2009年3月18日星期三

英国《今日中国防务》-中国空中加油能力探析

兵工科技2007.03
  策马 江雨/译

  编者按:本文译自英国《今日中国防务》上的相关文章,并不代表本刊赞同其观点,仅供广大读者参考。

  1988年,在北京防务技术展览会上,中国展示了由轰-6型轰炸机改进而来的一种空中加油机的模型,这应该是中国空中加油机计划的首次露面;
  1992年,轰油-6加油机与歼-8D受油机完成了中国空军历史上的首次空中加油对接,使中国成为继美英俄法之后第5个独立掌握空中加油技术的国家;
  1999年,在中国成立50周年的国庆阅兵典礼上,2架轰油-6和4架歼-8D组成了两组编队排着密集的队形低空通过天安门广场,这表明中国战斗机的空中加受油技术已经正式形成战斗力;
  2006年1月,据有关媒体报道,通过近3年的不懈努力,中国空军某团继2005年战斗机编队远程机动途中首次成功实施带有战术背景的多吨量空中加油后,全团成建制形成了空中加油能力,标志着中国空军大规模远程机动作战能力实现新突破;
  2006年12月29日,中国央视一套晚间新闻联播节目中,赫然出现了一架轰油-6与一架中国最新型战斗机歼-10进行空中加受油的镜头……
  英国《今日中国防务》上的专文报道称,这一切都表明,中国战斗机的空中加油能力正在有计划、有步骤地发展着,虽然起步有些晚,但起点高,进步快,短时间内便实现重大突破,成为新时期空军现代化建设的重要力量。

◆空中加油势在必行

  在二十世纪八十年代以前,中国空军的主要任务是国土防空,装备的飞机也主要是前线歼击机和执行战术任务的攻击机,因此对空中加油能力的需求并不是很迫切。真正使中国空军开始关注到空中加油技术的决定性因素,是中国与东南亚的一些国家在八十年代对南沙群岛领土(海)权上所出现的危机。中国空军面对部分东南亚国家侵占南沙群岛的现实威胁,却因为作战飞机航程不足的原因而缺乏应对的手段,中国战斗机几乎难以在南沙群岛有效地执行作战任务,而海军舰艇和轰炸机在没有战斗机掩护的情况下也无法起到威慑作用。从武器装备来看,中国空军有着亚洲第一位的强大空中作战力量,而海军舰艇在南沙巡航时却不得不时刻警惕越南等国的空中威胁,在维护国土安全时出现这样的窘境可以说是对中国战斗机部队最大的讽刺。中国空军为了能够将战斗机的作战范围扩展到南沙海域,先后采取了在西沙群岛修建中继机场和为战斗机加挂大容量副油箱的方法,但是这些方法在使用过程中都存在有一定的缺陷,仍然无法从根本上解决中国战斗机应付南海危机时存在航程不足的问题。需求上的牵引导致中国开始重视空中加油技术的使用价值。
  进入九十年代以后,中国空军开始从单纯的空中防御任务开始向更高的层次发展,而且随着国产和进口新型作战飞机的服役,中国空军开始从战略上产生对拓展飞机活动半径的需要。尤其是近年来在对待南中国海、东海和台海等问题上,中国决策层更加意识到拥有空中加油能力的重要性。空中加油技术是国外解决作战飞机航程问题的最佳手段,国外对于空中加油技术的发展和应用已经非常成熟和可靠,中国航空科技单位在引进国外部分技术的基础上,独立开发出了满足国内军事需要的空中加油技术。

◆加油机和受油机并肩研制

  从实际情况来看,中国当时可用的加油机平台有两个:一是在轰-6基础上研制喷气式加油机,二是在运-8运输机基础上研制螺旋桨式加油机。但面临的问题是,用轰-6作平台,飞机速度较快,飞行高度高,不足在于轰-6使用的"涡喷"8发动机耗油量大,经济性差,飞机整体载油量偏低,如果用运一8作平台,改装难度较小,整体经济性好,载油量大,但缺点是飞行速度慢,升限低。在受油机方面,当时中国只有歼-8系列战斗机最适合改装为受油机。相比而言,由轰-6所改装的空中加油机,相对于由运-8运输机改装的方案,更适合低速性能较差、失速速度较高的歼-8受油机。所以轰-6和歼-8成为当时最理想的加油机和受油机组合。

◆轰油-6的技术升级之处

  一直以来,使用不再适合执行一线作战任务的轰炸机的机身改装成同型空中加油机是各国空军省钱省力的一种惯用做法。早在上世纪六十年代初,苏联就曾将轰-6的原型机-图-16中型轰炸机改装成了两种型号的加油机:一种是图-16Z型,该机只是在原轰炸机的弹舱内加装了可拆卸的油罐和简易加油设备,随时可以再转换成轰炸机,由于供油能力有限(不超过4000千克),所以未大规模装备,另一种是图-16N型,该机在原轰炸机的机构基础上做了较大幅度的改进,安装了永久性的储油加油设备,拆除了不必要的轰炸仪表仪器,减轻了5000千克的机体重量,使图-16N型机在最大起飞重量75800千克不变的前提下,最大载油量达到了42200千克,比轰炸型号的最大载油量多载7840千克(图-16轰炸机的最大载油量为34360千克),供油能力是图-16Z型机的两倍多。
  由于中国的加油机选择了图一16的"表弟"轰-6做为平台,因此中国空军可以方便地借鉴苏联对图-16的改装经验,同时为了有效提升轰-6加油机的使用效能,中国显然在苏联经验的基础上更进了一步。中国目前共装备有两种型号的轰-6加油机,一种是空军使用的轰油-6型,另一种是海军航空兵使用的轰油-6D。从外形上看,两者的最大区别是轰油-6将原轰-6的"玻璃"领航员舱改为封闭式,而轰油-6D则保留了原轰炸型号的"玻璃机头"。从现有资料看,轰油-6的改进主要包括以下6个方面:
  一是对轰-6的机身进行重新修改,去除了原弹舱的横梁、挂弹架和电气设备等,加装了轻金属制的硬式油罐和压力加油设备,全机可载油37吨,并能为受油机输油18.5吨。如果以一架中国歼-8D战斗机一次空中最多加3吨油来计算,它就可以满足6架歼-8D战斗机的空中加油需求。
  二是在翼下加装两个全新的RDC-1软式空中加油吊舱,能为歼-8D战斗机进行空中加油。
  三是拆除原机背部、头部和尾部的5门PV-23型23毫米机炮和全部的射击指挥仪、射击雷达等火控设备,加装了雷达告警设备和箔条/红外诱饵投放器等电子对抗设备。
  四是更新了电子设备,拆除了早巳陈旧的NAS一1轰炸瞄准具,RBP-4轰炸雷达,加装了新型的导航气象雷达和两套互为备份的塔康导航系统,而且将驾驶舱传统的仪表盘改为较为现代的大尺寸液晶彩色多功能显示器。
  五是重新设计了机内油路系统,可以调动包括自用油料和加油罐内的油料进行供油,大大提高了载油效率。
  六是安装了加、受油机空中测距和对地近程导航、定向仪和近距导引系统等空中加油必要的设备。
  此外,机载通讯和灯光信号系统对于空中加油任务来说是至关重要的,为此,轰-6加油机增加了两套超短波单边带电台,而且为了实施夜间加油,除了在加油吊舱上安装指示灯外,在左右加油吊舱挂架两侧、左右起落架短舱内侧的尾锥内、后机务舱两侧各装了一套灯光信号系统。轰-6加油机可能装备了一套独立的闭路加油通话系统,该系统在加油锥套和受油机的受油探头上装有接通即启动的机内通话器,可以确保加受油机在无线电静默的条件下保持畅通的通话交流。
  需要说明的是,作为空中加油的核心设备,中国研制的RDC-1软式空中加油吊舱是中国航空设计研究院设计制造,具有自主知识产权的新型加油设备。该吊舱为外挂式,软管末端有一加油锥套,舱内有一个软管绞盘和配套的电子设备,吊舱前端有两个小型风扇带动发电机进行自主发电,不需要从母机上接电源或液压系统。整个吊舱总长为4米,软管外伸长度接近15米,最大加油量达到每分钟1500升。据报道,该吊舱在设计之初就采用了标准化的接口,可以与俄罗斯制式的受油接口直接对接。这样做有多种好处,第一是直接使用成熟技术,可降低研制风险。第二是可加快研制进度。第三是有现成的操作经验可借鉴。第四,也是最重要的一点是,具备与中国装备序列内的先进战机相对接的能力。

◆受油机性能评估

  目前,中国航空兵部队装备的受油机型主要是歼-8D型战斗机。该机是一种高空高速的本土防卫的截击机,于上世纪九十年代中期设计定型,并进行了多次改进,从1996年起陆续装备了空军及海军航空兵部队。为了具备空中受油能力,歼-8D在保证原有空战性能和超视距攻击能力不变的前提下,进行了以下改进:一是在机头右侧安装了一个固定式受油锥管,二是加装了563B惯导系统和JD一311塔康导航系统,改善了导航性能:三是换装HK-13E平显,并与惯导、塔康、定向仪等交联,实现了综合显示;四是加装了RKL800A组合电子对抗系统,五是换装了YX5飞行员供氧系统和换装了HTY-4A救生系统,可实现零高度,0-1100千米/小时速度的安全救生。进入二十一世纪后,该型机又陆续进行了性能升级,主要是更新火控雷达和射控软件,具备了发射中国研制的主动制导中距空对空导弹的能力,并可以使用新型的制导弹药对地面和水面目标进行攻击。
  改进后的歼-8D可通过空中加油增加航程和续航时间,可执行远距离或留空时间长的作战任务。从武器配备上看,加强了多用途能力。在执行空对空拦截作战任务时,歼-8D翼下位于中间的2个挂架可挂2枚新型主动中距空空导弹,内侧及外侧的4个挂架可挂4枚"霹雳"8或"霹雳"9C格斗导弹,机身下的挂架可挂1个1250或900升副油箱,在执行空对地作战任务时,机身下的挂架挂6枚250-3低阻炸弹或一枚精确制导弹药,翼下内侧和中侧的4个挂架可挂4枚250-3低阻炸弹或4枚格斗导弹,翼下外侧的2个挂架挂2个57毫米或90毫米火箭发射器。
  除歼-8D以外,由于中国产RDC-1加油吊舱的接口与俄式接口通用,因此轰油-6可以方便的为引进的苏式战机进行加油。据悉海军航空兵新引进的苏30MKK2型战机就装有可伸缩的受油锥管。从目前的相关宣传资料来看,中国的"飞豹"歼击轰炸机和歼-10多用途战斗机上也有空中受油设备,它们都具备空中受油能力。
  值得强调的是,中国歼-8Ⅱ和最新公开的歼-10都采用了可拆卸空中受油管进行空中加油,采用这种受油装置虽然使飞机要增加一定的阻力,但是与国外战斗机软管加油系统普遍采用的可伸缩受油管相比,可拆卸空中受油管不需要复杂的驱动系统和占用机体内部空间,在执行不需要进行空中加油的任务时可以拆除受油管以降低飞机的结构重量。根据目前已经公开的中国战斗机空中加油图片和视频来判断,新生产的歼-8Ⅱ、歼-10和其他对航程要求较高的战术飞机,在结构中都已经拥有可供加装受油探头的接口,空中受油管在乎常巡逻和训练中并不需要固定安装在飞机上,这样不但能够降低对机体和设备的损耗,而且也可以根据实际的需要来为作战部队灵活的配属适当数量的受油管。

◆作战使用和训练

  根据轰油-6本身的性能特点,通常情况下的作战编组方式是2架轰油-6支援12架歼-8D战斗机。这12架歼-8D组成3个空中战术巡逻小队,每个小队包括两个双机编队,可以在1200千米内分别建立三个空中警戒圈。为充分发挥战斗机本身携带油料的作用,加油机对战斗机进行空中加油的最佳空域是在其作战半径的尽头附近,而歼-8D的作战半径大约是800千米,因此轰油-6对歼-8D的最佳加油集合地点是位于基地700-850千米附近。这样即使空中加油作业万一失败,歼-8D也完全可以依靠机内剩余油料安全返回基地。如果空中加油作业能够顺利进行,歼-8D在接近其预定警戒空域时即可完成受油,随即直接进入阵位,这时空中加油机就可以返回基地了。在这种情况下,如果提高加油机在编队中所占的比率,整个歼-8D机群的作战半径还可以进一步提升。按照4架歼-8D配备l架轰油-6的编组方式,歼-8D的作战半径可以达到1800千米;按照2架歼-8D配备l架轰油-6的编组方式,歼-8D的活动范围可能会突破2000千米。当然这只是一个理论数字,因为从歼-8D的巡航速度来看,要完成2000千米外的作战任务,大约需要飞行员在狭小封闭的单人驾驶舱里呆上5.5小时。因此,是否能完成这样的作战半径更大程度上取决于歼-8D驾驶员的体力和耐力,而不是加油机本身的性能。
  对于海军航空兵来说,轰油-6D的服役更是意义重大,从部署在海南岛陵水基地起飞,按照歼-8D空中加油后1800千米的作战半径来看,歼-8D和轰油-6D的组合可以为海军的轰-6丁型反舰导弹载机进行全程护航,从而有效地震慑某些国家染指南中国海的企图,牢牢控制住整个南海的局势。如果将轰油-6和歼-8D机群进驻位于西沙永兴岛的机场,那么海军航空兵的打击范围将覆盖几乎整个菲律宾,并拓展到印度尼西亚北部。
  需要说明的是,外界对中国空军训练水平的评估千差万别。有报道称,中国空军的加油机机组每年的飞行训练时间大概只有80小时左右,约为美国加油机部队训练时间的三分之一左右,因此便有分析机构怀疑中国加油机部队的实际作战能力。其实,单纯的飞行小时数量很难准确衡量部队的实际训练水平。一方面中国加油机部队的确因为飞机数量不足和油料配给,零配件等因素,实际飞行时间相对较少,但另一方面加受油机飞行员也在采用其他方法进行地面训练和模拟训练,而这些训练可以在不实际升空的条件下保持加受油机飞行员的技能。同时,在实际飞行过程中,由于不需要进行长距离机动,因此中国加油机飞行员的加油训练时间比例也较高。中国空军一个典型的空中加油训练通常为3小时,而其中用于和受油机相配合的合练时间就占到2个小时。相比之下,美国空军的KC-135加油机一次起飞一般为5-8小时,而用于实际加油训练的时间只有1小时。所以综合起来看中国加油机飞行员的实际有效训练时间并不少。

◆未来10年内轰油-6仍将是中国的主力加油机型

  从2005年8月中俄"和平使命2005"军演之后,俄方便传出消息说中国可能会采购多达20架的伊尔-78加油机,于是有人猜测未来中国空军将会逐渐放弃轰-6加油机转而采用进口的伊尔-78。但是从中国空军的发展规划来说,这种传言不确切,而很可能会采用"两条腿走路"的策略,这是因为:第一是进口装备将来难免受制于人;第二是世界各国的加油机基本都没有采用单一机型,都会考虑不同机型的性能搭配;第三是中国空军目前尚没有类似美军的"全球战略",大量引进大型的重型加油机无疑会造成资源浪费。因此,预计在2015年前后,轰油-6仍将是中国航空兵部队最为依仗的主力加油机。
  但作为中国第一代空中加油机,如果要真正实现中国空军"攻防兼备"的战略构想,轰油-6的一些固有缺陷就决定了其不会再有进一步的发展。首先,飞机本身的经济性差,有效载油量低,仅仅能够满足两架歼-8D战斗机的满载载油量,只相当于美国KC-135和俄罗斯伊尔-78加油机加油能力的三到四分之一。其次,轰油-6的尾部空气乱流较大,而且加油软管较短,大大增加了对接难度且降低了安全性。这就对对接飞行员的素质提出了更高的要求,同时也增大了出现事故的几率。最后,轰油-6是从轰炸机改进而来,机载设备落后,噪音大,可维护性低,舒适性差,飞行员极易疲劳,不适合长时间的空中作业。要真正解决轰油-6存在的以上问题,其难度几乎相当于重新研制一个新的机种。但轰油-6的出现,毕竟让中国空军走出了迈向战略空军的关键一步,同时也积累和培养了相关的制造使用人才,锻炼了维护训练部队。目前,中国新一代大型喷气式运输机的研制已经提上了议事日程,相信中国第二代的加油机必将随着新型运输机的研制而出现。

-End-

描述:图01 1988年北京防务技术展览会上展出的中国轰油-6加油机模型
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描述:图02 轰-6飞机是中国制造的一种高亚音速中程轰炸机,采用细长流线型机身,后掠机翼。装2台涡轮喷气发动机。不但适用于执行战略轰炸任务,还可进行空中侦察。中国的轰油-6加油机就是在轰-6的基础上改进而来的
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描述:图03 轰油-6加油机是在轰-6的基础上经过多处改进而来.完全可以满足中国目前的空中加油需求
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描述:图04 运-8飞机是中国研制生产的4发涡轮螺旋桨式中型、中程多用途运输机,可军民两用,用途较为广泛。中国在研制空中加油机的过程中.曾想到以运一8为基础加以改进,但最后由于该型机升限较低,飞行速度较慢而被放弃
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描述:图05 中国自行研制的RDC-1加油吊舱系统
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描述:图07 中国自行研制的RDC-1加油吊舱系统
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描述:图08 歼-8D战斗机是中国目前主要的受油机型,早在轰油-6加油机研制的同时.歼-8D受油机的研制改进工作已经开始
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描述:图09 正在进行加油试验的战斗机加油系统
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描述:图10 曾有一种传言说,中国意欲购买俄罗斯的伊尔-78加油机,从而淘汰掉日益老化的轰油-6加油机。但从中国目前的发展现状来看,轰油-6加油机在以后的十年中.还将担当重任。图为俄罗斯伊尔-78为苏-27战斗机进行空中加油
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描述:图11 美国空军KC-135加油机
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