空中硬管加油的难点 (空中加油软管)

空中硬管加油的难点

硬管的允许排量很小，一旦超过其允许范围，就可能破裂漏油。下面我从力学的角度详细分析硬管加油的技术难点。

1.空中加油的运动状态

战斗机不同于客机，对机动性要求高，这就决定了其油箱容量小，从而减轻了整架飞机的重量，获得了更高的机动性，导致续航能力下降。于是空中加油应运而生，既保证了战斗机的机动性，又提高了其续航能力。

讨论加油之前，先搞清楚飞机在空中的状态。如上图，它们是偏航、滚转、俯仰，也就是可以绕三个坐标轴旋转。此外，飞机还可以沿三个坐标轴平行运动。机械地说，我们说飞机有六个自由度(三个位移，三个旋转)。在空中，飞机是完全自由的，所以气流对飞机状态的影响非常大，飞机的六个自由度一直在变化。

在加油过程中，飞机的受力如上图所示，包括向上升力、向下自重、向前推力和空气阻力。此外，油管结构对飞机的作用力也不容忽视。在加油的过程中，这个力是最重要的力，如图中斜箭头所示。

2.硬管和软管加油的优缺点

油气管道施工中，除末端加油部分外，所有输送部分都是硬管道。我们在加油站加油，软管接加油枪。其实硬管和软管的优劣是显而易见的。

对于软管来说，活动范围更大，空中加油时可以降低软管和软管之间的同步要求。但是软管不能做得太厚(太厚的软管结构承受不了载荷)，影响加油效率。因此，在生活中，软管仅用于末端输入，不用于传输。硬管可以提供更大的流量，提高加油效率。但很明显硬管太硬，无法自由活动，气流容易造成很大的应力和损伤。此外，软管容易受到气流的影响，被吹走。

3.硬管加油的技术难点

通过以上分析，硬管加油的技术难点暴露无遗。因为飞机有六个自由度，气流很容易影响飞机的位置。在加油过程中，加油机和战斗机之间的相对位移一直是不可避免的。这种相对位移对来自硬管的水是致命的。因为，刚性管要求的允许相对位移要比柔性管小得多。

但是刚性管的角度可以左右方向和上下方向调节，这样就可以捕捉到战斗机。因此，在加油过程中，这两个方向可以旋转，但不能完全固定，也可以减少硬管中可能产生的应力。另外，硬管本身不是绝对刚体，它是半刚体，它的允许位移比我们常见的金属大。正是因为硬管的这些特殊要求，硬管本身的材质就有很高的要求。它必须具有高强度和良好的柔韧性。通常两者是矛盾的。这是第一个难点，就材料而言。其次，在制造方面，肯定是很重要的结构，有硬管。在制造过程中，需要高精度来减少制造缺陷，这对制造工艺提出了新的要求。再次，在控制方面，由于硬管的允许位移很小，所以加油机和战斗机之间的相对位移也很小。所以对飞机控制系统的要求很严格，两个系统总是可以同步的。

4.摘要

因为飞机在空中处于自由运动状态，所以有六个自由度。气流对飞机影响很大。在加油过程中，加油机和战斗机之间的相对位移非常容易。当相对位移过大时，容易使硬管内部应力过大而破裂。因此，这就要求硬管本身的材质更好，具有更好的强度和柔韧性；硬管生产要求精度高，避免制造缺陷；还要求飞机的控制系统能够随时调整飞机的姿态，减小相对位移。

空中加油软管

空中加油分软管一锥管式（简称软式）及伸缩管式（简称硬式）两大类。

一、软式空中加油

输油系统靠作用在锥套上的气动力使软管放到全拖曳位置，稳定伞保持加油接头稳定并作为受油机对接时瞄准的靶子。受油机的受油接头进入稳定伞内即可沿伞的骨架滑入加油接头并与之啮合及锁定。

来自加油机的压燃油经吊舱加油泵增压后经输油系统、加油接头、受油插头进入受油机。调压系统对加油泵的工作状态进行适时控制，以保持加油接头入口压力在规定范围内（通常为0.34±0.03MPa）变化，既可获得最高的加油率，又使受油机处于安全压力状态工作。

加油完毕后受油机减速，当软管放至全拖曳位置，软管张力超过一定值时，加油接头与受油插头即脱开。

二、硬式空中加油

硬式加油系统的主体是安装在加油机尾部的伸缩套管，伸缩套管本身由内、外套管组成，它相当于液压作动筒，在液压作用下内管（相当于活塞杆）可沿外管滑动，构成可伸缩的燃油通路。

内管端部装有加油接嘴，外管上装有小翼，加油员操纵小翼可使伸缩套管在一定锥角范围内绕根部作俯仰或横向运动。

不加油时，伸缩套管缩至最短，并由加油机尾部的钢索提升到紧贴机身尾部。加油时，放下伸缩套管，受油机进入对接范围后，加油员目视操纵小翼及伸缩内管，使加油接嘴插入受油机背部的受油插座并锁定。

加油过程中受油机可在一定范围内机动，随动系统使伸缩套管作相应运动，保持受油机和加油机的啮合状态。通过加油接嘴及受油插座上的互感线圈，可进行加油机和受油机之间的信号联络。加油完毕后，加油员操纵缩回内管拔出加油接嘴，受油机脱离。

扩展资料

软式空中加油和硬式空中加油的优缺点

1、软式加油系统

优点是：吊舱为独立装置，普通飞机改装成加油机比较方便，取下吊舱仍可执行原型飞机的作战任务；该系统可以不设专门的加油员；可以同时给2~3架飞机加油；可以给直升机加油。

缺点是：加油率低于硬式加油系统；要求受油机飞行员掌握超密集编队技术及对接技术；气流不稳定时难以进行空中加油。

2、硬式空中加油

优点是：加油率高，一般可以达到4000升/分钟；可以给大型飞机加油；对受油机机动性要求不高。

缺点是：要设专门的加油员；每次只能给一架飞机加油；不能给直升机加油。