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划时代的开始——二战期间及战后初期的美国空中加油技术发展

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嘛,一楼稍微水一下,也算是自己在这个贴吧第一次发这种帖子吧(笑),由于本人是文科生,所以也许有部分和机械有关的内容可能由于翻译问题之类的出错,尽情见谅。当然由于本人最近也很忙(毕竟也有不少文章在填坑ing),所以更新也可能比较慢,也请见谅


IP属地:浙江1楼2019-03-19 13:20回复
    “空中加油”,这项技术在今天来看已经完全不足为奇,在现代战争中,空中加油机的正确运用与否已经成为了现代空战能否胜利的决定因素之一,而美国空军作为如今世界上最强大的空中力量,其拥有的加油机数量也是完全不可小视的,要知道如果没有它们,那么即使是强大的美国空军也将失去在全球范围作战的能力,我们也将无法看到那么多令人津津乐道的军事行动。凡事总有开始,美国空军今日庞大的加油机队既不是空穴来风,现代化空中加油技术的诞生及成功运作也是在经历了无数次成功和失败交织的试验以后才得以实现的,那么今天,就来探讨一下美国军用空中加油技术的起源吧。

    (如今空中加油机的存在可以说为美军在全球范围内的军事行动提供了强有力的支持,但是在七十多年前,却不是这样的)


    IP属地:浙江2楼2019-03-19 13:24
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      该楼层疑似违规已被系统折叠 查看此楼


      IP属地:浙江6楼2019-03-19 13:30
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        20世纪初期的几次空中加油试验以及参与试验的人员的合影


        IP属地:浙江7楼2019-03-19 13:33
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          按照规定,为了能够尽可能准确地飞至正确位置,B-24机组成员需要观察到位于B-17轰炸机右侧机翼的四号引擎,也就意味着B-24轰炸机的驾驶舱将直接位于B-17轰炸机的右侧机翼后缘上方。根据美军测试人员留下的报告可知当时参与测试的B-24轰炸机并未配备驾驶员侧窗,而且当时人们认为在驾驶舱加装气泡形侧窗会影响整体气动外形,因此是弊大于利的做法,但测试结果很快表面飞行员难以将B-24轰炸机长时间保持在这个位置,至少在该位置保持十分钟后飞行员便很容易感到十分疲惫,而整个空中加油过程需要12-13分钟才能完成。(虽然这项结果并没有计算接触和脱离所需的时间,当然该报告同样认为这种问题并不会带来太多负面影响)测试人员在经过测算后认为加油软管应该在13分钟30秒时间内完成输送1450加仑燃油的工作,整套空中加油系统由宾夕法尼亚中央航空公司负责安装至B-24轰炸机的机体内,虽然这套系统在测试早期所采用的配置和当年英国进行的测试十分相似,但后来也随着整套测试的逐步推进而进行了一系列改动。在经过改装后的B-24轰炸机的机体内拥有八个油箱以容纳用于输送的燃油(总计1720加仑),它们分别位于炸弹舱右前方(一具油箱),炸弹舱左前方(即位于加油软管转盘鼓上方的一具小型油箱),炸弹舱后方(两具油箱),后顶板(三具油箱)以及无线电隔间(一具油箱),其中位于无线电隔间的油箱由于过于靠近大量电子设备,因此采用了自封闭的形式,而剩下的油箱则由铝打造而成。

          (经过改装后的B-24D加油机下方的软管、转盘及连接线,还可以看到射弹)


          IP属地:浙江9楼2019-03-19 13:37
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            这项具有划时代意义的空中加油测试于1943年4月24日起正式启动,地点为英格利机场,试验持续的时间为七周左右。在试验过程中由于B-24加油机的钢缆发射器的发射角太高导致牵引钢缆在释放完毕后正好会被机翼左侧的螺旋桨切断,后来人们发现如果将发射器改为平射的形式便能避免此类问题,美国陆航同样规定空中加油任务的巡航速度为150英里/小时(240千米/小时),这项指标相比英国人进行的测试要高出不少,而这也导致测试人员认为射弹同受油杆之间的接触角度应该由32.5度增加至40度从而避免钢缆由于受到过大冲击而被折断,同时他们也曾经提出由于发射器的位置因素影响导致加油机的螺旋桨产生的强烈冲击气流很容易将发射完毕以后的牵引钢缆吹飞至其他地方(至少会减少牵引钢缆飞至加油机前方的距离),随后测试人员决定为存放钢缆的盒子增加一套防护罩,由此一来便能大幅减少空气流动变化对钢缆飞行距离的不利影响,在以上措施得到实施以后不论是加油机还是受油机都能顺利完成测试任务。

            (B-24D加油机内部的牵引钢缆发射装置的照片)


            IP属地:浙江10楼2019-03-19 13:39
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              整个试验的前五次试飞任务都没有进行空中燃油传输环节的相关练习,其目的在于让双方机组成员都能熟悉空中加油的相关环节,而在这五次试飞中人们发现由于测试规定的飞行速度要高于之前英国进行的同类型测试,因此显著增加了两机之间的牵引钢缆和加油软管之间的阻力,随后他们计划用于将B-24的加油软管和B-17轰炸机尾部的受油杆探头相连接所用的钢缆强度由1300磅增加至2000磅,同时还将加油软管的长度提升至235英尺。陆航机组成员平均花费五分钟时间完成发射钢缆、卷动加油软管以及加油软管和机内油箱的连接工作,同时他们还在13分钟以内完成了传输1500加仑燃油的工作,其中整项试验中最困难的部分是保障两架飞机之间的互相接触,随后测试人员决定为B-17轰炸机的连接缆线增加标记以便加油机的机组能够通过目视识别来确保自己处于正确的位置。在五次初期试飞任务结束以后他们又执行了七次实际空中加油行动,其中第六次飞行任务中有一架飞机为整场试验过程进行了拍摄工作。

              (从另一个角度拍摄的B-24D加油机内部的加油软管设备)


              IP属地:浙江11楼2019-03-19 13:41
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                为了便于在加油完毕后脱离,B-17机组被允许将加油软管和牵引钢缆的连接点保持在自己飞机后方350英尺左右的位置,而根据1943年6月18日的飞行报告可知,当牵引钢缆完成脱离后,B-24加油机组只需缓慢向右飞行便能完成任务的最后一个环节,而当加油软管在空中自由拖拽时B-24加油机会出现轻微打滑现象,当然这种现象也将在软管被回收完毕以后得到解决。经过一系列测试以后人们认为这套设备具有实用价值,并且整套流程都能由任何一位机械操作能力处于平均水平线的机械师或其他机组成员完成,同时在1943年6月25日出版的报告也提到未来计划采用的的相关改进措施应着重于提升B-24加油机的单位时间输油量从而减少空中加油所需的时间,最后他们同样建议考虑将这种加油方式彻底实用化以便拓展现有的B-17轰炸机部队的作战航程。而根据1943年7月20日留下的报告可知,如果让一架B-17F轰炸机携带6000磅炸弹起飞,那么它能在飞行1344英里以后获得一架B-24D加油机的支援,后者将向它输送1400加仑燃油,由此一来B-17F轰炸机便能继续前往距离起飞地点1900英里外的目标并将在上空保持15分钟的作战时间后返航,但是另一份关于现有空中加油技术的战术价值的分析报告认为这种改装对于轰炸机而言太过复杂,因此并没有任何必要进行全面实装,同时如果轰炸机和加油机在空中加油过程中遭到敌机攻击,那么暴露在外的加油软管将很容易在被击中以后起火并严重危及两者的飞行安全,而空中加油系统的存在也意味着需要两个中队的飞机才能完成以往一个中队的飞机就能完成的任务。
                当然除了以上提及的几个因素以外,新式轰炸机的服役及参战也宣告了这项具有划时代意义的计划的终结。1943年6月,首支装备B-29“超级空中堡垒”战略轰炸机的作战部队,即第58轰炸机联队在堪萨斯州的瑟琳娜基地正式组建完毕,这款被寄予厚望的新武器无疑将成为美国陆航的新一代“杀手锏”,其技术先进程度相比于二战时期其他任何一款轰炸机而言都能用“代差”二字来形容。从技术角度来看,B-29轰炸机能在携带20000磅炸弹的情况下拥有4728千米的航程,作战半径为2638千米,在10500米高度可拥有高达612千米/小时的最大平飞速度,携带20000磅炸弹情况下的实用升限为12180米,同时这款轰炸机还拥有诸如机械弹道计算机以及中央火控系统之类的先进设计,可以说B-29轰炸机在当时完全满足了对日战略轰炸的作战需求,何况即使是它也远不是当时美国航空实力的最强代表作品,至少当时美国陆航同样抱有极大期望的“下一代战略轰炸机”——即未来的B-36“和平缔造者”洲际轰炸机项目即将在1943年7月23日获得首批100架生产订单,后者相比当时刚刚服役的B-29轰炸机的技术领先程度甚至都无法用“代差”二字来形容!虽然初出茅庐的B-29部队在参战初期依然需要克服种种困难且从中国境内起飞只能攻击日本九州地区的大部分工业区,但是未来第20航空队将让战火烧至日本本土,让日本侵略者付出应有的代价。最后值得一提的是,虽然更加先进的B-29轰炸机的服役以及参战成为了美国陆航终结这项具有划时代意义的空中加油项目的主要原因之一,但是1944年出版的一份战术分析报告曾认为这套空中加油系统适合用于为在敌军空中力量薄弱的地区执行任务的侦察机提供支援并建议将测试用的空中加油设备从试验机上面拆除下来,随后该设备将被运至第13航空军并安装至作战飞机上,据信只需一架加油机及一架受油机便能满足该地区的作战需求,当然尽管这份报告探讨了早期空中加油技术实用化的可能性,但并没有任何证据表明有作战飞机为了执行空中加油任务进行了相应改装。
                而军用空中加油技术真正实用化的那天,也不远了。

                (第六次空中加油试验的实拍照片)


                IP属地:浙江13楼2019-03-19 13:44
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                  嘛,先更新到这里了,毕竟后面的部分还没有写完,当然贴吧电脑端的排版真的太难受,打算到时候完整版发布在其他平台吧(说起来为啥六楼被折叠了,奇妙)


                  IP属地:浙江14楼2019-03-19 13:45
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