1923年,美国陆军的一架单引擎DH-4B飞机,在飞行中由另一架同型飞机,用人工操作,以软管自流的方式进行了两次加油,从而开始了真正意义上的空中加油。
经过70多年的研究和实践,空中加油技术日益成熟和完善,应用范围也越来越广泛。空中加油机已从活塞式飞机发展到涡轮螺旋桨飞机,继而发展为喷气式飞机;加油机供油量从数千升增加到10多万升。
受油机遍及歼击机、强击机、轰炸机、预警机、巡逻机、运输机、侦察机和直升机等诸多机种。
现今,能生产加油机的国家为美、英、俄、法、中五国,世界上拥有空中加油机的国家有20余个,共装备10余种型号的加油机1000余架,装有受油装置的飞机约11000多架。
未来空中加油技术发展的重点是,克服机翼振动;完善计算机控制技术及摄像监控显示技术。
空中加油机的发展趋势是,发展大型加油机和运输加油两用型飞机;用最新技术改进完善现有加油机,实现更新换代;提高加油机的自动化程度和生存能力;注重新型加油机的研制与技术储备。
同时,在研制新型战斗机时一并考虑其加受油能力。
发展舰载无人加油机对美海军来说有着十分重要的现实意义。航母上装备加油机是必须的,但由于航母空间有限,放不下大型加油机,所以,到目前航母上都是采用伙伴加油的方式为战机空中加油。
“舰载空中加油机”的发展,无疑会为美海军带来多方面的好处。
一是技术成熟、周期短、见效快、省钱。通过美海军发展X-47B来看,继续发展舰载无人加油机不存在根本性的技术难题。
同时,无人加油机不用隐身、不用高速机动,气动设计相对简单,不用装备复杂的武器火控系统,等等,这都将大大降低舰载无人加油机研发的技术难度。
二是既能腾出大量的舰载战斗机,弥补今后一个时期战斗机的短缺,也能满足航母对舰载加油机的长远需求。
三是可有效发挥无人机的优势。无人加油机由于省去了很多有人作战飞机必备设备,比如生命保障系统、座舱等等,在起飞重量相同的情况下,其载油量比伙伴加油的方式要大,续航时间更长,维护保障费用要低。
可以认为,美海军舰载无人加油机的研制,必将进一步推动无人机的应用向其他领域拓展。
隐身加油机是在美国空军希望拥有一种能够在日益危险的战场环境中支持攻击战机并且存活率更高的新一代加油机之际,洛克希德-马丁公司认为它已经有了答案:那就是一款高燃料效率的、能够短距离起降的翼身融合机型。
据美国《航空和空间技术周刊》网站10月24日报道称,前不久,空军机动后勤司令部司令卡尔顿·埃弗哈特上将启动了下一代KC-Z加油机的研制工作——这种加油机的外观可能与现在由商用机改造过来的KC-10、KC-135和KC-46迥然不同。
埃弗哈特说,随着俄罗斯和中国等对手纷纷研制尖端的面对空导弹和防空武器、以挫败美军穿透它们空域的能力,2035年及以后的加油机的处境越来越危险。
在空军正式启动未来加油机的研制工作前(预计会在半年内启动),航空企业已开始着眼于解决这个问题。
在洛马公司负责超前机动能力的首席工程师肯尼思·马丁看来,新的战场环境决定了必须研制信号特征更低(甚至是完全隐身)的加油机,摆脱过去商用衍生加油机的设计。
马丁推测,未来的加油机需要具备在距离威胁点250到500英里(1英里约合1.6公里)的范围内作业的能力,这个距离超出现代地空导弹的射程,但是完全在敌方雷达的侦察范围和空射导弹的射程内。
他说,这意味着,下一代加油机需要有小于传统加油机的雷达截面积,但不必完全像F-35或F-22那样“尖锐犀利”。
马丁说,洛马公司的设想建立在未来军用运输机的翼身融合概念之上,这一构想是把机翼与机身前部融合在一起,提高空气动力效率和结构效率,同时机身后部采用传统设计和T形尾翼,以便于空投。
马丁说,下一代加油机可能向H形尾翼布局妥协,后者让操作者享有相比纯翼身融合飞机更强的飞行控制能力和稳定性。
马丁说:“未来的加油机的样子很可能仍然很像一架运输机,而不会是纯粹的飞翼或三角翼飞机,因为它应该是一款能满足空军机动后勤司令部日常使用的、省油的飞机。”
翼身融合机型设计有大型翼上短舱,用于放置节油的、涵道比非常高的发动机,不过马丁说,洛克希德公司的下一代加油机方案可能采用嵌入式发动机,以便减小在雷达上的横截面积。
马丁曾说:“我们喜欢翼身融合的布局——翼上放置发动机,有很多原因:这种设计使得发动机远离地面(限制外来物体的碎片);
此外,就加油机而言,将喷气流位置升高有利于形成较好的加油环境,因此我认为发动机最终基本固定在这个位置上。至于安装两个大型发动机还是4个小型发动机,我们还在研究。”
考虑到要控制涂装维护费用,马丁的研究团队还在评估下一代加油机所需的隐身涂料等级。此外,他们还在权衡是否配置先进的防御或攻击性措施,比如激光。
为了有效设计出短距离起降加油机,洛马公司的方案将利用空军研究实验所的“速度敏捷”概念验证项目的成果,这是美国航天局、波音公司和洛马公司合作十年的项目,旨在开发能够直接向战场投放负载的隐形短距起降运输机技术。
陆军裁掉未来作战系统项目后,“速度敏捷”项目也在2012年终止,没有变成开发项目。