和生存力。但他澄清说,该机可能不是隐身的,但应能通过控制和改变雷达信号来避开敌方飞机。美空军将在2017年夏季完成针对加油机的基于能力的评估,届时将确定波形管理能力是否会要求该机具备圆滑曲面外形等。

在发展可用于下一代加油机的潜在设计方面,美国工业界可能已走在美国空军前面。埃弗哈特上将指出:部分厂商在本次讨论会上展示了翼身融合的升力体设计,这种外形通常意味着具备隐身能力,同时还能使效率比传统布局运输机提高多达70%;若再加上美空军和美国航空航天局(NASA)开展的发动机研究——它们可将飞机的效率提升30%——则这种布局的运输机可能将效率提高100%。如果KC-Z形成装备解决方案,美空军可能会利用这种布局设计作为其他任务的通用平台,包括货运平台、要员运输机等。埃弗哈特上将还进一步指出:“持久性相关的技术可移植到我们的机动式武器系统上。我们正与各实验室和其他机构联合,审视我们拥有的高价值飞机装备”。

美空军下一代加油机未必隐身,但强调持久性和生存能力

美国空军空中加油机是行使现代空中霸权的关键技术之一。从投射军事力量到提供人道主义援助,使得先进空军部队远程超越国界的能力提供了无与伦比的增强。对于今天战斗机有限的作战半径,特别是越来越多的战机飞行在远离航母或地面基地更远的距离,越来越多地使空中加油成为必不可少的任务,这项任务能力出现越来越需要加强的趋势。

世界领先的空中加油技术供应商之一——科伯姆任务系统(Cobham Mission Systems)公司产品管理总监詹姆斯·凯米特表示:“为了在短时间内支持美国空军在世界上任何地方的海外快速部署,安全的空中加油变得越来越重要,”。然而,这种日益增长的重要性可能使空中加油机的安全飞行更加困难。

在2014年布鲁金斯机构政策论文中,美国海军司令员格雷戈里·克尼珀警告说,预计未来在有争议的空域中,随着作战范围扩大使得空中加油机的战略脆弱性逐步显现,并使空中加油机成为敌方珍贵的攻击目标。正如凯米特解释的那样,“未来加油机悄无声息的为受油飞机提供战区支持,这意味着他们必须隐身才能避免被发现和拥有全面的辅助防御能力。

尽管下一代空中加油机的外观还处于保密状态,但是美国空军空中机动司令部司令卡尔顿埃弗哈特二世的新闻简报中提供了关于可能的技术范围的一些线索。首先一个重大的变化,就是从已经成熟的商业改装飞机,构成最新空中加油机基础,对机翼等外观设计的修改。同时结合低可观察特征和伪装的雷达标记,将使其能够安全地与敌方最先进的隐形战斗机保持安全距离及无法攻击,通过高水平的自动化操作带来增强任务的能力。

早先许多提出建议的改进技术及回复方案在埃弗哈特最近发起的“KC-Z”下一代空中加油机的范围界定研究已经准备就绪,凯米特指出,加油机和配套系统相一致发展满足了当今日益增长的挑战性需求。“这些包括更宽的运行范围——空速、航程和高度——适用于恶劣的环境,自主运行,降低生命周期成本,提高安全性和可靠性,减少维护,频繁的起降和符合新的更严格的适航法规”他说。

同时,方程另一侧的变化也提高了加油机的性能和运行效率,例如来自空客公司的新型标准A330 MRTT有望将燃油燃烧降低高达1%。根据空中客车公司的发言人,新标准A330 MRTT包含了对基本A330引入的许多增强功能,以及作为其持续产品改进计划的一部分的特定军事升级。除了帮助实现提高燃料效率的结构和空气动力学修改之外,新标准A330 MRTT还具有升级的航空电子计算机和增强的军事系统。第一架“新标准”飞机的飞行测试正在进行中,第一架交付计划于2018年。后期还有更多的发展正在进行。

3月2日,美国空军空中机动司令部司令Carlton Everhart将军在美国奥兰多举行的空战会议上表示,美国空军的下一代加油机KC-Z必须能维持足够的持久和生存能力,具有改变波形信号的管理能力,对其去年9月提到关于KC-Z具有防区外、隐身或突防能力进行了澄清。目前几个供应商给出的方案采用了升力体设计,预计今年夏天进行的加油机能力评估研究将会加油机的能力特征给出进一步的结论。(窦豆)

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