主题：宝葫芦的秘密——F-16IN 战斗机上的保形油箱 -- silencsrv

2011 年 4 月 28 日，期盼已久的印度“中型多用途战斗机计划”（Medium Multi-Role Combat Aircraft，简称 MMRCA）项目第一轮招标结果出炉：英国的“台风”和法国的“阵风”战斗机双双入围；而美国人精心打造的F-16IN“印度隼”与F/A-18E“国际大黄蜂”却名落孙山，双双出局。这个结果不能不让那些“美粉”和“战隼迷”们大跌眼镜。

众所周知，像MMRCA这样的招标项目中，决定什么战斗机中标的因素很多，各家提出的战斗机性能都在伯仲之间，谁上谁下更多取决于能否与所在国装备体系兼容、后勤保养能否到位、性价比这类因素。换句话说，落选的战斗机上也有自己独到的亮点值得学习借鉴。

那么在F-16IN“印度隼”上有哪些技术“亮点”呢？撇开新型战机配备了AN/APG-80“先进有源相控阵”雷达，具备了更远的搜索距离；安装了Link-16数据链和LANTIRN目标瞄准吊舱，具备使用JDAM和激光制导炸弹进行精确打击的能力之外，最大的亮点在它携带的保形油箱上。

给F-16战斗机上安装保形油箱不是新概念，早在2010年和11年，美国分别出售给希腊和土耳其的F-16 Block50+和52+战斗机上就都安装了保形油箱。但“印度隼”却在其基础上更进一步：把受油锥和保形油箱结合起来，形成带受油锥的保形油箱。

在F-16战斗机上安装软式加油必需的受油锥的需求早在海湾战争后就有人提出了。当时美国空军的主力空中加油机KC-135只具备使用硬式加油设备加油的能力，为了给那些只能用软式加油技术进行加油的作战飞机进行空中加油，情急之下只好连夜改装软式加油设备。但这么一来，原先接受硬式加油的飞机反而没法接受空中加油了。事后为了亡羊补牢，美国空军新一代空中加油机KC-10上同时安装了硬式和软式两种空中加油设备，具备为不同飞机同时进行加油服务的能力。此外美国洛克希德-马丁公司也着手进行给F-16战斗机安装软式受油锥的可行性研究。

众所周知，从1923年人类第一次成功实现空中加油之后到今天，空中加油技术分化出两大技术方向——硬式和软式两种。所谓硬式加油就是加油机机腹有一根伸缩硬管，每次加油时受油机首先飞到加油机机腹下之后，硬管自动伸出；等到管口与受油机脊背上的收油口成功对接后开始加油；加油完成后二者自动脱离。而软式加油则是在加油机翼尖装有可收放软管，每次加油时，软管放出与受油机的收油锥对接，然后进行加油。两种加油技术各有优缺点：硬式加油技术由于加油管是硬管，飞机对接起来比较容易，而且单次加油量大；但技术实现难度大、设备占地面积大，所以一次只能对一架飞机进行空中加油；软式加油技术正好相反，实现灵活、设备简单，不但加油机本身可以同时对多架飞机进行加油，甚至安装了加油吊舱的作战飞机可以对其他作战飞机进行“伙伴加油”；缺点是加油软管在空中飘忽不定，对接起来不方便，单次加油量受到限制；运气不好的话甚至可能把受油机的收油锥撞坏。

鉴于上述原因，目前只有美国空军采用了硬式加油技术，其它国家空军（包括美国海军、陆战队航空兵等）都采用软式加油技术。这才有了前面提到的联合作战行动中两种加油技术不兼容的尴尬局面。

但说归说，具体落到现实还是有很多技术难点需要克服。最初研究人员提出了14种不同的受油杆安装方案，包括受油杆的类型：固定式、旋转式和伸缩式；安装位置：翼上、翼下、边条内、机身还是外部油箱里；还有受油杆本身的形状：直杆式、小狗腿式、大狗腿式等等。最终选定了两个方案：放在翼尖的直杆式受油杆和一个内置在翼下副油箱里的大狗腿式受油杆。这两个方案都在2000年初接受了飞行测试，但测试内容仅限于研究新增设备对飞行品质的影响和与各型加油机进行“干对接”，从没有进行过一次真正的空中加油试验，之后受制于军费紧缩，该研究项目一直没有什么进展。

渐渐的，研究人员意识到，真正对这个主意感兴趣的人只可能是那些同时装备了软式加油机和愿意在现有F-16机队上安装保型油箱的国家。而后来印度空军的MMRCA项目更是对这个项目有直接推动作用。为了满足招标要求，研发团队连夜工作，敲定了最终设计方案：保型油箱内置伸缩式受油杆，并在18个月内完成制造、测试和定型全过程。

F-16IN战斗机的保型油箱安装在机身脊背两侧。右侧油箱头部有一根伸缩式受油杆，平时缩进油箱里，加油时伸出油箱后正好处于飞行员视野右前方，有利于对接操作。之所以安排在右侧是为了避免与机身左侧的内置航炮发生冲突，而且受油杆和机身之间有段空隙也方便平时维护。

最值得一提的是安装了保型油箱的战斗机在进行空中加油作业时加注的燃油并不直接留在保型油箱内部，而是通过油箱接口直接流进飞机主油箱里。加油全过程中飞机的重心会随着燃油流动而变化，电传飞控系统会自动调整飞控律保证受油全过程飞行平稳。

将保型油箱、软式受油锥和轻型战斗机三者结合起来是一项新尝试，这样做的好处是显而易见的：首先它优化了飞机供油，因为油箱是放在飞机机体上方脊背附近，燃油受重力影响直接流进主油箱，而传统的翼下副油箱则需要额外的吸油泵把油箱里的油吸出来才能使用，实际上每次飞行结束后副油箱里都会残留一些燃油，因为吸油泵吸不上来；其次给飞行员相当大选择余地（飞行员可以选择把两个油箱全部加满，也可以选择仅仅只给主油箱加油）；如果只加主油箱而不加保型油箱的话，又能把安装保型油箱后对飞行性能的影响降低到最低。

F-16专用的保型油箱推出后，已经分别与美国DC-10和印度IL-78加油机成功对接并实施超过40次空中加油。虽然最终没能在MMRCA招标中派上用场，但已经引起了不少拥有F-16战斗机的国家注意。根据洛-马提供的数据，安装保型油箱后的F-16战机的航程增加了250-300海里，而飞行时速仅仅降低了不到10海里。

到2010年底，该项目已经十分成熟了，按照项目负责人当时的说法，他们正在对设计进行最后的完善：如使用电气设备取代液压设备来完成收放受油杆的操作；为保型油箱增加避雷装置；还要实现与机载夜视装置的兼容以便实现夜间加油。

最后要提一下的是，F-16保型油箱的设计看似简单，却是一个多国合作项目，中间涉及到四个国家的四家企业：美国洛克希德-马丁公司作为项目发起方，负责总体设计、集成和战斗机改装；印度的印度斯坦航空技术有限公司负责油箱设计和与受油锥集成；英国Cobham公司负责伸缩式受油杆的设计与集成；而著名的IAI——以色列航空工业公司则为该项目中油箱设计部分提供咨询服务。

F-16作为一种“国际战斗机”，被全球数十个国家和地区使用，其中多数国家空军都不装备加油机，就算有也多数是软式空中加油机，没法和F-16自带的硬式受油口对接。这在30年前不是什么大问题，毕竟那时候大家想的是“守土有责”——只要守住自己的领空就可以了，就算没油了也可以就近降落接受补给。万一与苏联的“热战”爆发，也有美国提供后勤支援。但今天的国际安全形势发生巨大变化：冷战结束，全面战争爆发的可能性微乎其微；美国及其盟国的作战重心更多地转向国际维和、人道主义救援、设立禁飞区、反恐等跨国跨地区军事行动；同时美国因为军费紧缩无力再面面俱到地提供后勤支援。这就要求盟国承担起一线作战重任，把几股绳凝成一股。这种大背景下要求F-16战斗机必须安装与欧洲国家普遍使用的软式加油机兼容的受油设备成为大势所趋。

此外，随着国际安全形势的变化，大规模空战爆发的可能性变小，争夺制空权的重要性暂时降低。而反恐战争的实践又要求战斗机必须具备长时间空中巡逻、监视与对地对海精确打击能力。这种情况下给以F-16为代表的多用途轻型战斗机增加保型油箱也势在必行。轻型战斗机机体空间狭小，虽然可以通过保持高载油系数来维持航程，但这么做的后果是飞机载弹量受到限制；给飞机增加副油箱固然可以解决载油量不足的问题，但又要占用宝贵的翼下挂架。总之，对于体积轻小的轻型战斗机而言，载油量和载弹量是一对很难调和的矛盾，增加其中一项性能指标必定要牺牲另一项性能指标。

使用带受油锥的保型油箱让上述矛盾迎刃而解，因为它一不占用机内空间；二不占用翼下挂架，实际上是通过为战斗机增加外部空间的办法来解决载油量不足的问题。当然增加保型油箱不可避免地会增加飞机正面投影面积，飞行时遇到的空气阻力也会同步增加，但对于以执行长航时空中监视、巡逻和对地对海精确打击任务的飞机而言，这些代价还是可以接受的。何况保型油箱本身就是可以拆卸的，拆掉保型油箱后F-16战斗机又会恢复制空能力。

更深一层次说，带受油锥的保型油箱的创意对于作战飞机，特别是现役作战飞机的性能改进优化提供了一条不错的思路，说到底它是一条通过调节机体空间的方法来满足对战斗机的多用途要求。保型油箱的安装位置可以多样化：机体脊背、机身两侧、机腹甚至机翼都可以安装；用途可以进一步扩展，不单单可以装油，还可以携带武器、电子设备；而得到的好处也不单单是增加载油量，通过对保型油箱的外形就行优化甚至可以改善飞机的隐身性能。大家都知道普通作战飞机因为设计之初没有考虑隐身性能，其战场生存性受到影响；专门设计的隐身飞机为了保证隐身对飞机外挂和携带武器体积有严格限制，其战斗力受到影响。通过为前者增加保型油箱或许是一条解决问题的思路，波音公司目前推出的F/A-18E/F2000和F-15S“寂静鹰”实际上走的就是这个思路。

首发《航空世界》2012年第1期，图文版见afwing.com：

http://www.afwing.com/intro/f16_talk/cft/cft-1.htm