【6/1更新】現(xiàn)場(chǎng)揭秘:國產(chǎn)“獵鷹”飛機(jī)熱加油

近日,空軍石家莊飛行學(xué)院某旅按照年度軍事訓(xùn)練工作安排,組織教10飛機(jī)赴民航機(jī)場(chǎng)展開起降與熱加油訓(xùn)練,通過在飛機(jī)不停車情況下進(jìn)行熱加油、熱掛彈訓(xùn)練,不斷提高部隊(duì)?wèi)?yīng)急作戰(zhàn)和飛機(jī)續(xù)航續(xù)戰(zhàn)能力及教10飛機(jī)作戰(zhàn)效能。

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今天就來給大家硬核科普一下
如此高能的瞬間背后的故事

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陶冉/攝

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地面熱加油,到底有什么作用?
出于安全考慮,動(dòng)力設(shè)備的燃料添加通常都需要在熱機(jī)關(guān)閉的冷狀態(tài)下進(jìn)行。我們都知道,汽車在加油之前都需要按規(guī)定熄火,這一點(diǎn)飛行器也不例外。

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歷史上早期的空中熱加油,源于航空特技表演。一名特技表演者移動(dòng)到另一架飛機(jī)上,向油箱中注入了5加侖燃油。

但是在一些極為特殊的場(chǎng)景——主要集中在軍事領(lǐng)域,與任務(wù)完成能力相比,熱加油帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)居于次要的地位,飛行器在發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下完成燃料的補(bǔ)充將帶來更大收益。最為典型的例子就是空中加油,此時(shí)飛行器不僅不能關(guān)閉動(dòng)力,一些最大飛行速度較慢的飛行器,尤其是直升機(jī)和低速飛機(jī),動(dòng)力系統(tǒng)要以更大功率輸出才能跟得上加油機(jī)的速度。

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航母起降能力有限,艦載機(jī)之間的伙伴加油主要目的在于支持飛行器安全返航著艦,燃油補(bǔ)給主要還是在甲板上完成。

但是,空中加油并不能在所有的情況下,都實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器持續(xù)作戰(zhàn)能力的完整支持。比如再次為飛行器裝載導(dǎo)彈、炸彈、副油箱、炮彈,此類工作就必須在飛行器的地面靜止?fàn)顟B(tài)下完成;又比如艦載機(jī)在遠(yuǎn)洋范圍活動(dòng),經(jīng)常無法得到陸基大型加油機(jī)的支持,需要頻繁返回航母進(jìn)行燃油補(bǔ)充。

在這種背景下,飛行器的地面熱加油能力,就有著無法被取代的重要價(jià)值。有些飛行器在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后,動(dòng)力艙和設(shè)備艙需要經(jīng)過冷卻后才能再次執(zhí)行起飛流程。熱加油通過取消發(fā)動(dòng)機(jī)乃至機(jī)載設(shè)備系統(tǒng)的關(guān)閉環(huán)節(jié),可以避免飛行器再度經(jīng)歷冷啟動(dòng)所需的繁瑣耗時(shí)過程。

熱加油不僅可以極大幅度地縮短落地后再次起飛所需要的時(shí)間間隔,而且可以使飛行器的部署靈活性也獲得大幅提升。在一些特定的情況下,這樣的改變足以顛覆整個(gè)地區(qū)的力量對(duì)比,從而成為決定戰(zhàn)場(chǎng)勝負(fù)的關(guān)鍵。

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軍用飛行器在民用機(jī)場(chǎng)、戰(zhàn)時(shí)作為緊急跑道的高等級(jí)公路等環(huán)境下使用時(shí),熱加油能力具備極大的意義。

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可見遠(yuǎn)處地面保障車輛。

比如從時(shí)間上講,航空兵脫離后方基地前出部署時(shí),越是突發(fā)性的急迫任務(wù),第一波次的運(yùn)力往往越是珍貴有限。飛行器連續(xù)出動(dòng)對(duì)于地面裝備和人員的依賴越少,在相同的時(shí)間和運(yùn)力限制下,能有效出動(dòng)投入作戰(zhàn)任務(wù)的數(shù)量就越多。

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蘇-27配套的空調(diào)車。蘇-27地面冷啟動(dòng)需要大功率的電源車、氦氣車等多種車輛支持。

飛行器完成完整的冷啟動(dòng)環(huán)節(jié),通常需要包括氣源車、電源車、空調(diào)車等保障裝備和對(duì)應(yīng)的地勤操作人員實(shí)施地面支持。而在熱加油模式下,飛機(jī)從落地到再度起飛,可以不需要這些設(shè)備與人員的參與;只用少得多的設(shè)備和人員,就能支持更多的飛行器參與戰(zhàn)斗。

再比如從空間上講,很多傳統(tǒng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有高原啟動(dòng)需求。這導(dǎo)致大量飛行器在海拔2500-3000米以上的機(jī)場(chǎng)使用時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)難以正常完成冷啟動(dòng),需要地面提供大量壓縮空氣噴射至進(jìn)氣口等措施輔助。

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熱加油風(fēng)險(xiǎn)性較高,通常僅在必要時(shí)實(shí)施
和發(fā)動(dòng)機(jī)停車狀態(tài)下的冷加油相比,熱加油引入了相當(dāng)多的危險(xiǎn)因素,必須格外謹(jǐn)慎對(duì)待。因此除了針對(duì)性的專項(xiàng)訓(xùn)練之外,熱加油通常僅在明確需要縮短飛行器再次出動(dòng)時(shí)間、提高作戰(zhàn)效率等情況下,才會(huì)被允許實(shí)施。

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F-18系列雖然也有熱加油能力的要求,但從實(shí)際設(shè)計(jì)來看,它至少需要關(guān)閉右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)才能確保地勤人員的安全。

熱加油的風(fēng)險(xiǎn)源于兩個(gè)方面:
首先是飛行器在發(fā)動(dòng)機(jī)開啟狀態(tài)下,對(duì)地面人員形成的直接人身安全。
飛機(jī)螺旋槳、直升機(jī)旋翼/尾翼、噴氣式飛機(jī)的進(jìn)氣道和尾噴管,都是非常典型的高度危險(xiǎn)因素。在熱加油過程中,飛行器需要地面人員頻繁地貼近飛機(jī)活動(dòng),比如布置/移除輪擋,連接/斷開壓力輸油管道,拆卸/掛裝各種吊艙、武器載荷、副油箱等。稍有不慎,比如人員誤從發(fā)動(dòng)機(jī)噴流區(qū)域經(jīng)過,便極易導(dǎo)致人身傷亡事故。

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為了具備熱加油能力,從加油到人員服裝面料,都需要符合更高的安全標(biāo)準(zhǔn)。

其次是飛行器在熱加油的過程中,存在高得多的起火可能性。
飛行器在實(shí)施壓力加油的過程中,不同程度的油氣排放和燃油流出是難以避免的,特別是在地面靜止?fàn)顟B(tài)下,油氣難以快速彌散,往往會(huì)在局部聚集形成較高的濃度。而在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的狀態(tài)下,飛行器表面會(huì)存在大量的高溫區(qū)域,哪怕是能量極為微弱的靜電火花,都有可能引發(fā)火災(zāi)。

只有對(duì)飛行器和相關(guān)設(shè)備都進(jìn)行嚴(yán)密的針對(duì)性設(shè)計(jì),地勤人員訓(xùn)練有素,而且嚴(yán)格遵照特殊流程進(jìn)行操作的情況下,熱加油才能在保證安全的前提下發(fā)揮重要作用。
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越來越多的國產(chǎn)飛行器將具備熱加油能力
隨著中國航空工業(yè)基礎(chǔ)能力的飛速進(jìn)步和不斷的型號(hào)經(jīng)驗(yàn)積累,熱加油能力已經(jīng)開始成為國產(chǎn)飛行器的標(biāo)準(zhǔn)配備,教10飛機(jī)就是其中的典型代表。

從設(shè)計(jì)角度來看,熱加油能力主要涉及兩個(gè)方面。首先是對(duì)原有燃油系統(tǒng)和相關(guān)加油設(shè)備的改進(jìn)強(qiáng)化,進(jìn)一步提升其安全性能;降低油氣排放和燃油流出,降低靜電引發(fā)火災(zāi)的概率

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注意教10加油口蓋的布設(shè)位置,即使是在發(fā)動(dòng)機(jī)開啟狀態(tài),操作者依然處于安全區(qū)域。

其次是在全機(jī)的設(shè)備布置上,從一開始就進(jìn)行有效的總體協(xié)調(diào),尤其是處理好各種進(jìn)/排氣口、艙蓋、開關(guān)面板、接口的位置。既要確保在發(fā)動(dòng)機(jī)工作的狀態(tài)下,熱加油過程中排放和溢出的油氣也不會(huì)接觸到足以將其點(diǎn)燃的各種高溫、或是可能形成電火花的部位;又要確保地勤人員的站位和動(dòng)線不會(huì)與危險(xiǎn)區(qū)域重合,地勤人員之間可以確保相互之間的目視接觸和有效交流,能夠直接觀察到排氣口等關(guān)鍵部位的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

在熱加油功能的進(jìn)步中,具體到一個(gè)飛行器型號(hào)的設(shè)備性能、設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)步固然相當(dāng)重要,但人員觀念上的進(jìn)步,總體論證規(guī)劃、設(shè)計(jì)研發(fā)和試驗(yàn)流程上的制度進(jìn)步,價(jià)值更是遠(yuǎn)超前者——它會(huì)將持續(xù)不斷地改善和進(jìn)化,惠及諸多國產(chǎn)裝備。

最后,不只是教10這樣的新產(chǎn)品才能具備熱加油能力。我國目前有不少型號(hào)的飛行器,在燃油系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上具備很大的潛力,完全可以通過優(yōu)化加油流程,或者對(duì)現(xiàn)有機(jī)型的改裝和研發(fā)后續(xù)改進(jìn)型號(hào),來獲得完整的熱加油能力。無論是對(duì)于我國自主裝備水平的提升,還是對(duì)于鞏固和擴(kuò)展海外市場(chǎng),這都是一個(gè)極具價(jià)值的領(lǐng)域。


- End -


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