中国空军也急需这一技术:2分钟不到就为苏27加满油

新浪军事

从杨伟总师谈歼20未来发展说起

F22硬管加油
在飞机和导弹的燃料中,密度是一个很关键的问题——因为这些飞行器不仅对重量敏感,实际上对于内部空间占用更为敏感。
因此在有限的油箱空间下,要能让飞机和导弹飞得更远,其中一个因素就是从燃料下手;让同样体积的燃料,能携带更多的能量。比如现在美中俄最常用的JP系列、俄罗斯T系列、中国RP6燃油,都是典型的大比重煤油。
受到原油组成的限制,煤油的密度一般不超过0.85公斤/升。再高密度的碳氢燃料需要合成,密度可以比水要高一些,但是目前成本等各方面远远高于航空煤油,投入实际使用的产品多用在导弹上。

图:航空煤油是个很大的类别,目前美军已经开始广泛使用最新一代的JP-8+100燃油
战斗机的燃油油箱体积根据型号不同,差别非常大——毕竟一架空重6吨5的飞机,带的油不可能和16.8吨空重的一样多。而随着飞机的吨位不断增大,燃油储存空间越来越多,空中加油的时间就成为很大的问题。
目前空中加油有硬软两种方式,软管加油灵活性更高,特别是对于舰载机之间的加油来说,这是唯一可行的方式。但是软管加油的缺陷也很多:加油速度慢——只相当于硬管的一半或者更低,锥套受气流干扰很大、空中摆动幅度大,受油机靠上去加油的操作难度高,成功率较低。

舰载机还得靠软管
而硬管加油的最大平均加油速率,现阶段水平可以达到6000升每分钟——也就是一分钟可以传输5.1吨燃油。即使是苏27这样的重型战机,加上超载油箱在内,以这个速度全部加满的话,也就是两分钟不到。而以小汽车来说——比如笔者的汽车油箱容量标称58升,硬管加油飞机,一分钟输出的燃油,就可以加满超过一百台汽车。
但是这种特别高的燃油传输速率,以及伸缩式的硬管结构,也带来了一个软管加油没有的问题——严重的振动和冲击。
液体是非常难以被压缩的,在一般的工程应用中,我们甚至直接以“液体不可压缩”作为定论,忽略液体的压缩效应。而在燃油的传输过程中,巨大流量、高压的燃油流动,启动和终止、特别是紧急状态下的强行终止,会形成严重的冲击,促使伸缩杆形成猛烈的震动和撞击。


这种液压锤效应,曾被德国HK公司拿来展示HK416导气活塞步枪的优越性——枪械水里拿出来不用甩空机匣内的水就打。而M4的气吹式设计是高压燃气直接推动枪机的,结果机匣内充满水的时候,燃气的压力被直接传递到机匣上,把机匣都炸飞了。

而在软管加油过程中,由于流量和压力要低很多,而且软管本身是柔性结构,能够有效吸收震动,因此这方面的问题虽然不是说完全没有,但是比硬管要轻得多。
美军之前公布新闻,称新型加油机的硬杆有可能损伤F22和F35等隐身飞机的隐身、甚至使脱落的涂料进入油箱,危及飞行安全;最主要的问题,就是来自于这个震动冲击环节。(作者署名:侯知健)
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