直升機(jī)海上懸停加油——?jiǎng)又星箪o“龍吸水”

今年1月，美國海軍一艘驅(qū)逐艦柯蒂斯·威爾伯號與一架MH-60S“海鷹”直升機(jī)共同參加了一次訓(xùn)練。訓(xùn)練中，MH-60S“海鷹”先在直升機(jī)平臺上方與軍艦保持相對靜止?fàn)顟B(tài)，然后放下絞車，吊起加油軟管，完成了由驅(qū)逐艦向直升機(jī)加油的過程。

近年來，不少國家的海軍進(jìn)行過此類訓(xùn)練——

2019年10月，英國海軍的45型龍?zhí)栻?qū)逐艦在大西洋上完成了對一架空中直升機(jī)的加油作業(yè)。

2022年6月，加拿大海軍的溫尼伯號護(hù)衛(wèi)艦與一架CH-148“旋風(fēng)”直升機(jī)進(jìn)行了“不著艦”加油演練。

這種特殊的加油方式叫作直升機(jī)海上懸停加油，正在成為一些海上執(zhí)行任務(wù)的直升機(jī)快速獲得續(xù)航能力的新途徑。

那么，直升機(jī)海上懸停加油這種方式適用于哪些場景？艦船一般會(huì)通過哪些裝置來向直升機(jī)加油？懸停加油過程中都需要注意哪些問題？請看本期解讀。

直升機(jī)海上懸停加油——

動(dòng)中求靜“龍吸水”

■吳志峰 孫斌

固有特點(diǎn)與特殊環(huán)境催生加油需求

固定翼飛機(jī)加油通常有兩種方式：地面加油和空中加油。地面加油比較安全，其中一種叫“熱加油”，即飛機(jī)在不關(guān)停發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下接受油料補(bǔ)給，相對較為快捷。空中加油則更加快捷，即飛機(jī)在不中斷飛行的情況下，通過軟管或硬管與飛行中的加油機(jī)或其他具有授油功能的戰(zhàn)機(jī)連接達(dá)到加油目的。

直升機(jī)加油，通常采用的也是地面加油和空中加油這兩種方式，但具體流程、要求與固定翼飛機(jī)加油有一定不同。比如直升機(jī)的空中加油，如果選用固定翼加油機(jī)實(shí)施，那么加油機(jī)的飛行速度就不能太快。這是因?yàn)?，直升機(jī)的飛行速度相對較慢，兩者的航速、航向只有保持一致才能完成加受油過程。如空中客車公司研制的EC725“超級美洲豹”中型直升機(jī)、H160直升機(jī)接受KC-130加油機(jī)、A400M運(yùn)輸機(jī)加油時(shí)，后者就必須保持較低的飛行速度。用加油機(jī)為直升機(jī)空中加油有一定優(yōu)點(diǎn)，如機(jī)動(dòng)靈活、保障范圍大等，但相關(guān)要求較高。于是，在一些情況下，艦船充當(dāng)授油船而讓直升機(jī)懸停加油就成為一種選擇。

可長時(shí)間在空中懸停，是直升機(jī)不同于固定翼飛機(jī)的特點(diǎn)。從一個(gè)方面來看，懸停加油就是直升機(jī)在動(dòng)中取靜、用其所長；但從另一個(gè)方面來看，這種加油方式之所以出現(xiàn)，則是因?yàn)橹鄙龣C(jī)存在一定短板。

與固定翼飛機(jī)機(jī)體內(nèi)擁有較大可利用空間不同，直升機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)較為緊湊，裝有很多操控和功能設(shè)備。這種布局、結(jié)構(gòu)使直升機(jī)內(nèi)的可用空間相對較少，加之直升機(jī)的飛行依靠發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋翼系統(tǒng)產(chǎn)生升力和推力，攜帶燃油過多，會(huì)破壞重心平衡，使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷過大，因此無法攜帶大量燃油，飛行距離也不會(huì)太遠(yuǎn)。為彌補(bǔ)“腿短”這一固有缺陷，直升機(jī)對及時(shí)“輸液”有著強(qiáng)烈需求。

各國在海上使用直升機(jī)的常態(tài)化，使懸停加油方式變得愈發(fā)重要，尤其是在海上氣象條件較差時(shí)，采用懸停加油方式可以有效解決直升機(jī)的“燃眉之急”。

受氣流不穩(wěn)、海浪較大等因素影響，直升機(jī)海上著艦通常難度較大。不良?xì)庀髼l件下，飛行員駕駛直升機(jī)著艦需要“眼觀六路”——既要判斷飛行高度和速度，也要關(guān)注突發(fā)海況和旋翼氣流變化情況。為確保直升機(jī)安全著艦，飛行員還需精準(zhǔn)把握使用輔助著艦裝置的時(shí)機(jī)。這一過程中，飛行員稍有不慎就可能發(fā)生事故。采用懸停加油方式，可暫時(shí)跳過著艦這個(gè)環(huán)節(jié)，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，實(shí)施懸停加油，也可節(jié)省直升機(jī)頻繁起降所耗費(fèi)的時(shí)間，使再次出動(dòng)變得更加迅速。

海上懸停加油的MH-60S“海鷹”直升機(jī)。

從海上使用直升機(jī)的實(shí)踐來看，飛行員通常會(huì)在以下幾種情況采用直升機(jī)懸停加油方式。

遂行緊急任務(wù)時(shí)。直升機(jī)執(zhí)行反潛、預(yù)警等時(shí)間緊急類任務(wù)時(shí)，在不中斷任務(wù)流程的情況下，會(huì)采用懸停加油方式，以盡快完成油料補(bǔ)給。如此，既可完成對直升機(jī)的“輸液”，也能確保直升機(jī)的搜索視野，增加執(zhí)勤時(shí)間。

著艦條件難以滿足時(shí)。當(dāng)出現(xiàn)惡劣氣象條件以及其他直升機(jī)無法著艦的情況時(shí)，就可通過載艦或其他艦船上的懸停加油系統(tǒng)對飛行中的直升機(jī)實(shí)施油料補(bǔ)給，從而保證直升機(jī)的持續(xù)安全飛行。

需要兼顧其他載荷運(yùn)量時(shí)。直升機(jī)的載荷重量有一定限制。起飛時(shí)，如果滿載燃油，就難以攜帶更多的人員、武器和其他任務(wù)載荷。有時(shí)，為滿足在安全前提下運(yùn)送更多人員、武器及其他任務(wù)載荷的需求，直升機(jī)通常會(huì)減少燃油攜帶量。這種情況下，直升機(jī)就會(huì)選用在途中懸停加油方式，由其他安裝有懸停加油系統(tǒng)的艦船供給油料。

加油系統(tǒng)分為三類，軟管式加油更受青睞

當(dāng)前，采用懸停加油方式的多為艦載直升機(jī)，其授油平臺通常是一些燃油儲存量較大的艦船并通過其配備的懸停加油系統(tǒng)來達(dá)成這一目的。

目前，各國研制和生產(chǎn)的艦上懸停加油系統(tǒng)主要有桁架式懸停加油系統(tǒng)、舵式懸停加油系統(tǒng)、軟管懸停加油系統(tǒng)3種類型。前兩種懸停加油系統(tǒng)中，都有一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備：錐管式輸油接頭。這兩種懸停加油系統(tǒng)之間的明顯不同，就是錐管式輸油接頭安裝的部位及方式。

桁架式懸停加油系統(tǒng)。在該加油系統(tǒng)中，錐管式輸油接頭安裝在艦艉補(bǔ)給區(qū)的煙囪狀剛性桁架上。艦載直升機(jī)加油時(shí)，會(huì)由艦艉側(cè)后方進(jìn)入補(bǔ)給區(qū)，并伸出插頭與其對接，完成油料補(bǔ)給。

舵式懸停加油系統(tǒng)。該加油系統(tǒng)一般安裝在艦船中部。它有一個(gè)類似空中加油機(jī)的加油舵，能夠升降。加油時(shí)，加油舵升至船舷外側(cè)一定高度水線上，放出錐管式輸油接頭。加油時(shí)，艦載直升機(jī)由艦艉側(cè)后方進(jìn)入補(bǔ)給區(qū)，伸出受油插頭與加油舵上的加油接頭對接，并在與授油艦船保持相對靜止的狀態(tài)下，接受油料補(bǔ)給。

客觀地看，這兩種方式所用設(shè)備比較復(fù)雜，需要占用艦船上較大空間，艦載直升機(jī)受油時(shí)存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，大多數(shù)國家選用的是軟管懸停加油系統(tǒng)。

軟管懸停加油系統(tǒng)由油泵、過濾器、計(jì)量控制器、防靜電軟管、緊急解脫裝置、彈簧軟管卷盤和底座等組成，通常安裝在授油艦船艉部或艦上的直升機(jī)平臺上。受油直升機(jī)裝備救生絞車，機(jī)艙內(nèi)裝有壓力加油口或機(jī)內(nèi)外壓力加油轉(zhuǎn)接裝置。加油時(shí)，艦載直升機(jī)從艦艉側(cè)后方進(jìn)入補(bǔ)給區(qū)上方懸停，放下救生絞車吊鉤。艦船甲板上的操作人員將軟管吊環(huán)掛在吊鉤上，由絞車把輸油軟管拉至直升機(jī)艙門外側(cè)。機(jī)上操作人員將其對接在加油口上。輸油時(shí)，由艦船上的操作人員根據(jù)直升機(jī)要求的輸油量，調(diào)定壓力流量，啟動(dòng)油泵進(jìn)行輸油并實(shí)時(shí)監(jiān)控狀態(tài)。當(dāng)輸油量達(dá)到設(shè)定值后，油泵自動(dòng)停止作業(yè)，也可視情手動(dòng)操作關(guān)停。

軟管懸停加油系統(tǒng)裝有伸縮性較強(qiáng)的防靜電軟管、緊急解脫裝置及彈簧軟管卷盤，能安全抵消艦機(jī)相對位移所產(chǎn)生的拉力，安全系數(shù)較高。加上此套裝置結(jié)構(gòu)簡單、體積較小、重量輕、通用性強(qiáng)，除可安裝在設(shè)計(jì)有直升機(jī)平臺的艦船上外，還可以安裝在其他水面艦船或島礁上。

從一定程度上來說，軟管懸停加油系統(tǒng)的存在，讓艦載直升機(jī)有了“龍吸水”般的受油能力?！褒埼笔撬淆埦盹L(fēng)的別名，憑借中心暖濕空氣強(qiáng)烈上升和周邊冷空氣的下降，它可將大量水吸離水面形成水柱。憑借軟管懸停加油系統(tǒng)，艦載直升機(jī)可在短時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充大量燃油，的確有點(diǎn)類似“龍吸水”。不過，艦載直升機(jī)“吸離”艦船的不是水而是燃油，而且這一過程要用到“吸管”才可完成。

懸停加油并非易事，需要解決多方面問題

進(jìn)行海上懸停加油試驗(yàn)的CH-148“旋風(fēng)”直升機(jī)。

直升機(jī)有懸停能力、艦船上有懸停加油系統(tǒng)……這些為完成空中加油奠定了基礎(chǔ)。具體到操作流程上，直升機(jī)要安全順利地受油，還有很多方面的問題需要解決。這些問題既涉及相關(guān)人員的操作水平，也牽扯到一些客觀情況。具體來說，有以下幾點(diǎn)。

一是高度重視控制姿態(tài)。海上氣象情況復(fù)雜多變，大風(fēng)、低云、濃霧等不良天氣，會(huì)加大艦載直升機(jī)飛行姿態(tài)控制難度。帶有懸停加油系統(tǒng)的艦船會(huì)在波浪作用下產(chǎn)生六自由度運(yùn)動(dòng)。加油過程中，艦載直升機(jī)只有動(dòng)中求靜，控制好與艦船的距離與姿態(tài)，才能避免發(fā)生碰撞事故，保證加油成功。

二是判斷相關(guān)條件是否滿足。除了氣象條件外，懸停加油還需具備一些其他條件才能實(shí)施。比如，要考慮艦船橫搖角、縱搖角等是否符合規(guī)定，甲板上的障礙物是否妥善處理，加油軟管卷盤是否可正常工作或者加油前軟管有沒有按S形擺放在甲板上等。這些條件和細(xì)節(jié)，都需要相關(guān)人員加以關(guān)注。

三是盡量消除干擾和影響。懸停加油是一個(gè)復(fù)雜過程，其中變量較多。如懸停直升機(jī)旋翼所產(chǎn)生的強(qiáng)大下洗氣流會(huì)加大軟管連接、輸油操作、信息溝通等環(huán)節(jié)的難度。同時(shí)，海上電磁環(huán)境復(fù)雜、電磁干擾強(qiáng)，對通信系統(tǒng)抗干擾能力和穩(wěn)定性提出了很高要求。只有盡量消除這些干擾和影響，讓艦機(jī)之間建立起可靠、高效的通信鏈路，雙方可實(shí)時(shí)交流飛行狀態(tài)、加油參數(shù)等關(guān)鍵信息，懸停加油的相關(guān)操作才能更加準(zhǔn)確、高效。

四是確保操作規(guī)范安全。直升機(jī)懸停加油，幾乎每個(gè)環(huán)節(jié)、動(dòng)作的完成都有一定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)加以約束。只有把這些規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到位，才能保證加油過程順利高效。因此，對相關(guān)操作人員來說，必須嚴(yán)格落實(shí)這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，才能夯實(shí)安全基礎(chǔ)。比如，在放下絞車吊鉤時(shí)應(yīng)掛載配重物以保證吊鉤平穩(wěn)接觸甲板，夜間加油時(shí)駕駛員要先分清水天線，同時(shí)對直升機(jī)燈光、甲板燈光實(shí)施特殊管制等。

五是確保配套設(shè)備性能可靠。懸停加油本質(zhì)上屬于壓力加油，一些加油設(shè)備在啟動(dòng)、輸油和停止等環(huán)節(jié)會(huì)經(jīng)受壓力沖擊。要想完成懸停加油，必須先確保這些設(shè)備性能可靠，經(jīng)得起壓力沖擊。此外，其他一些攸關(guān)設(shè)備性能的問題也必須關(guān)注。比如，加油接頭要能夠360度旋轉(zhuǎn)，避免軟管扭曲和纏繞；在艦船突然改變航向或直升機(jī)懸停失誤時(shí)，緊急解脫裝置可在超過安全受力范圍時(shí)順利自動(dòng)解脫接頭，使得艦機(jī)迅速分離，以保證直升機(jī)和載艦安全；軟管接頭要能自動(dòng)封閉油路，防止因燃料的高壓外泄導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)事故。同時(shí)，海上的高鹽度環(huán)境易腐蝕加油設(shè)備并降低設(shè)備的性能，因此，懸停加油系統(tǒng)所用材料應(yīng)具備良好的耐鹽霧腐蝕性能，還要加強(qiáng)對其日常維護(hù)保養(yǎng)等。

只有這樣，直升機(jī)才能實(shí)現(xiàn)與海上授油平臺的良好協(xié)同，確保懸停加油過程安全、順利、高效。

供圖：陽  明