美国空军下一代加油机项目

张洋

美国洛马公司目前正瞄准美国空军下一代加油机（KC-Z）项目需求，发展采用混合翼身（HWB）布局的短距起降、具有低信号特征的未来加油机方案。洛马公司相信，这种方案能够满足美国空军关于KC-Z应具备高燃油效率、短距起降能力和更高生存力的预想。

右图为洛马公司采用HWB布局的战略运输机设想，它是洛马公司在美国空军研究实验室（AFRL）的“高能量效率的革命性布局”（RCEE）项目中发展的。该机除采用具有很高空气动力效率的布局之外，还拟配装超高涵道比涡扇发动机，可运载美国空军当前使用C-5战略运输机才能运送的超大型货物，并且耗油率比C-17战略战术运输机可降低多达70%。2016年2月，该布局4%的缩比模型在美国航空航天局兰利研究中心的国家跨音速风洞中进行了风洞试验；按原定计划，2016年秋季将完成有人驾驶的HWB演示验证机的研究工作。RCEE项目将在2017年结束，但美国航空航天局（NASA）已将HWB布局验证机与波音公司的“翼身融合体”（BWB）布局验证机视为其下一个X飞机的竞争方案。

此前，美国空军空中机动司令部司令官指出：随着诸如俄罗斯、中国这样的对手们发展针对美国空军穿透飞机的先进防空能力，2035年以后加油机将日益变得脆弱，他正推动一项关于KC-Z的研究工作，该机与今天基于商用飞机平台的KC-10、KC-135和KC-46加油机可能有很大不同。洛马公司先进机动领域首席工程师则估计，未来加油机将需要能够在距离威胁250～500英里（402～805千米）处运用，这在现代地空导弹的射程范围外，不过仍在敌雷达探测距离和空射导弹射程范围内。因此，一方面未来战场需要具有更低信号特征的加油机，故不能采用以往商用飞机派生发展的途径；另一方面这种未来加油机又不需要像F-35或F-22战斗机那样隐身。

从洛马公司基于HWB布局运输机改装的空中加油机设想图（题图）看，该机利用翼下吊舱实现双点伸缩套管（硬式）加油，并且在外翼段和翼身融合体部分均安装了结构整体油箱，在运载舱中也安装了燃油箱。该图仅反应了较为简单的由运输机改装加油机的思路，而本次洛马公司透露的设计已有较大不同。洛马公司正在深化研究HWB布局运输机概念，它采用翼身融合的前机体来提高气动和结构效率，采用传统的后机身和T形尾翼来便利装载和空投。不过洛马公司先进机动领域首席工程师表示，下一代加油机方案可能在此基础上改用H形尾翼布局，这样与纯翼身融合布局（如B-2）或V形尾翼布局（如F-117）相比，将可提供更稳健的操稳特性；为了降低雷达截面积，该方案可能也不采用翼上布置的发动机短舱，而改用嵌入式发动机布局。他说：“HWB布局运输机的发动机布置在翼上，是因为这样可使发动机远离地面外来物；对于加油机来说，这个位置可使喷气流高于飞机机体，这对于良好的加油环境是有利的。因此我认为，HWB布局加油机的发动机仍将布置在相似的位置。至于涵道里到底是2台大型发动机还是4台小一些的发动机，我们仍在研究确定”。

另外，考虑到技术应用和维护成本，洛马公司仍在评估下一代加油机对隐身涂层的需求程度，并权衡诸如激光等先进防御性或进攻性对抗措施。加油机的易损性问题并不仅限于它的机体，加油行为本身也为敌方雷达提供了目标。洛马公司表示自动加油技术将实现更快、更安全的加油操作——尽管伸缩套管的操作员仍然很难取消，但可将其工作重新定位为系统监控员，甚至也可由副驾驶员来作为加油过程监控员。

洛马公司还计划解决机场适应性这个老问题。他们正在推动未来加油机具备短距起降能力，其起飞和着陆所需空间只有KC-10或KC-135的一半。洛马公司认为“如果整个地区只有10～15个机场可供起降，就限制了飞机使用的地点，如果加油机能在更小的地区性机场使用，就可在更多的地点布置加油机。”

为了设计短距起降加油机，洛马公司的方案将基于其“快速敏捷”概念演示验证专项计划中发展的隐身、短距起降运输机概念，该概念能够将有效载荷直接投放到战场。该专项用于支持美国陆军和空军联合开展的战区运输机计划，不过随着美国陆军“未来战斗系统”项目的下马，该计划也在2012年终止。下一代加油机正在考虑集成这些技术。

目前，洛马公司正与美国航空航天局确定一个超高效亚音速演示项目，该项目能在气动、推进和结构集成方面为下一代加油机奠定基础。