美国硬管加油技术 (美国硬管加油技术有哪些)

美国硬管加油技术

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。

美国硬管加油技术有哪些

空中加油的方式有软管加油和硬管加油两种。

软管加油系统主要由输油管卷盘装置、压力供应机构和电控指示装置等组成。在加油机上，装有一条16～30米的可收放的软管，软管末端有呈伞状的锥套，内有加油接头。受油飞机机头上装有一个伸缩式肘形探管受油器。

加油时，加油机在受油机前上方飞行，由飞行员或加油员打开输油软管卷盘的锁定机构，伸出锥套，锥套受气流作用而展开，将输油软管拖出。与此同时，受油机飞行员调整飞行速度、航向和高度，待受油管插进锥套内时，油路自动接通，开始加油。

软管加油装置结构简单、便于拆装，每套装置每分钟可输油1600升，一架加油机可安装数套，能同时为数架飞机加油。吊舱式软管加油系统还可以由战斗机或攻击机携带，对同类飞机实施“伙伴加油”。但软管加油时，由于受空中气流影响软管会产生飘荡，输油效率较低，一般适用于给机动性高、加油量少的战斗机加油。

硬管加油系统，主要由伸缩管、压力加油机构和电控指示监控装置等组成。伸缩管包括主管和套管，主管外壁装有升降索和稳定舵。伸缩管式加油设备一般装在加油机身尾部下方。

加油时，加油机利用升降索放下伸缩管，稳定舵在气流作用下，将伸缩管沿垂直和水平方向稳定在一定的空间范围内，套管从主管内伸出。与此同时，受油机完成与加油机的对接，开始加油。由于输油管是硬的，稳定性好，容易与受油机对接，输油效率比较高，每分钟最多可输油6500升。但它的制造技术比较复杂，同一时间内只能对一架受油机加油，一般只有大型加油机才能装备这类设备（如KC-10和KC-135）。

目前仅有美国掌握了硬管加油制造技术，美国空军装备的战机也均采用硬管加油。美海军由于航母甲板面积有限，装备的加油机均由航母用的战术飞机发展而来（30吨左右），因此美国海军和海军陆战队的飞机仍采用软管加油。