保形油箱：戰(zhàn)機(jī)的“隱身能量包”

　　保形油箱：戰(zhàn)機(jī)的“隱身能量包”

　　■虹 攝　　

英國“閃電”截?fù)魴C(jī)腹部安裝保形油箱。

美國空軍F-16戰(zhàn)斗機(jī)的背脊保形油箱。

　　自戰(zhàn)機(jī)誕生以來，為了增加航程，工程師不斷優(yōu)化戰(zhàn)機(jī)油箱設(shè)計(jì)，保形油箱正是這一發(fā)展過程中的創(chuàng)新之舉。以四代機(jī)為主、采用保形油箱的戰(zhàn)機(jī)，其航程和作戰(zhàn)能力得到明顯提升。

　　從副油箱到保形油箱

　　在戰(zhàn)機(jī)誕生的早期階段，由于機(jī)身油箱較小，戰(zhàn)機(jī)航程十分有限。為了加大航程，工程師提出外掛油箱設(shè)計(jì)。外掛油箱又稱副油箱，通常懸掛在機(jī)翼或機(jī)身下方，用于在飛行途中為戰(zhàn)機(jī)提供額外的燃油補(bǔ)給。外掛油箱的設(shè)計(jì)簡單實(shí)用，缺點(diǎn)是破壞了機(jī)體的氣動(dòng)外形，增大其空氣阻力，進(jìn)而影響飛行速度和機(jī)動(dòng)性。

　　與此同時(shí)，隨著戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)不斷進(jìn)步，機(jī)身內(nèi)部油箱也不斷加大。內(nèi)部油箱與戰(zhàn)機(jī)自身結(jié)構(gòu)融為一體，可有效降低空氣阻力，提高飛行性能。同時(shí)，內(nèi)部油箱的安全性也更高，不易受到外部沖擊。

　　20世紀(jì)80年代開始，隨著四代機(jī)的大量裝備，保形油箱逐漸興起。保形油箱采用與機(jī)身外形高度貼合的流線型設(shè)計(jì)，能最大限度降低空氣阻力，提高飛行性能。保形油箱的出現(xiàn)，標(biāo)志著戰(zhàn)機(jī)的油箱設(shè)計(jì)進(jìn)入新階段。

　　保形油箱的設(shè)計(jì)發(fā)展

　　與傳統(tǒng)的外掛油箱不同，保形油箱緊貼機(jī)身或機(jī)翼表面，與機(jī)身外形高度貼合，既能存儲(chǔ)燃油，又能最大限度降低空氣阻力和雷達(dá)反射面積，被喻為戰(zhàn)機(jī)的“隱身能量包”。

　　事實(shí)上，早在第二次世界大戰(zhàn)期間，保形油箱的雛形設(shè)計(jì)已經(jīng)出現(xiàn)在一些作戰(zhàn)飛機(jī)上。當(dāng)時(shí)，英國皇家空軍為偵察型“噴火”戰(zhàn)斗機(jī)加裝“拖鞋”油箱。這種油箱緊貼機(jī)身正下方的中軸線安裝，就像給飛機(jī)穿上一只拖鞋。與同一時(shí)期英國戰(zhàn)機(jī)使用的水滴形外掛油箱相比，“拖鞋”油箱的空氣阻力更小，因此備受青睞。另外，德國Bf110D戰(zhàn)機(jī)的“臘腸狗”油箱、美國P-47戰(zhàn)機(jī)的“嬰兒”油箱等，也是這一時(shí)期各國在保形油箱設(shè)計(jì)方面的探索結(jié)果?？傮w而言，這一時(shí)期的保形油箱大多與早期的外掛油箱相似，采用不可拋棄設(shè)計(jì)，在耗空燃油后會(huì)成為甩不掉的負(fù)擔(dān)，影響戰(zhàn)機(jī)的空戰(zhàn)性能。

　　20世紀(jì)90年代初，隨著現(xiàn)代航空技術(shù)的發(fā)展，保形油箱設(shè)計(jì)隨之發(fā)生變化。美軍率先為F-15戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)了緊貼機(jī)身兩側(cè)進(jìn)氣道的細(xì)長形油箱。每個(gè)油箱可裝載3000多升燃油，大大增加燃油攜帶量。同時(shí)，這款保形油箱內(nèi)部采用隔段設(shè)計(jì)，除了裝載燃油外，理論上還可以安裝偵察傳感器、雷達(dá)探測設(shè)備和激光識(shí)別器等，提高使用效率。美軍F-16戰(zhàn)斗機(jī)的保形油箱安裝在機(jī)身背部，與機(jī)身高度貼合，不僅增加燃油攜帶量，還有助于戰(zhàn)機(jī)保持較高的機(jī)動(dòng)能力。這種背脊保形油箱，成為保形油箱的典型設(shè)計(jì)。

　　總體看，這一時(shí)期的保形油箱除了顯著增加燃油攜帶量，延長戰(zhàn)機(jī)的航程外，在設(shè)計(jì)上較傳統(tǒng)的外掛油箱更緊貼機(jī)身，降低了空氣阻力和雷達(dá)反射面積，提升了飛行性能。由于設(shè)計(jì)優(yōu)化，保形油箱對飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性影響較小，方便四代機(jī)進(jìn)行高機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)。

　　四代機(jī)之后，以超隱身、超音速巡航、超高機(jī)動(dòng)性為追求的五代機(jī)出現(xiàn)。在這些“超性能”要求下，適用于四代機(jī)的保形油箱不再受五代機(jī)青睞。五代機(jī)中，美軍F-35戰(zhàn)機(jī)采用內(nèi)部燃油擴(kuò)容和隱身外掛油箱設(shè)計(jì)，俄羅斯蘇-57通過優(yōu)化機(jī)體結(jié)構(gòu)提升載油量，保形油箱從五代機(jī)上消失。

　　發(fā)展中的燃油存儲(chǔ)技術(shù)

　　從目前的技術(shù)發(fā)展趨勢看，未來戰(zhàn)機(jī)更傾向于采用將燃油分散儲(chǔ)存于機(jī)身各個(gè)部位的分布式油箱設(shè)計(jì)和柔性油囊技術(shù)。分布式油箱又稱整體油箱，這種油箱設(shè)計(jì)取消了內(nèi)部油箱壁，利用機(jī)翼或機(jī)身儲(chǔ)備燃油，進(jìn)一步減輕機(jī)身重量，增加燃油攜帶量。另外，無人機(jī)則嘗試通過模塊化油箱實(shí)現(xiàn)任務(wù)的靈活切換。

　　保形油箱是航空史上的一次“創(chuàng)新”嘗試，在四代機(jī)的發(fā)展中兼顧了戰(zhàn)機(jī)增加航程與降低空氣阻力的雙重需求。雖因技術(shù)局限終將淡出歷史，但其設(shè)計(jì)理念將繼續(xù)發(fā)揮作用，或許將在未來高超音速飛行器上煥發(fā)新生。