歼15伙伴式空中加油的优与缺

歼15伙伴式空中加油的优与缺

挂载伙伴加油吊舱的歼-15战斗机

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近日,我国歼-15舰载战斗机配备伙伴空中加油吊舱公开亮相,这是国产战斗机首次配备伙伴空中加油吊舱公开亮相,表明我国已经掌握相关技术,可以进一步提高我国空军、海军航空兵的作战能力。

从目前来看,各国空军、海军航空兵大都采用伙伴空中加油机来弥补空中加油力量的不足,尤其是航空母舰,受到航母甲板的限制,它无法搭载大型空中加油机,因此舰载战斗机更加依赖伙伴空中加油的支持。

我们知道对于作战飞机来说,载弹和航程是一对矛盾的问题,因为飞机的最大起飞重量是一定的,而结构重量又是固定的,以歼-15相近的苏-33战斗机为例子,根据相关资料,它的最大起飞重量为33吨,结构重量大约为19吨,,所以它们之间的差就是飞机的载荷,从上面我们就可以知道苏-33的最大载荷大约在14吨左右。它包括飞机的燃料、武器及其他外挂系统。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

飞机的燃料和挂弹往往难以同时兼顾

由于飞机的载荷是燃料、载弹等多方面的之和,这样就意味着,如果多载弹,那么燃料就要受到限制,飞机的航程和作战半径就要受到影响,如果多载燃料,挂弹就要受到限制,飞机的航程与作战半径虽然得到保证,但是挂载弹药少,攻击能力受到削弱。同样以苏-33为例子,根据相关资料,它的最大燃料搭载能力大约为9.5吨,外挂大约为6.5吨,两者加在一起就是16吨,显然超过了飞机的最大载荷,因此如果满载燃料,那么它的载弹量就只有3.5吨,如果满载弹药,那么它的燃料只能保持在6.5吨。

需要指出的是最大起飞重量这个数据并不是一成不变,而是有条件的,在高温高原条件下,发动机的推力会下降,这样飞机的最大起飞重量会下降,但是结构重量是不会变的,所以飞机的载荷还要降低,不同的长度的跑道也会降低飞机的起飞重量,如苏-33在利用库滋涅佐夫号第1、2号起飞点(距离舰艏105米)起飞的时候,它的起飞重量大约在29吨左右,这样它的载荷就下降到10吨,从第3起飞点起飞(距离舰艏大约是195米)才能达到32吨,载荷相应的也就提高到13吨。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

现代战斗机执行远程打击任务需要空中加油的支持

解决这个矛盾的根本就是战斗机具备空中加油能力,这样飞机就可以多搭载弹药,少装载燃料,然后在空中由空中加油提供燃料补给,以增加飞机的航程,以苏-33为例子,装满燃料的话,它的航程可达到3000公里,如果进行一次空中加油可以达到5200公里,当然飞机的航程不可能无限制的靠近空中加油来提高,因为发动机润滑油是无法在空中加油,所以即使进行了空中加油,它的航程增加也是有一定限度的。

空中加油肯定需要空中加油飞机,过去空中加油多为大型运输机改装,也就是空中加油-受油机模式,它的优点就是大型运输机载油多,可以为较多的飞机加油,也可以同时为多架飞机提供空中加油,另外大型飞机受气象条件影响较小,但是它的缺点就是也非常大,那就是大型空中加油机的造价非常昂贵,大多在数亿美元左右,超出了大多数国家的承担能力,另外对机场跑道要求较高,需要的空间较大,维护比较复杂。

这种方式在航空母舰舰载机方面表现尤其突出,我们知道航母的飞行甲板、升降机、机库的面积都比较小,舰载机需要根据这些设施的尺寸来确定舰载机的大小和尺寸,以升降机为例子,美国尼米兹航母的升降机的尺寸为:25*12米,这样舰载机的尺寸就不能突破这个限制,否则就无法从甲板转运到机库。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

美国海军的KA-6D空中加油机

即使空中加油只在飞行甲板上停留,也有较大的限制,美国海军当年就曾经利用KC-130在航母甲板上做起降试验,但是由于KC-130太大,影响甲板的运作,特别是减少了甲板停机的数量,我们知道航母舰载机在机库中是不能挂弹和装油的,因此在一段时间内,飞行甲板上的飞机就是航母能够使用的飞机。而舰载机又是航母战斗力的核心,这样的话就给人顾此失彼之感,最终美国放弃了这种做法。

美国最初的做法是在A-6攻击机的基础上改装KA-6D空中加油机,但是这样做虽然在一定程度上解决了舰载机的航程问题,但是缺点也非常明显,KA-6D本身无作战能力,同时占据甲板空间和停机位,减少航母甲板作战飞机的数量,相应的也就限制了航母执行任务的灵活性,另外新一代飞机都是多用途战斗机,内部空间较小,缺乏改装的空间,所以最终各国舰载机的空中加油还是回到了伙伴空中加油这个方法上来,我国海军航空兵采用的也是这种方法。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

F/A-18E正在进行伙伴空中加油

伙伴加油机也就是同类型飞机间的空中加油,一般指战斗机间的空中加油。伙伴加油机就是在战斗机上安装一个软管式加油吊舱,战斗需做一些小的相应改进即可。用伙伴加油机加油,比专业加油机有几个无法比拟的优点:一、加油机与受油机性能接近或相同,容易协调一致,甚至在小角度俯冲也可进行空中加油;其尾流对受油机的气动影响也不象大型飞机那么大,空中加油的安全性高;二、改装容易。大型运输机和轰炸机改装加油机要在电子设备上做较大的改进,比如安装测距雷达和后视光学系统等。伙伴加油机主要改进是机翼或机腹的油路设计,其它方面做很小的改进即可,如在夜间加油所必需的照明系统等;三、使用灵活,处理突发事件及时迅速。平时,它可以和战斗机布署在一起,执行任务时,它可以随同战斗机中队同行,可以说,加上加油吊舱就是伙伴加油机,去掉加油吊舱就是具有战斗力的战斗机,在数量上配备灵活,后勤保障容易。在战争环境中,或者它处置应急和突发事件上反应快速,响应及时;四、拥有自卫能力。伙伴加油机因改动小,仍有战斗力,所以,它不需要空中护航;五、拆卸方便。伙伴加油吊舱一般在900千克以内,甚至更小,设计有标准接口的战斗机,其挂载的过程跟导弹和副油箱没有太大区别。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

国产RDC-1吊舱

笔者注意到歼-15配备的加油吊舱并不是我们熟悉的RDC-1吊舱,它的外形类似于俄罗斯的UPAZ空中加油吊舱,它是由俄罗斯星星机械设计局研制的,它最大的特点就是采用了双级离心泵与冲压空气涡轮机,因此UPAZ 需要用沉重的液压系统,没有自身的动力,也不需要从母机上接驳电源或液压系统。UPAZ 巧妙地利用飞机飞行中的气流驱动轻巧的风车,带动输油泵和绞车,重量和系统复杂性大大改善。比较适合空间和能源供应都比较有限的战斗机使用,UPAZ采用直径为40毫米的输油软管,长度为28米,最多每分钟可以输油1600升,改进型UPAZ-1的油管直径增加到52毫米,长度有所缩短到26米,输油速度提高到2300升/分钟,最新的UPAZ-1M则输油速度则可以达到以2900升/分,相比较之下,国产RCD-1吊舱的输油速度为1500升/分钟,油管长度为16米。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

俄罗斯UPZA空中加油吊舱

从这里我们可以看出UPZA-1系列空中加油吊舱的战术技术指标要比国产RDC-1要好的多。主要表现在以下几个方面:首先是输油速度快,UPAZ-1系列的输油速度几乎是RDC-1的1.5倍,而UPAZ-1M几乎是RDC-1的2倍,输油速度越快,那么飞机空中加油的时候就越短,这样的话风险就越低,特别是给大型飞机加油的时候,更能够体现它的价值,举一个例子,给苏-30MKK补充5吨燃料,使用RDC-1可能需要5分钟以上,而UPAZ-1需要3分钟左右,UPAZ-1M只需要2分钟,另外它的油管长度也比较远,这样有助于控制加油机和受油机的距离,从而提高空中加油的安全性。另外UPAZ系列吊舱没有风车,所以对于挂载的空间要求较小,对于歼-15来说,它的吊舱挂载在进气道中间的机腹中心支线挂架上面,空间受到限制,所以UPAZ显然比RDC-1更加适合歼-15。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

UPAZ吊舱的结构比较简单

根据苏-33的数据,歼-15在有甲板风的情况下,从第3起飞点起飞,最大起飞重量可以达到32吨左右,考虑到飞机自身及吊舱的重量,载荷全部用来装燃料,那么可以达到12吨左右,现代战斗机的升阻比一般在8左右,那么32吨的飞机,大约需要4吨的推力,小涵道比涡扇发动机的军用推力的油耗一般在0.77,那么半个小时的油耗大约在1.5吨左右,也就是说在加油半径为500公里的情况下,歼-15可以为其他飞机提供大约6吨的燃料,以一架歼-15保障2架飞机计算,大约可以为每架飞机提供3吨燃料,这样就等于歼-15从每1、2起飞点起飞的时候,其最大起飞重量就可以从29吨增加以32吨,增加3吨燃料大约可以让歼-15的续航时间增加1个小时左右,按照它的巡航速度大约是900公里,考虑到风阻等因素,等于增加作战径300公里左右。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

滑跃航母甲板能够停放的飞机较少

不过这样做也有很大的局限性,举一个例子,如果保障一个4机的作战编队,可能就需要2架伙伴加油机提供空中加油支持,而辽宁舰的航母甲板能够停放的飞机数量是比较有限的,根据同级舰库滋涅佐夫号的数据,在最大停机区的状态下,它最多只能停放12架飞机,这也是库舰一次出击最多能够放飞的飞机,这样航母就需要抽出4架飞机,也就是三分之一飞机来进行空中加油保障,虽然提高了舰载机的作战能力,但是也降低了航母的攻击能力,同时伙伴加油飞机需要从第3起飞点起飞,对地甲板调度和操作提出了更高的要求,所以伙伴加油并不能解决舰载机空中加油的所有问题。

因此对于我国来说,未来发展还是要依靠弹射航母,这样的话就可以增加甲板的停机位,增加甲板可以停放飞机的数量,以保证伙伴加油机的数量,同时让伙伴加油飞机可以短点起飞,降低甲板调度和作业的难度。

歼15伙伴式空中加油的优与缺

所以我国需要弹射大甲板航母

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