空中加油
空中加油技术，是飞机通过加油机在空中完成燃料补充，用以提高续航能力和远距离作战能力的技术。它是一个国家航空续航能力的标志。空中加油是在加油机和受油机的共同配合下完成的。这项技术最早用于跨大西洋商业飞行，第二次世界大战结束后，被普遍应用于军事。空中加油几乎是所有大国远距离部署战略轰炸机、战略运输机、战斗机和侦察机的主要手段。空中加油机大部分是由载重量大、补给能力强的运输机和轰炸机改装而成，少部分由歼击机改装，利用其机动灵活性为同型号歼击机加油。
空中加油主要可以分为两种主要方式：软管锥套式和硬杆接口式。空中加油技术不仅增加了作战飞机的航程，而且大大提高了飞机的生存能力，已成为现代战争中的重要支援力量，使本不能完成的任务成为可能。空中加油技术的运用，改变了以往人们只从飞机的载油量、航程来确定其执行任务种类的传统观念，使人们对得到空中加油机支援的战术飞机的作战能力有了新的认识。空中加油技术必将在未来的战争中发挥更为重要的作用。现代及其空中加油技术已成为增强航空兵机动能力和打击能力的重要措施，受到世界各国的高度重视。
发展历史
背景
在设计飞机，特别是设计军用飞机的时候，常常遇到速度、载重量和航程之间的矛盾。为了提高飞行速度，就得轻装，从而要求少带武器和燃料，这样必然要影响作战能力和航程。要飞得远，必须多带燃油，这又要增加载重量影响速度。因此，为了使飞机飞得快、飞得远，攻击力量强，采取空中加油的办法是一项必要的措施。
第一次空中加油
世界第一架飞机1903年问世不久，就有人提出通过空中加油的方式来延长航空器的滞空时间，或减少航空器的内载油量便于起飞。1917年，俄罗斯海军飞行员亚历山大·塞维尔斯基提出了空中加油的设想，十月革命后他移居美国，为自己的空中加油技术申请专利。1921年11月12日，在美国举行的一次航空特技表演中，一个叫做威利·梅伊的人背着5USal (1USgal=3.785dm)的燃油从一架林肯型飞机的机翼上，爬到另一架飞行着的JIN -24 型珍妮飞机的机翼，并移动到其发动机旁，将油罐中的航空汽油倒进发动机燃料箱，完成了世界上第一次空中加油。
1923年6月27日，美国陆军的一架单引擎DH-4B飞机在圣迭戈上空飞行，当机内燃料就要用尽时，其上空突然出现一架飞机，并垂下了一条10多米长的软管。飞行员紧抓软管，并把它接到自己飞机的油箱上创造了飞机持续留空飞行6h38min的纪录。这是航空史上第一次具有真正意义的空中加油，而上面那架飞机就是世界上第一架空中加油机。
美国
美 国的空中加油历史可以追溯到1921年，但首次实用的空中加油是1923年在加利福尼亚州的San Diego上空进行的，利用空中加油技术，DH-4飞机在1923年8月27日创造了37时15分的续航纪录。在中国航空工业集团有限公司推动下，空 中加油技术发展很快 。1929年波 音-95邮政机利用c-t和波音40B-4加油机加油，多次横跨北美大陆。陆军C-2飞机利用多次空中加油，滞空时间达到了150小时40分钟。早期的空中加油技术仅着眼于增加民用运输机的航程 。第二次世界大战以后 ，一些国家的军事部门通过战争总结认识到空中加油在军事上的作用。直到1948年，当美国空军形成了新的战略概念，开始考虑发展空中加油机。1948年空中加油有限公司提供软管加油装置给B-29轰炸机 。美国军队开始着手研制一种主要用于战略轰炸机的新的加油装置，这种新的加油装置能以比当时用软管装置更快 的速度加快 ，经过努力研制出了空中加油伸缩套管，并于1948年10月在B-29飞机上使用，接着810架KC-97飞机亦装上此装置 ，以便为战略轰炸机加油。将B-47喷气轰炸机改装成为KB-47加油机，并在朝鲜战场上为F-84战斗机空中加油，进行实用性试验 ，这是空中加油技术第一 次被用于战争，美国是加油机数量最多的国家。
1950年，波音公司开发了“伸缩套管”加油装置，即著名的“波音探管”美国人很快将这一技术使用到 KB-29P飞机上，完成了硬式伸缩套管的空中加油。为了区别这两种加油技术，人们习惯地把软管锥套加油装置称为“软式加油”，把伸缩套管加油装置称为“硬式加油”。美国在20实世纪50年代初就对具有硬式输油能力的KC-135空中加油机加油机进行了研制，并于1956年8月完成了首飞。为了进一步提升加油能力，美国军队于1978年开始研制兼备加/受油能力及更大载油量的KC-10加油机加油飞机并于1980年7月完成了首飞。进入21世纪以来，为了替代服役逾60年的KC-135加油机，美军开始对KC-46新一代加油机进行研制，并于2014年12月实现了首飞。如今，美国正在服役的加油机群包括520架艾森豪威尔时代的KC-135气飞机5架里根时代的KC-10喷气飞机及20架新一代KC-46喷气飞机。
英国
英国也是研制空中加油设备较早的国家。1949 年，英国空中加油公司试验成功“软管锥套”加油装置，很好地解决了空中对接的技术难题。
而英国皇家空军直到五十年代后期才开始采用空中加油技术。最开始是使用 “勇士 轰炸机改装而成，六十年代末期又把即将停产 的胜利者轰炸机改为加油机。 胜利者加油机有三条空中加油软管，可同时为三架受油机加油，它不仅能为鹞式、标枪、海盗、鬼怪等轻型飞机加油，也可以使火神等大型飞机得到燃油补给。VC-10是为英国皇家空军研制的新一代加油机，它是三点式空中加油机，在其机翼下挂两个MK32/2800型空中加油吊舱，后机身内装有一个MK17型内装软管绞盘的加油平台。
苏联
苏联五十年代中期就拥有杜-16加油机，但由于加油方式落后， 六十年代初期由米亚-4取代。米亚4加油机采用插头-锥套加油 法，加油软管绞盘装在弹舱内，最大载油量可达70吨。米亚-4加油的有苏联战略轰炸机杜-22、米亚1和杜5等。
中国
中国于20世纪80年代才开始进行空中加油机和受油机的研制工作。经过三十多年的不懈努力，已掌握软式空中加油技术。
进入20 世纪80 年代，空中加油技术当时只有美国、英国、苏联等少数军事强国掌握，研制难度极大。中国开始采取国外技术引进和国内自主研制“两条腿走路”的办法，推进空中加油机研制。并于1988年正式启动工程研制，1989年西方实施对华“制裁”后，加快了自主研制的步伐。
加油吊舱是加油机研制的关键环节，技术难度很大。1978 年，附件所将其列为所级预研项目，1981 年被三机部列为部级预研项目，1987 年突破关键技术并研制出原理样机，同时进行了地面动态对接试验，空军由此支持“空中加油工程”。空中加油吊舱的部件达 40 余项，新研率达 95%。空中加油工程启动后，附件所全力以赴组织攻关，一切为工程研制让路，在两年半的时间内，先后攻克了加油控制系统、软管拖曳/回绕、冲压空气涡轮、稳定乎系统等技术难关，完成加油吊舱的设计、生产、总装、试验等一系列研制工作。1991 年 2月，吊舱通过交付评审，提前完成研制任务。1991年12月，空中加油工程首次空中对接加受油试验成功；1996年4月，工程研制胜利完成，并于1998 年获国家科学技术进步奖特等奖。
进人21 世纪以后，随着我国空军“攻防一体化”战略转型开始加快，软式空中加油系统的缺点也逐渐暴露出来。为了适应现代化战争的需求，我国也开始进行硬式空中加油的研制工作。随着航空工业技术的快速发展，特别是以运-20 为代表的大型运输机以及以 C919 为代表的大型客机的研制成功，为发展硬式空中加油机提供了物质条件。目前，我国在役的主要加油机——运油20采用的就是机翼两边各1个加油吊舱、加上机身中心线1个加油平台，总共能够伸出3条软管的软式空中加油布局。2018年4月28日，我国首次公布了运-20 空中加油机及其硬式空中加油技术的研制细节，标志着硬式空中加油已经成为我国未来空军发展的重要方向。
主要形式
根据加油和受油接口的不同，目前空中加油可以分为两种主要方式：软管-锥套式(PDR，probe and dr。gue refueling)和硬杆-接口式(BRR，boom—and—receptacle refu—eling)，二者分别简称为“软式”和“硬式”。
软式加油
软管-锥管式（简称“软式”），20世纪40年代末由英国率先研发，主要由一条22米至30米的软管和一个锥形漏斗组成。“软式加油”装置通过加油吊舱放出加油软管装置，受油机飞行员操纵飞机使受油探头与加油锥套对接，顶开锥套内的单向活门实现加油。“软式加油”技术是一种较为成熟的技术，美国海军和世界大部分拥有空中加油机的国家普遍采用这种空中加油方式。
优缺点：优点是飞机上不需要专门的加油员，且一架加油机可同时为2至3架飞机加油，但加油效率相对较低。由于软管放出后受气流影响大，对受油机飞行员超密集编队技术及空中对接技术的要求很高。因受大气紊流影响较大，存在软管和受油机操作难度大、加油速度慢 (约1500L/min)、容易引起受油机驾驶员疲劳，甚至会贻误战机等缺点。
硬式加油
伸缩管式（简称“硬式”），其装置由伸缩式加油伸缩管、压力供油机构和控制机构组成，加油对接主要由加油员完成。操纵员可通过操纵短翼，使套管在一定角度范围内移动。当受油机接近加油机尾部时，两机相对位置保持不变，套管操纵员操纵短翼，将套管伸进受油机受油口。对于战场上分秒必争的战机而言以及从对飞行员的技术要求来看，硬式空中加油以其较大的优势成为世界各国竞相研究的热门技术。加油机通常由大型运输机改进而来，有较大的载油量、易于实施改装、作战适应性强和研制成本低成为选择加油机平台的重要指标。
优缺点：优点是这种加油方式受空中气流影响相对较小，对接操作比软式加油更为方便。套管直径较大，加油速度快(约6000L/min)、加油率高，加油设备简单、对空气亲流不敏感、驾驶员工作负荷小，可以给大型飞机加油，但是一次只能为一架飞机加油，而且无法给直升机加油。
其他形式
根据使用实践及多机种协同作战的需要，目前世界上又出现了两种软硬式结合的加油机：一种是在一架飞机的尾部装伸缩套管，两翼下再挂吊舱，构成软硬式三点加油机；另一种是把伸缩套管端部的加油接嘴换成带一小段软管的锥管，使硬式加油机在必要时可临时改装，给装有软式受油系统的飞机加油。
加油过程
空中加油过程大致分为以下几个阶段：会合阶段、编队阶段、对接阶段、加油阶段、退出阶段。
会合阶段
由于加油机和受油机的速度不同，必须约定会合空域、航线、时间。会合时受油机要比加油机的飞行高度低 60米进入，防止相撞。会合程序加油机和受油机会合有以下几种方式：同向会合、定时定点会合、预定空域待机会合、对飞会合。
同向会合
同向会合加油机和受油机从同一机场起飞，组成一个编队，加、受油机在预定空域进行空中加油，加油完毕后，加油机返航。此方式多用于“伙伴”式加油。福科特会合，是一种有序出航的会合程序，通常用于目视气象条件下加、受油机由同一机场行动的情况。伴随出航/伙伴爬升，受油机先起飞，并且在加油机起飞时完成目视盘旋；随后，受油机加入正在爬升的加油机编队。该方法的优点：①受油机不会暴露在重型加油机的尾后紊流下；②如果受油机不能正常工作，其可在起飞后加油机升空前知道。尾追出航，加油机在受油机之前起飞。
定时定点会合
这种会合使用较多，就是加、受油机按预定的时间和预定的空域会合。会合是根据指挥所指挥或协同作战计划进行的。由于加、受油机起飞的机场不同，飞行的航线不同，因此，加、受油机必须保持联络，互相通报各自的位置、航向、高度和速度。确定距离后，使自己位于加油机的后侧下方一定位置，然后保持与加油机沿同一航向飞行，为即将进行的对接作准备。定时定点会合程序有很多，下面以阿尔法会合为例。阿尔法会合是一种由雷达控制站指挥完成的会合程序，雷达控制站为陆基、海基或空基（早期预警），该会合通常用于引导受油机找到位于空中加油空域或锚定区域内的加油机。要求雷达操纵员能够主动控制空中受油机，将其引导至加油机后方 1.85 km，下方300 m 处。建立目视联系后，受油机开始缓缓爬升至加油机的尾后位置（硬管式）或观察位置（软管—锥套式）。加油机（群）按锚定航迹飞行，保持在基本空中加油高度。通常，转弯坡度为15°或25°。采用左拐弯的环形跑道，跑道短边的长度为13～37km。13km适用于小型、低速的加油机，比如KC-130加油机；37 km适用于大型、高速的加油机。长边标准长度为92.5km。模式的位置由锚点和进入航线方向决定。单架加油机或加油机编队均可使用此锚定模式。按照规定，不同的加油机或加油机编队之间的垂直间距为1200m。通常情况下，认为900m是加油机编队之间的最小安全垂直距离。
预定空域待机会合
在预定空域加油区，加油机按不同高度层次配置几个加油带，加油机事先在该区等待受油机，此方式多适用于大机群作战，比如海湾战争等。为了避免空中加油时受到敌方攻击，加、受油机的加油区域或会合点要严格保密，往往不允许地面指挥或加、受油机之间联络。这种会合通常加油机要提前几分钟到达预定的会合空域作等待航线飞行，等待受油机到来。会合程序与定时定点会合基本一致。
对飞会合
对飞会合当加、受油机相距较远，两机相对飞行时，需要保持一定的高度差（50～200 m），高度差的大小视两机的距离、天气条件和飞机驾驶员的技术水平而定。一般情况下，两机的距离越近，高度差就应该相对减小，以便受油机搜索发现加油机。在两机接近到一定间距采用收音机联系。因此，加受油机应设有自动引导设备，如塔康、惯性导航等。现代化战争已采用预警机、卫星导航及全球定位系统，确保加、受油机准确、安全会合。布拉弗会合，是基于航向的会合程序，它将同时使用加油机和受油机上的机载设备。在加油机或受油机导航设备的精确性有疑点或降级时，最适合使用本程序。此外，该会合程序还有一个优点，因为它不需要预先知道空中加油航线。然而，需要指定会合初始点（RVIP）、受油机进入航线和会合控制时间。这种会合程序能够迎合未安装空中截击雷达的受油机的需求，也适于为大型或战伤的受油机加油。
编队阶段
气象条件
对于目视气象条件，受油机将被引导并保持在观察位置或重新编队区域，形成编队形式。从编队的前方观察，整个编队的宽度不得超过 1.85 km，并且受油机必须保持在加油机高度上下 60 m 的高度层内。
观察位置
加油机将左侧分配给正加入编队的受油机。受油机观察位置的具体位置由加油机上有无尾后观察员或硬管加油员决定。无加油观察员的加油机加油机无尾后观察员时，受油机需向前机动到加油机机翼前缘线前的观察位置，以便让加油机飞行员看见和识别。有加油观察员的加油机当加油机有尾后观察员或硬管加油员时，观察位置处于加油机机翼前缘线之后。
对接阶段
两架飞机对接时，除了加油开关和通话开关，飞行员不得按动其他电钮，防止误触武器开关和其他开关，引起危险。
加油阶段
受油机和加油机在这个时候的高度、速度、位置都必须严格地一致。当受油机加进一部分油时，飞机的重量就会增加，而此时加油机的重量却在减轻，两架飞机必须随时调整自己的速度，使飞机始终保持步调一致。软式加油程序各国加油软管标识各具特点，加油信号灯也不尽相同。
退出阶段
解散程序加油完成后，受油机将被告知可安全进入重新编队位置。这个时候也必须严格按照程序飞行。首先是受油机降低速度，离开加油机一定距离之后，受油机再作脱离动作。如果有2架或2架以上的受油机，则其应在加油机的右侧成梯队进行重新编队，第一架受油机靠近加油机，其他受油机按顺序移至重新编队位置。解散的时候，受油机群可从重新编队位置水平或爬升飞离加油机。因为其他受油机很可能从下方加入加油机编队，所以受油机在离开加油机编队时，通常不能采用下降离开的方法。
主要作用
增加飞机航程及作战半径
采取空中加油手段可弥补飞机载油量的不足，使其能够执行远远超过飞机作战半径的远程作战任务。一般情况下，进行一次空中加油，轰炸机作战半径可增加25%一30%，战斗机增加30%一40%，战略运输机的航程可增加一倍，如果进行多次空中加油，则作战半径和航程可以增加到机上贮氧量及飞行员体力能达到的最大范围。增加航程还可以使作战飞机远距离迅速转移，实施突袭或战略布防。直升机一般航程较短，进行空中加油则可使之完成远海作业、紧急救援或其它特殊任务。
增加飞机留空时间
增加飞机留空时间对预警机及担任巡逻的飞机有特殊意义。当作战飞机执行巡逻任务时，采用空中加油可延长其留空时间，减少飞机的频繁起落加油次数，同时减少飞机的需求量。对舰载机来说，当出现舰面不能着陆的紧急情况时，可对返航的飞机进行空中加油，使其留空待命或转飞备降场。
改善作战飞机的起降性能及机动能力
由于飞机的载油量减少，从而减轻了起飞重量，可使飞机在较小的机场起降。
增加机载设备或飞机有效载重
在飞机起飞重量受到限制的情况下，对于战略轰炸机和强击机来说，执行远程作战任务，燃油是一个制约因素，，使用空中加油，飞机就可以最大限度地装载更多的武器弹药或特种设备，提高其战斗力。
能够救援飞机
对于因故障、中弹而失去燃油的飞机或因其他原因而无油返航的飞机，实施空中加油可以使之顺利返航。
有利于机动兵力
采用空中加油技术，可以使战略轰炸机、战略运输机等在国内实施地区间机动和向海外机动作战，实现快速调动兵力。
空中事故
由于难度系数大，空中加油事故可谓屡见不鲜。即使是较早发展空中加油技术的英国，也常被曝出空中加油事故。2018年8月，英国皇家空军一架F-35B战斗机从美国南卡罗来纳州跨大西洋飞回英国，在空中加油对接时，受油机探头未能与加油机锥形浮锚对接成功，浮锚直接撞上F-35B战斗机机体表面，导致战机隐形涂层遭到严重破坏。
美国空军同样无法避免这个问题。最惊悚的是在1966年，美国军队一架KC-135空中加油机加油机在地中海沿岸为B-52轰炸机进行硬式加油时，两机发生碰撞事故，B-52轰炸机和KC-135加油机上的7名机组人员全部遇难。更严重的是，当时这架B-52轰炸机还挂载了4枚氢弹，其中两枚坠地破损导致核污染，另有一枚坠入地中海，美军花费两个多月才将其打捞起来。
2020年9月29日，美国海军陆战队一架F-35B战斗机在与一架KC-130J加油机进行空中加油训练时发生碰撞，在加利福尼亚州东南部坠毁。KC-130J加油机的右翼两台引擎叶片全部损毁，最终迫降在一片农田中。这次事故虽未造成人员伤亡，但导致该架美国F35B联合攻击战斗机战斗机彻底损毁，无法修复。
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参考资料
事故频发的空中加油.今日头条.2023-11-30
基于双目视觉的空中加油锥套定位与对接控制-中国知网.中国知网.2021-07-07