保形油箱“大解剖”
众所周知,为增加航程,传统战机都采用流线形副油箱,它们被安装在机体特定挂钩上。不过,遗憾的是,挂载油箱会改变飞机的气动布局,增加飞行阻力,削弱飞机的战斗力。因此,在遇到突发状况或即将进入战斗状态时,战机会将挂载的副油箱抛弃,以便轻装上阵。
为了从根本上改善现役战机的续航能力,一种名为“保形油箱”的设计逐渐流行起来。所谓“保形油箱”是指在保持或不对飞机线型(保形)进行大改动的前提下,紧贴机体添置贮存燃油的容器,并使容器表面与机翼(或机身)表面相融合,从而减小飞行阻力和雷达反射面积。
世界上最早的保形油箱是美国在开发F-15C/D战斗机时引入的,当时采用外挂式构型,两个铝制细长形油箱紧贴战机两侧进气道外壁安装,每个油箱提供3.226立方米的可用空间,如果用来载油,可装载3228升。
后来美国开发F-15E战斗机时,发现保形油箱上的挂架数量不敷使用,所以重新安排保形油箱下方的挂架:最下方安装一体式挂架,其中集成了三个小挂架,在一体式挂架上方又增加三个单独挂架,这样每个保形油箱就有6个挂架,每个可挂载454千克载荷,使F-15E的外部挂载量达10705千克,这在三代战机中是极为可观的。
保形油箱的问世使战机能携带更多燃油,从而增加了战机的作战半径和持续作战能力。美国洛克希德·马丁公司在F-16机身顶部安装保形油箱,可在不减少武器携载数量的情况下,让F-16战机多携带3000磅燃料。从这个意义上讲,“超级奶瓶”绝非浪得虚名。
现代战机新“时尚”
保形油箱投入使用后立刻获得诸多军事大国的追捧。美国洛克希德·马丁公司的F-16战机、法国达索公司的“阵风”战机、英国BAE系统公司的“台风”战机都先后增加了保形油箱的设计。
那么有人或许会提出这样的疑问:安装保形油箱,飞机的隐身能力是否会降低呢?这个大可不必担心,因为有实验证明,投影面积相同的一块平板和一个球体,其雷达反射截面积竟相差4个数量级!合理设计飞机外形,对于减小雷达反射截面积有决定性作用。而飞机安装适当外形的保形油箱,不仅不会增加飞机的雷达反射截面积,甚至还能减少飞机的整体雷达反射截面积。F-15C战机加装保形油箱后,油箱与飞机的外形融为一体,减小了反射源数量,使机身形成平滑过渡的曲线形体。
此外,飞机通过保形设计增加保形油箱不仅可以让出挂载副油箱所占用的武器装载空间或挂载位置,甚至还能增加新的武器挂载点,从而提高战机的载弹能力。例如:在设计F-15C/D的保形油箱时,就在保形油箱下方增加了2个前后布置的挂架,可以挂载“麻雀”导弹或航空炸弹。
作为世界知名飞机制造商,美国波音公司自然也不甘落后,而最令波音公司设计人员感到满意的无疑是其该公司的最新作品——F/A-18E/F“超级大黄蜂”。
“超级大黄蜂”也跟风
据美国《连线》杂志称,去年9月末,最新生产批次的F/A-18E/F战机在圣路易斯州空军基地进行测试,这款加装2个保形油箱的“超级大黄蜂”将载油量由1300千克提升到1580千克,并更改了武器吊舱。波音公司希望此次改装能满足美国海军的需求并延长“超级大黄蜂”的服役时间。
“超级大黄蜂”加装保形油箱对美军意义重大,因为美国海军十分需要延长其舰载机联队的巡航范围,以应对西太平洋地区的潜在行动。事实上,“超级大黄蜂”装配保形油箱反映一个大趋势,越来越多的机型通过装配保形油箱来提高战斗力。不过,必须要指出的是,保形油箱也存在一些固有缺陷。保形油箱采用半永久性安装,一般不会进行拆卸,更不用说在飞行途中将其抛弃。因此,保形油箱会增加飞机的重量并增加飞行阻力,从而影响飞机的机动性。
关于“超级大黄蜂”能否承受保形油箱带来的额外重量和阻力、气动布局是否会受到严重影响等问题,外界仍有质疑。波音公司高官此前曾说,安装保形油箱并不会影响飞机的巡航性能。但他们也承认增加油箱会加大风阻,从而对飞机的超音速加速产生负面影响。美国航空业咨询企业蒂尔集团分析师理查德·阿布拉菲亚表示,他对“超级大黄蜂”加装保形油箱的唯一担心是动力问题。“如果在F-15和F-16上安装保形油箱,它们仍是航速很快的飞机。但‘超级大黄蜂’在同级飞机中已经很慢了。不过鉴于美国海军正在寻找F-35C的替代品,还是值得一试的。” 风云