中国加油机需要双管齐下

晨枫 · 发表于 2024-6-30 07:17:41

加油机在“恶魔就在距离之中”的东海、南海方向特别重要，在青藏高原方向的作用同样重要，但加油机依然是中国空中量的短板。轰油-6是中国空军的第一种加油机，但数量不足，可转移燃油量更加不足，只能作为过渡。运油-20要好得多，可转移燃油量大得多，数量也有望随着运-20产量爬坡而大大增加。但运油-20并不能解决中国空中力量的全部空中加油需要，中国加油机的未来需要双管齐下。

加油机最早是为战略轰炸机而产生的。KC-135与B-52是结伴诞生的，也是第一种大规模使用的加油机，至今依然大量使用，尽管最后的KC-135在60多年前已经下线。

在KC-135之前，KB-29（由B-29轰炸机改装而来）和KC-97（由C-97运输机改装而来）已经投入使用，但B-52的出现使得这些活塞式加油机过时了。这说明两个问题：

1. 加油机需要足够的可转移燃油量，KB-29和KC-97的可转移燃油量不足，对B-52这样的油老虎需要多次接力空中加油，不仅增加高危操作的风险，作战行动的敏捷和自由度也受到拖累。
2. 加油机需要足够的速度，活塞式加油机跟不上喷气式轰炸机，后者勉强降低速度不仅放弃最经济的巡航速度，还可能危害飞行安全。

运油-20有运-20的基础，如果内载两个18吨油罐，估计最大载油量可达113吨，比波音KC-46的96吨和空客A330MRTT的111吨还大。这不是可转移燃油量。比照KC-46和A330MRTT，运油-20的最大可转移燃油量应该在70吨级，换装推力更大的涡扇20发动机后，还有可能进一步提高，比如提高到对标伊尔78-90的130吨级最大载油量和90吨级可转移燃油量。轰油-6的最大载油量只有37吨，最大可转移燃油量只有18吨，运油-20的优秀是显而易见的。

但运油-20不是没有缺点的。以运输机为基础的气动外形阻力较大，耗油也大，这是与西方加油机以民航客机为基础的天然差别。当然，以运输机为基础也意味着具有野战机场起落能力，这是战时非常有用的优点。

另一个缺点是速度偏低，这也是以运输机为基础带来的缺点。运-20的巡航速度只有630公里/小时，运油-20应该一样。相比之下，KC-46的巡航速度就高达850公里/小时，与轰炸机能更好地配合。美国海军陆战队的KC-130速度更低，但那只是各军兵种都要自成体系才会出现的奇葩，速度低一点但主要用于给直升机空中加油，所以也不是太大的问题。

巡航速度是最经济的飞行速度。加油作业需要一段时间，以与轰炸机相匹配的巡航速度作业不仅减少期间的油耗，也提高飞控品质，增强作业安全性。

运油-20最大的缺点则是软管加油，燃油转移速率太低。

软管加油设备简单轻巧，易于改装上机，但燃油转移速率较低，一般在1500升/分级，而硬管加油可达6000升/分级。

在50年代，美国空军选择硬管加油，就是为了能快速向轰炸机转移大量燃油。美国海军和欧洲选择软管加油，则是因为看重设备简单轻巧，也是因为没有轰炸机那样的油老虎需要考虑。

硬管加油不是没有缺点的。不仅设备沉重、复杂，也需要专人控制，在空中对准受油机的加油口。100多吨的受油机要在空中近距离跟飞是很大的挑战，加油机的硬管要克服气流扰动和飞机的本质颠簸而准确插入受油机的加油口也是高难度动作，捅到受油机的机身上，轻则造成机体表面损坏，重则“拨翻”飞机、引起失衡甚至失事。在50年代；KC-135和B-52刚开始配合使用，发生过不少飞机损坏甚至空中相撞事故。

KC-135的加油员需要脸冲下、长时间趴在机尾的工作站，对人体姿态很不友好。KC-46改为遥控，但可用性长期受到顽症之苦。

硬管加油还只能对一架飞机加油，软管加油可以同时对两架甚至三架飞机加油。

中国的轰炸机力量还在爬坡阶段，轰-20还是犹抱琵琶半遮面，但中国加油机与中国轰炸机的配合使用不是遥远的问题。如果运油-20的速度问题还可以克服，软管加油的燃油转移速率就是不易克服的大问题。需要四倍的空中加油时间是难以接受的。运油-20或者下一代加油机具有硬管加油能力是刚需。

当然，战斗机继续用软管加油是合适的。中国新型战斗机已经都配备软管加油的探头，没必要改了。像美国空军、海军战斗机各用一套空中加油标准这样的奇葩没必要重复，硬管加油的设备加装软管导管和“笼子”，与软管加油的受油机配合使用也很容易。

然而，加油机正在面临战场生存危机，中国加油机也不例外。

燃油是战斗机的生命。在远离基地的空中战场上，一架加油机被击落可能意味着多架战斗机因为燃油耗尽而被迫坠毁，这是一箭多雕的好买卖。加油机本身缺乏自卫能力，遇到敌对战斗机突袭基本上只有引颈就戮。加油机越来越成为与预警机相提并论的高价值目标，这对谁都是一样的。

加油机的中型化和隐身化是值得注意的新动向，这对中国尤其重要。中国最主要的空中战场在第一岛链。这是中国的主场，但依然离中国大陆有可观的距离，完全靠自带燃油很难支持战斗机长时间作战。

对于空战巡逻或者伺机打击的对地反舰任务来说，存在比绝对数量更重要。如果大量燃油消耗在往返的航渡上，随时存在于战区、随时可投入战斗的战斗机数量必然有限。较少但长时间存在于战区的战斗机可以等效为更多的战斗机总数，这是很有用的。

但第一岛链的威胁环境高度复杂，敌对的陆基和舰载战斗机都构成强大威胁，中国加油机的生存挑战很严峻。主动的电子干扰（包括红外光电干扰）已经成为新一代加油机的标配，但还不够。隐身是未来战场生存力的主要手段，加油机也需要隐身。中型化则分散目标，也是提高生存力的。

加油机要隐身化，技术上与一般作战飞机的隐身化没有太大的不同，但隐身要求比穿透型作战飞机要降低，毕竟加油机不需要主动深入严密设防的敌后，一般运作还是以避开已知敌对战斗机和防空力量的活动空域为主。

美国海军的MQ-26“黄貂鱼”可能是第一种具有隐身考虑的加油机，宽大、扁平的机体具有明显的隐身考虑，机背的吸入式进气口更是有利于隐身。但MQ-25最大起飞重量只有20吨，用作舰载战斗机的伙伴加油的替代是称职的，真的当作加油机用还是不足的。而且MQ-25的气动布局在本质上不易放大，更难改为双发。

B-2或者B-21那样的无尾飞翼隐身更好，但成本太高。美国空军需要800架加油机，现有KC-135约380架，KC-46已有约80架，但170架全部交付后还有缺口。但要是用中型的隐身加油机替换，数量只会需要更多。

另一个路子是接近飞翼但在设计和制造上更接近传统的筒体-机翼构造的翼身融合体。

F-16或许是第一个采用翼身融合体的量产飞机。现在各种战斗机都在不同程度上采用翼身融合体技术，但重点在于用圆滑、丰满的过渡体积在筒状机体和传统机翼之间融合。

更进一步的话，翼身融合体本身成为机内载荷容积的主要部分，也对升力有更大贡献，但主要升力依然来自机翼，主要受力结构依然是筒状机体。这样的翼身融合体在结构上可以与潜艇的双层壳相比照，外层壳按照水动力要求设计，内层壳才是耐压壳。

在总体布局上，翼身融合体不必像无尾飞翼那么极端。可以有宽大扁平的“海狸尾”，后缘控制面避免无尾飞翼俯仰控制力矩不足的问题；“海狸尾”两侧可以有V形尾翼，增加航向稳定性和可控性，避免无尾飞翼用开裂式差动副翼带来的阻力问题。发动机不必受到翼下吊挂的拘束，安装在“海狸尾”上方不仅降低对机体下方的噪声和红外特征，还可以起到一定的上表面附面层抽吸作用，降低巡航阻力。

与筒体-机翼构型相比，翼身融合体提供了更大的内部容积和更大的升力，气动上和结构上效率更高，同样的起飞重量可以达到更大的载重量和航程，隐身也更好。但大量机内容积形状不规则，不便用于载货和载人，使得翼身融合体的实用性一直受到质疑。

但机内容积形状不规则对装载燃油不是问题，气动、结构效率和隐身优势则是先进中型加油机急需的特点。由于加油机需要的数量很大，专机专用都不是问题。不规则机内容积用于特殊任务飞机也不是大问题，预警机、电子支援飞机、无人机母机等都可以考虑翼身融合体。

在使用上，中型加油机的载油量和可转移燃油量都不及大型加油机，但依然足够给战斗机加油。中型加油机已经开始受到重视，巴西KC-390有可能成为第一种喷气式中型加油机，比C-130J略大，最大载油量达到35吨，其中包括3个4吨的机舱内附加油箱，偏小了，但在概念上已经引起注意。

KC-390在设计上有特色，不需要专用的货运亚型和加油机亚型，加减加油吊舱、机舱内附加油箱就可以在C-390和KC-390之间迅速转换。对于中国来说，中型加油机可能需要比KC-390更大。苏-30MKI机内燃油达到10吨之多，歼-16和歼-20的机内燃油量相似。中型加油机可转移燃油量达到30-40吨的话，依然可以给3-4架战斗机加油，还是有用的数量。

这需要中型加油机最大起飞重量达到100吨级，但对于现代运输机、加油机来说，依然属于中型。翼身融合体如果不便装载大尺寸货物的话，能运载和空投大量中小尺寸货物的能力也是重要的。战场上有大量武器、弹药、燃油、给养的空投需求，现在还有小型无人作战平台和机器狗的空投需求，大量的加油-运输两用飞机会有大用。加油机还可以利用长航时和接近战场边缘的特点，搭载一定数量的红外光电和数据通信设备，兼任一点战场周边监视、数据中继和网络节点任务

中型飞机的航程是一个问题。中型加油机携带额外燃油，天然具有更大的航程。问题是燃油用于飞到远方的话，可转移燃油就不多了。这是天然的矛盾，但可以用接力加油解决。

不仅中型加油机之间可以接力加油，在更远的安全空域，大型加油机为中型加油机更加高效，确保中型加油机有最大的可转移燃油量。

中型加油机如果无人化，将更加有利于长航时使用。MQ-25已经是无人加油机了，对无人机空中加油也已经成功演示，加油机和受油机无人化没有克服不了的技术难关，使得无人加油机之间接力加油也不成问题。

但无人化本身不等于长航时化。加油机的油箱特别大，半满的油箱需要用氮气填充气相空间，一方面保持压力才能使得燃油泵正常工作，另一方面也杜绝氧气进入，引起火灾危险。传统飞机在地面加油的时候同时充氮，但机上氮气在使用中会消耗，反而成为长航时的障碍。机载氮气产生系统从空气中分离氮气，只要还有发动机还在运转，就取之不尽用之不绝，已经成为现代作战飞机的标配。只是加油机需要特大的机载氮气产生系统。

无人化、长航时、中型、隐身的加油机对支持战斗机在第一岛链作战很有用，但对支持轰炸机穿越第一岛链作战还是力有不逮，可转移燃油量不足是中型加油机迈不过去的坎，支持轰炸机远程重载出击还是需要大型加油机。

轰炸机航程远，载弹量大，是打击第二岛链和一二岛链之间广阔海洋目标的有力手段。但轰炸机的航程依然是有限的，而且航程与载弹之间需要也是天然的矛盾。为了在尽量增加打击距离的同时增加载弹量，空中加油是必要的。但这也意味着最有利的空中加油区在第一岛链附近，正好落在敌对威胁最高的空域。

大型加油机很难做到隐身，但轰炸机出击的主动性更强，有条件选择时间和战场，出击的数量也比战斗机更低，需要出动保障的加油机数量相应降低，用战斗机护航是比较现实的选择。

中国加油机需要大发展，运油-20是非常有利的起点，但还需要配备硬管加油，更需要双管齐下，及早研发无人化、长航时、中型、隐身的先进加油机。

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