作者:虹摄库尔斯克
在今年五月初的印巴冲突中,法国“阵风”战斗机的表现不尽如人意,最终被巴基斯坦空军的歼-10CE战斗机成功击落。这一事件引发了多个国家重新审视与法国达索公司签署的“阵风”战斗机采购合同,使得这家公司面临了不小的压力。
近期,巴黎航展即将拉开帷幕,展区内拍摄到一架新型双座“阵风”战斗机,它特别搭载了设计独特的机背保形油箱。此项设计预计将显著提升“阵风”战斗机的作战半径,进而增强整体作战能力。从这一变化来看,显然达索公司是在为弥补此前的损失、挽回声誉而做出的努力。
图片:即将在巴黎航展亮相的“阵风”战斗机,搭载了机背保形油箱,预计将提升其作战能力。
若我们把飞机比作一个有生命的个体,那么其心脏便是发动机,而航油系统则像是为心脏输送血液的循环系统。油箱的容量越大,意味着飞机可以携带更多燃料,从而延长飞行时间并提高作战半径。作为航油系统的关键组成部分,油箱的设计始终是航空工程师们需要细致考虑的重要因素。
展开剩余86%飞机油箱一般分为机内油箱和机外油箱两种。机内油箱通常位于飞机的机翼和机身内部,它占据了较大的空间,直接决定了飞机的航程和滞空时间。而机外油箱则是指那些挂载在机身外部的油箱,通常被统称为副油箱,它们尤其常见于战斗机,在空中加油技术尚未普及之前,是增加航程的唯一有效途径。
图片:达索公司的战斗机大多属于中轻型,机内油量有限,因此普遍采用大型副油箱,带有保形油箱的“阵风”战斗机模型更为突出。
早在第一次世界大战期间,飞行员就开始在战机腹部等部位加装副油箱,以此延长飞行距离。然而,最初的副油箱设计并不完美,它们不能抛弃,并且大大影响了飞行性能。到第二次世界大战时,设计师们迅速提出了改进方案,推出了水滴形的流线型可抛弃副油箱。
图片:德国Bf109E-7战斗机在战斗前抛弃了副油箱。
进入喷气式时代后,副油箱的设计开始逐渐变化。例如在抗美援朝期间,美军的F-80“流星”、F-84“雷电喷气”以及后来的F-94“星火”、F-104“星”战斗机,都在翼尖位置加装了副油箱。除了增加航程,这些油箱还起到了一定的抑制机翼震动作用,但由于其不可抛弃,飞行性能受到限制。比如F-80战机就因此无法与志愿军的米格-15抗衡,因此被讽刺为“油挑子”。
图片:F-80战斗机被志愿军戏称为“油挑子”,它挂载的翼尖副油箱影响了机动性。
随着航空技术的不断发展,挂载在机翼或机腹下的可抛弃副油箱逐渐成为主流。与此同时,一些运输机和直升机也开始在货舱内设置副油箱,而空中加油机则通过软式油囊来提供额外的燃料补给。虽然外挂副油箱能够有效地增加飞行航程,但它们也存在一定的局限性,尤其是在战斗任务中,外挂副油箱占用机翼挂架空间,限制了战机携带其他武器系统的能力。因此,航空设计师们开始考虑使用保形油箱。
图片:F-16战斗机配备的两个大容量副油箱,使其具备了更远的作战能力。
保形油箱是不可抛弃副油箱的一种,主要设计思路是尽可能减少对飞机流线型气动布局的影响,通过与机身或机翼紧密结合,从而减少飞行中的空气阻力和雷达反射面积。与传统副油箱相比,保形油箱能够更好地融入飞机整体设计,提供较大的载油量,同时保持较低的空气阻力。
保形油箱并非新鲜事物,早在第二次世界大战时期,英国就为“喷火”战斗机设计了一种类似拖鞋形状的方形副油箱,这种油箱紧贴机腹,相比传统水滴形副油箱,它在提高载油量的同时也减少了空气阻力,可以说是保形油箱的雏形。类似的设计还出现在英国的“兰开斯特”重型轰炸机、美国P-47“雷电”战斗机、德国Bf 110D-1截击机等经典战机上。
图片:Bf-110D1/R1远程战斗机搭载的机腹保形油箱。
战后,保形油箱也被早期喷气式战斗机所青睐。比如英国的“闪电”战斗机和“标枪”战斗机在其腹部加装了保形油箱,巴基斯坦也曾为中国的歼-6战斗机进行过类似的改装。
图片:巴基斯坦为中国歼-6战斗机设计的保形油箱。
真正使保形油箱成为“网红”的,是它被多款第四代战斗机选用。最早采用保形油箱的四代机是美国的F-15“鹰”重型战斗机。在1970年代,F-15B的改装设计中,机身两侧加装了被称为“燃料/传感器战术包”的保形油箱,这种设计不仅提供了额外的2939.1升燃料,还可以挂载空空导弹。这一设计逐渐成为F-15C/D/E/X等型号的标准配置,并且在F-15SE“沉默鹰”战斗机上还进行了隐身化处理。
图片:F-15战斗机侧面安装的保形油箱,不仅能携带燃料,还能挂载武器。
1980年代,苏联也开始为苏-27“侧卫”战斗机设计保形油箱,这些油箱紧贴机身背部,且在需要时可以抛弃。不过,这种设计在试验阶段遇到了一些问题,特别是在油箱抛弃时,可能会与战机的双垂尾发生碰撞,最终未能投入实战。
图片:苏-27战斗机背脊上的保形油箱在风洞试验阶段。
紧接着,F-16战斗机也采用了类似的保形油箱设计,并在一些特定型号上加装了背脊油箱,能够携带更多燃料,虽然它们的设计增加了风阻,但也使得这种油箱成为了一个标志性的视觉符号。
图片:F-16战斗机背脊上的保形油箱。
此后,俄罗斯的米格-29SMT、“阵风”战斗机、欧洲的EF-2000“台风”、瑞典的JAS-39“鹰狮”等战斗机纷纷尝试了安装背脊保形油箱,这一设计迅速成为战斗机技术的热点。
图片:“阵风”战斗机自2001年起便展示了其可搭载保形油箱的能力。
虽然保形油箱带来了不少优势,但其缺点也相当明显。大多数现役四代战斗机的保形油箱都不能在飞行过程中抛弃,这意味着一旦燃油耗尽,油箱便成为飞行的“死重”,不仅增加空气阻力,还会影响战机的机动性。因此,保形油箱更多适用于对机动性要求较低的任务,如对地攻击。而在空战中,携带不可抛弃的保形油箱会大幅削弱战斗机的性能。
随着隐身性、超音速巡航能力和高机动性成为五代机的核心特点,保形油箱逐渐失去了其生命力。即便是飞行性能较低的F-35“闪电”战斗机,也没有采用保形油箱的设计。
图片:“阵风”战斗机搭载保形油箱,似乎只是在炒作过时的设计,借此挽回被击落的颜面。
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