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美军空中力量倍增器—KC-46A加油机

2019-07-12戚苏源

军事文摘 2019年13期
关键词:空中加油加油机伊尔

戚苏源

美空军一直追求“全球机动、全球作战”的能力,在最近几次的战争行动中,美空军空中加油机为其夺取空中霸权发挥了重要作用,在科索沃战争中,北约出动的240架空中加油机,共实施了1.4万次空中加油,美国的B-2由其本土起飞实施30多个小时的远程奔袭主要靠空中加油来实现,在伊拉克战争中,美军空中加油共计4.17亿加仑,这些油量足够一架波音737-300飞机空运11.9年。

目前,美空军装备约700架加油机,可保证其600余架战略轰炸机和1000多架战斗机同时出海作战。美空军拥有世界上最大规模的空中加油机队,包括了KC-135、KC-10等多个型号,长期以来,美军一直试图用新机型取代老化的机型,更好地在全球范围内实施攻击、监视和侦察任务,这也是KC-46A加油机问世的原因。然而近段时期,波音公司的风评并不太好。在民用飞机领域,该公司的产品波音737 MAX8客机于半年的时间之内就发生了两起机毁人亡的事故,变成“致命客机”,另一款“明星客机”波音787被爆使用老旧零件,存在安全隐患。而在军用飞机领域,波音公司的KC-46A空中加油机也曾让美军比较头疼。

发展曲折

2006年9月25日,美国空军制定了采购179架空中加油机的计划。当时波音公司推出了KC-767客机衍生型加油机,而欧洲航空防务航天公司(现空客集团)与诺·格公司联手推出了空客A330客机衍生型加油机。2008年2月29日,后者的投标方案中标。波音公司立刻提交了一份正式抗议,宣称采购流程存在营私舞弊的现象,美国国防部在6个月后取消了该招标项目。2009年,美空军发布了新修订的KC-X加油机招标方案,参加竞标的还是老对手,但诺·格公司退出,仅留下空客集团与波音公司较量。最后,美国国防部宣布,波音公司赢得了这份价值340亿美元的合同,并命名为KC-46A加油机。2013年9月,KC-46A加油机项目通过关键设计评审,意味着设计已经成熟,准备进入制造阶段。

科索沃战争中,美国的B-2实施的远程奔袭主要靠空中加油来实现

2015年9月25日,KC-46A加油机成功完成首次飞行试验。然而因为KC-46A企图弥补KC-767在使用中出现的一些不足,而这些改进又带来了新的状况,其中包括在测试中发现,综合燃油系统的分配总管不符合设计要求,在受压耐久性测试中出现裂纹和泄漏,要重新设计。交付日期也一再后延。由于研发进度迟缓,项目超支等问题,KC-46A最早计划2016年交付,最后推迟到2018年10月内交付。结果2018年,被寄予厚望的KC-46A加油机交付计划再次出现问题,有5个缺陷尚未解决,包括远程视觉系统(RVS)的可见性问题,该系统用于在驾驶舱操控引导动臂到受油机接收器,在某些光线条件下会产生眩光和失真,增加了刮碰受油机的风险,如果受油机是隐形飞机,就会把隐形涂层刮掉,可能导致隐形失效并且维修费用巨大,完全解决该问题还需要三四年;中心线锥管系统上的机械锁有时在加油期间无意中会断开连接,波音计划通过软件更新解决这个问题;当动臂与受油机建立联系时,控制动臂移动的飞行控制杆有时会给动臂引入负载,并且不会将该信息传达给动臂操作员;在空中加油过程中的某些时候,加油机的动臂太过于僵硬。

2019年1月10日,美空军宣布接收首架KC-46A加油机,将部署在堪萨斯州麦康奈尔空军基地,隶属于第22空中加油联队,并将允许空军开始运行测试和飞行训练。但由于在该机多个部位发现了包括扳手、金属碎屑等“异物碎片”,美空军一度在2月20日叫停了交付工作。这表明在制造过程中,装配和质量控制管理出现严重疏漏。据报道称,大多数“异物碎片”来自一些散落的小部件,或是由飞机在跑道上起降时吸入的小物体。近半数与“异物碎片”有关的事故都是因为小物体被吸入发动机,致使飞机受损或发生重大事故。直至3月11日,美空军才再次同意继续接收KC-46A。然而之后短短两个星期内新交付的KC-46A又出现了异物碎片的问题,4月2日美国空军部长安·斯蒂芬克亲自下令暂停KC-46A加油机的交付计划。从4月2日到4月20日,波音公司彻底地对即将交付的KC-46A的各密闭舱进行了数遍的细致检查,以确保不会出现安全问题。目前,波音公司表示,已经恢复了KC-46A的交付计划,4月25日,波音向美空军交付了第8架KC-46A,然而这离美空军179架的采购目标还有很大差距。

装备性能

KC-46A采用767-2C的宽体飞机布局,编配2名飞行员和1名加油机系统操作员。KC-46A机长50.5米,翼展47.6米,发动机为2台普惠公司生产的PW4062涡扇发动机,最大飞行速度马赫数0.9,最大航程1.22万千米,比现有的KC-135增加了4000多千米。空重82吨,最大起飞重量188吨,载油量96吨,KC-46A有以下几个优势。

组装阶段的KC-46A

空中加油能力KC-46A有着一流的空中加油能力。先进的空中加油系统,方便快捷的加油操纵台,以及强大的机载电子系统和驾驶舱,有力地提升了该机的空中加油实力。KC-46A采用硬式和软式两种空中加油方式,有4个内部油箱,还有两个翼下软式加油点,加装了由KC-10加油机加油管升级而来的高级飞行线控加油管(基于用于KC-10A的科巴姆套管)和中心线空中加油伸缩套管系统(ARBS)。该加油管的主要设备是硬管加油,每分钟可以输油1200加仑(约4500升),比KC-767增加了300加仑(约1100升),具备全时段独立断连和全时段负载减重的能力。此外KC-46A加油机还有3副软管加油设备,每副软管加油管的加油速率是每分钟400加仑(约1500升),3副软管加油设备都通过吊舱系统控制,技术含量大大提高,操作便捷性和可靠性上了新台阶。在加油期间,由空中加油员负责操作控制硬管、中心线加油平台和翼下加油吊舱,该机机内燃油几乎全部可由硬管、中心线加油平台和翼下加油吊舱泵出,KC-46A还配有红外摄像机,驾驶舱内置了24英寸3D数字多功能显示屏,配备触摸屏功能,全景式显示可为加油员提供舱外185度的视野态势感知。而且改装的KC-46A加油机有个显著的优点,即可通过在机身下层货舱内加装油箱的方式来提升载油量,继而不占用机身上层的主货舱空间,对其固有的空运能力也不会带来不利影响。

2019年1月10日,美空军接收首架KC-46A加油机

空中运输能力除了一流的空中加油能力外,KC-46A利用其强大的运载能力,还可以改变用途作为运输机。KC-46A载油量与KC-135相当,但货运空间和能力提高了一半,最大起飞重量由134吨提高到188吨。它可装载43吨货物或226名人员,或19个容积463升的货箱,或10个容积463升的货盘加上100名人员,或4辆军用卡车。此外,KC-46A使用了包括石墨碳纤维、凯夫拉等新型材料,具有更好的结构强度和使用寿命,也降低了空重。因为波音767拥有大型货舱,KC-46A可以调整模块化地板,分隔出区域来运输人员。KC-46A在进行货物运输时,能与美国的国防运输系统无缝对接,也能与美国空军的装载机相兼容。在执行医疗撤运任务时,它能一次性撤运58名病人及相关设备,或容纳医疗急救系统和最多大约120副担架。机上还有备有氧气和应急电源。还可以通过座椅轨道和机载物资固定系统可实现普通乘客、伤病员和货盘物资的混合运载。

战场生存能力为了提高战场生存能力,KC-46A主要通过改进自身防护能力和加装防御系统实现防卫。与其他空军战机一样,KC-46A采用雷达警告接收机、驾驶舱装甲防护、甚高频卫星通信无线电、Link-16数据链和数字显示器等,KC-46A的机组驾驶舱、客舱和油箱都有装甲防护,在防御系统上通过加装红外对抗和无线电射频告警等防御设备,能防御电磁脉冲和核生化攻击,在更接近战场的地方展开,以更加有效地支援美国空军境外作战。在作战运用上,KC-46A能在全球范围内执行战略运输、通信、导航、监视及交通管制等多种任务,机上安装的自卫系统能够保证飞机在中度威胁环境下飞行,夜视仪和图像系统能够保证飞机执行特种作战任务。

竞争对手

作为美国的主要对手,俄军在拥有现役的20左右架伊尔-78和伊尔-78M的基础上,近年来一直在对伊尔-78M进行改造升级。2018年1月,俄军新型空中加油机伊尔-78M-90A完成首次试飞,飞行时间约为35分钟,这款加油机是在伊尔-76MD-90A军用运输机基础上研发产生的。按照俄军方要求,这款加油机必须能够切换为运输机的性能,有斜坡、空降设备,在必要条件下可以安装消防设备。未来伊尔-78M-90A将成为俄军主要的加油机。

改进后的伊尔-78M被命名为伊尔-78M-90A,其机载设备和加油装置更为先进。使用了更加强劲的PS-90A-76型发动机代替原有的12吨推力D-30型发动机,推力达到14吨,燃油消耗也降低12~14%,噪音污染和有毒物质排放也得到改善,发动机的更换将极大地提高伊尔-78M-90A加油机的飞行性能。其可携带两个副油箱可加油110吨,可以从尾部或在两侧机翼进行加油,在空中可以同时为两架苏-27或米格-29等战机加油,也能利用飞机尾部的加油装置为携带战略导弹的战机以及特殊用途的飞机和直升机加油,在地面可以同时为4架飞机加油。改进后的伊尔-78M-90A,还加装了了L370维特伯斯克机载主动防御系统/定向红外对抗系统,可以对付红外、激光制导导弹的威胁。系统包括导弹逼近告警系统,红外干扰设备(应该不只一个)。从外形看,目前伊尔-78M-90A携带的并非激光干扰设备,只是干扰红外线的干扰机,类似用“大灯”压制导弹红外导引头。

英国空军现有3个空中加油机中队,主要加油机机型为自制的VC-10K胜利者。该机是英国1978年在VC-10和超VC-10运输机基础上改装而成的,是英国皇家空军的主要加油机种,现装备5架VC-10K-2R、4架VC-10K-3型。其机长48.36米,翼展44.55米,高12.04米,空重63吨,最大起飞重量152吨,最大航程9412千米,最大飞行速度933千米每小时。而英国在21世纪初也启动了未来战略加油机计划,最终于2004年选中AirTanker集团(由欧洲宇航防务集团、罗尔斯·罗伊斯、Thales以及FR航空工业公司联合成立)研制的A330MRTT空中加油机,此款加油机正是在美空军的竞标中落选的机型,但是其强劲性能还是吸引了包括英国、澳大利亚、法国等在内的众多国家,纷纷签下订单。A330MRTT使用了两台罗尔斯·罗伊斯700系列涡轮风扇发动机,其机长58.8米,翼展60.3米,高17.4米,空重125吨,最大起飞重量233吨,最大航程14800千米,最大飞行速度880千米每小时。

发展特点

加油机通过空中加油,可有效增大受油机的作战半径,甚至可使轰炸机、运输机跨洲际作战;可有效提高战斗机等受油机的载弹量,在最大起飞重量限制内,采取尽量多载弹、少载油、起飞后再加油的办法,解决载油量和载弹量的矛盾;可延长执勤机留空时间,提高其持久空中巡逻警戒能力;可以通过加油机的支援提高快速机动能力,使各类飞机得以实施远距离不着陆飞行,减少了对中途机场的依赖,避免了转场起降带来的延误和不便,大大提高了航空兵的远程机动和快速反应能力;此外,对因缺油断油而可能失事的飞机,进行空中紧急加油,就可使其顺利返航。可以看出,加油机在未来战争中对延伸空中力量的作战范围、提升空中作战效能有着至关重要的作用,随着新科技、新手段的发展和应用,未来空中加油机发展主要呈以下趋势。

空中加油能力大幅度提升空中加油能力作为加油机的核心能力,自然是未来空中加油机发展的中心目标。在总供油量指标上,美空军在KC-X的招标中提出了1000英里处最大供油量不能低于42吨的指标,而当时参与竞标的KC-767和A330MRTT的实际供油能力远远超过这一指标;在加油方式上更加灵活,未来主力加油机在具备多点加油能力的同时,还拥有能够在一次出动中同时提供软、硬两种方式进行空中加油的能力。例如美空军的KC-46A,不仅拥有硬管空中加油系统和翼下空中加油吊舱,还拥有软管式机身中心线加油系统,可以为倾转旋翼机空中加油;另外,加油效率显著提升,未来加油机将更好地满足轰炸机、运输机、预警机等大型飞机的受油需求。这些大型飞机目标大、机动性低,易被攻击,必须提升效率,缩短加油时间,降低加油机和受油机的风险。KC-46A通过硬管加油每分钟可以输油约4500升,比KC-767增加了1100升。

KC-46A驾驶舱内

信息化、网络化程度越来越高未来空中加油机的机载设备信息化程度较高。首先,在航电系统方面,全数字化驾驶舱可以极大地减轻机组人员的工作负荷,便于机组人员实时、全面地掌握飞机状态。配备全球通信导航和空中交通管制设备,以保证其能够在任何地方、任何时间执行任务。例如KC-46A配有红外摄像机,驾驶舱内置了24英寸3D数字多功能显示屏,配备触摸屏功能,全景式显示可为加油员提供舱外185度的视野态势感知,显示屏上还会呈现如飞行高度、导航、发动机数据和机组警戒等诸多参数信息。

通过安装传感器、战术数据链、通信网关等设备,可以使其具备预警机、电子战飞机的部分功能,融入现有“网络中心战”战场环境并且能够成为未来网络化战场环境中一个信息节点,进行信息感知、信息中继和信息处理等活动,为友机提供信息支援。在防卫生存能力方面,KC-46A配备先进的态势感知与应对措施系统、诺·格公司生产的大型红外对抗系统、雷声公司生产的AN/ALR-69型数字化雷达告警接收机和数字化抗干扰全定位系统,并用航路规划系统在接应需要加油的战斗机的同时避开威胁方向。

不断满足任务类型多样化需求现在主流的加油机多由大型民用或军用运输机改装而来,例如KC-46A衍生自波音767系列机型,伊尔-78M-90A是在伊尔-76MD-90A军用运输机基础上研发产生的。未来随着各国对经济性的关注,发展加油机时既注重加油能力,又注重运输能力,还通过加装防护系统提升了自身的防护能力,保证加油机能够在未来复杂的战场环境下完成任务。从KC-46A和A330MRTT两款主流加油来看,未来空中加油机必须能够满足空军对于燃料、货物、兵员和患者的运输需求,特别是当空运力量紧缺情况下,兼具空运能力的加油机将有助于减轻空军战略运输机群的压力,减少对运输机的需求,使得部队能够腾出更多运输机进行重型装备的运输任务。未来空中加油机在满足战机沿途空中加油需求的同时,也可以把保障物资、器材、弹药和人员一起投送过去,提升装备使用效益和工作效率。

KC-46A首次进行空中加油

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