Od skrzydła do skrzydła
W 1932 roku sir Alan Cobham, świadomy eksperymentów z tankowaniem podczas lotu w Stanach Zjednoczonych, postanowił założyć firmę zajmującą się tankowaniem samolotów do celów czysto komercyjnych w świecie cywilnym. lotnictwo. W ZSRR pierwsze próby tankowania w powietrzu sięgają początku lat 30. ubiegłego wieku. W latach 1933-1935 inżynier A. Zapanovsky i pilot I. Belozerov, pod kierunkiem inżyniera pilota G. Altynova, przeprowadzili eksperymenty z tankowaniem w locie. Paliwo było przesyłane z R-5 do TB-1 iz TB-1 do myśliwców I-15 i I-16, a także z jednego bombowca do drugiego.
W latach 1946-1947 25 laboratorium LII rozważało możliwość zwiększenia zasięgu lotu samolotów za pomocą tankowania. W szczególności badano układy „łożysko z nadmiarem”, „od skrzydła do skrzydła” oraz „szpilka – stożek”. Tu-2 i Jak-15, a następnie para Tu-4, były początkowo używane do testowania mechanizmu sprzęgania układu skrzydeł. Cały sprzęt do tankowania umieszczono w komorach bombowych.
Zwykle tankowanie w locie odbywa się za pomocą pary samolotów, z których jeden podaje paliwo i nazywa się tankowcem (cysterną), drugi samolot, który otrzymuje paliwo, nazywa się tankowaniem (samolot, helikopter). Tankowanie w powietrzu było najbardziej rozpowszechnione w samolotach bojowych i wojskowych, co pozwoliło znacznie zwiększyć zasięg i czas trwania lotów samolotów, szczególnie w lotnictwie morskim.
Za najbardziej udany schemat tankowania w locie dla samolotów uważa się schemat „stożka szpilkowego” i za pomocą drążka teleskopowego. Każdy system tankowania ma swoją własną charakterystykę i obejmuje: jednostki, urządzenia, urządzenia przeznaczone do przeładunku i odbioru paliwa, jego dystrybucji do zbiorników, zarządzania procesem tankowania i jego monitorowania.
W schemacie „pin-stożek” tankowiec wypuszcza w locie elastyczny wąż ze stożkiem odbiorczym na końcu. W przedniej części kadłuba tankowanego samolotu zamontowany jest drążek teleskopowy, który jest „odpalany” za pomocą sprężonego powietrza i podłączony do urządzenia odbiorczego stożka odbiorczego. Kontakt jest realizowany przez pilota samolotu tankującego.
Samolot, który ma być zatankowany, musi podejść od dołu i praktycznie kilwateru podejść na kilka metrów do stożka cysterny, wyrównując z nim drążek teleskopowy. Gdy tankowiec się zbliża, powietrze zakłócone przez tankowany samolot odsuwa cenny stożek od wysięgnika. Jednocześnie bardzo trudno jest trafić w „strzał w dziesiątkę”, poruszając się z minimalnym przyspieszeniem, w przeciwnym razie pudło doprowadzi do kolizji.
Zazwyczaj samoloty transportowe są przerabiane na tankowce, istnieje też wariant zaburtowej jednostki tankowania umieszczonej pod konsolami skrzydeł lub na kadłubie. Prawie każdy samolot tego samego typu może być wyposażony w podwieszane jednostki tankowania, co jest charakterystyczną cechą i zaletą takiego systemu. System tankowania z podwieszonymi jednostkami zapewnia transfer paliwa z wydajnością 1000-4500 l/min, a wbudowany system tankowania 1500-3000 l/min.
Teleskopowy system tankowania w locie jest powszechnie stosowany w ciężkich tankowcach. Wykorzystuje sztywny pręt teleskopowy o długości do 17 m, zawieszony na kadłubie cysterny. Na końcu wysięgnika znajdują się małe aerodynamiczne powierzchnie sterujące, za pomocą których operator na cysternie może prowadzić końcówkę wysięgnika do gardzieli zbiornika paliwa. Przy takim schemacie główną rolę odgrywa operator tankowania na tankowcu, który koryguje pozycję samolotu tankującego w formacji przez radio i za pomocą specjalnej konsoli sygnałowej.
Podczas tankowania samolot tankujący zbliża się do cysterny wyprzedzając z redukcją i zajmuje pozycję formacji zgodnie ze znakami na kadłubie i zgodnie ze specjalnymi światłami na cysternie kontrolowanymi przez operatora. Etap spotkania statku powietrznego i utrzymywania formowania tankowania w okresie kontaktu i przekazywania paliwa dla pilota tankującego statku powietrznego jest bardzo trudny i wymaga specjalnego systematycznego szkolenia. Jednocześnie szybkość transferu paliwa jest najwyższa i sięga 4000-6000 l/min. Odmianą systemu napełniania „prętem teleskopowym” jest drążek z krótkim 4-metrowym wężem zakończonym stożkiem napełniającym. Taki układ hybrydowy nieco ułatwia pilotowi utrzymanie miejsca w formacji tankowania.
Jednym z najbardziej złożonych systemów tankowania samolotów w powietrzu jest „schemat skrzydeł”. Tankowanie skrzydeł było szeroko stosowane na Tu-4 i Tu-16. Na początku lat 50. na bombowcu Tu-4 testowano wersję systemu tankowania montowanego na skrzydle. Praktyczne doświadczenia zdobyte na tym samolocie pozwoliły mieć nadzieję na pomyślne wyposażenie go i odrzutowego bombowca Tu-16. W tym samym czasie prędkość pompowania osiągnęła 2000 l/min. Jeden eksperymentalny Tu-16Z został ponownie wyposażony do tankowania myśliwców MiG-19 według tego samego schematu, ale testy wykazały niecelowość jego użycia.
Być może główną zaletą schematu tankowania w locie na skrzydle jest niewielka waga takiego sprzętu, a montaż jednostki tankowania równo na końcówce skrzydła, co nie wpływa negatywnie na aerodynamikę samolotu.
Na Tu-16Z w przedziale technicznym i dziobie skrzydła umieszczono wąż elastyczny o długości 38 m z liną i wciągarką. Tu-16Z różnił się od seryjnego bombowca Tu-16 krótką rurą zamontowaną na czubku konsoli prawego skrzydła. Cysterna mogła podać w locie do 20 ton paliwa. Cysterna Tu-16Z została oddana do służby w 1957 roku, a 114 bombowców Tu-16 zostało przerobionych na tankowce, a 16 pojazdów różnych modyfikacji przekształcono w tankujące Tu-571ZA. W marynarce wojennej flota prawie wszystkie eksploatowane samoloty tego typu były wyposażone w system tankowania w locie.
W latach 60. do służby wszedł cysterna Tu-16N, wyposażona w system węży stożkowych do tankowania naddźwiękowych Tu-22. Ten system został całkowicie zapożyczony z samolotu Myasishchev ZMS, zmniejszyła się tylko objętość pompowanego paliwa. Następnie tankowiec Tu-16N został zmodyfikowany i otrzymał oznaczenie Tu-16NN. Oprócz udoskonalenia sprzętu do tankowania, w samolocie zainstalowano sprzęt do spotkań radiowych, co znacznie upraszcza spotkanie samolotów w powietrzu. Wszystkie tankujące samoloty Tu-16 w Marynarce Wojennej były wyposażone w taki sprzęt.
W drugiej połowie lat 50-tych na jednym z seryjnych Tu-16 zainstalowano sprzęt do tankowania w locie systemem „stożek-pręt”, ale już jako samolot do tankowania. Mimo udanych testów nie przystąpili do modyfikacji bojowego Tu-16. Pojazd służył do testowania systemu tankowania wozów rakietowych Tu-95KD i Tu-22KD.
Bardzo ważne było zwiększenie zasięgu lotu Tu-16 różnych modyfikacji w lotnictwie Marynarki Wojennej, która latała głównie po trasach nad oceanem. Tankowanie samolotów na skrzydłach jest bardzo złożonym rodzajem szkolenia lotniczego, opanować je mogliby tylko piloci o doskonałej technice pilotażu.
Lot na tankowanie w powietrzu składa się z kilku etapów: spotkanie z tankującym samolotem, manewr spotkania, przyjęcie pozycji wyjściowej do sprzęgu, kontakt z wężem tankowania, wejście do systemu tankowania i lot w formacji tankowania, rozprzęgnięcie na końcu tankowania. Spotkanie na trasie z tankowcem może odbywać się na kursach mijania, kolizji i przecinania, co wymaga specjalnych metod obliczeniowych i odbywa się z wykorzystaniem obserwacji wizualnej i sprzętu radiowego samolotu.
Pilot samolotu tankującego musi najpierw wyrównać prędkość z cysterną, aby koniec węża tankującego „zatrzymał się” w powietrzu, ponieważ nie widzi reszty węża i konsoli skrzydłowej swojego samolotu. Następnie, tworząc okresowo małą lewą rolkę, zaczyna się podejście do węża. Szczególna trudność w wykonaniu tego manewru polega na tym, że nad poziomem morza na wysokości niebo i woda zlewają się w jedną niebieską mgłę. Dlatego bez widocznych punktów orientacyjnych bardzo trudno jest określić prędkość zbliżania się i odległość do węża, zwłaszcza że maszyna staje się bezwładna na wysokości i konieczne jest dokładne obliczenie ruchu kierownicy i sterowania silnikiem. Zbliżając się do węża z nadmiarem 2 m, skrzydło samolotu wchodzi w wir wierzchołkowy od skrzydła cysterny i samolot jest wypychany z tego odrzutowca.
Wszystkie manewry nadzorowane są przez dowódcę oddziału strzelającego, który znajduje się w tylnej kokpicie tankującego samolotu i wydaje niezbędne polecenia. Gdy konsola lewego skrzydła okazuje się być o 2 m wyższa i wysunięta do 6 m w lewo nad wężem, na polecenie dowódcy artylerii wąż jest spychany skrzydłem i małym manewrem, aby przejść w prawo . W tym przypadku wąż ślizga się wzdłuż dolnej krawędzi skrzydła i wpada w rodzaj chwytania jednostki napełniającej na końcu konsoli skrzydłowej.
W tym samym czasie wciągarka jest włączana na cysternie, a wąż jest wciągany do rury końcowej. Zgodnie z białymi znakami na wężu dowódca jednostek strzelających zgłasza dowódcy, ile metrów pozostało do zetknięcia końcówki końcowej z przechwyceniem jednostki napełniającej.
W momencie, gdy tylna metalowa końcówka dosięgnie rękojeści, mikroprzełącznik jest włączony, dysza wyskakuje z jednostki napełniającej i łączy się z końcówką węża. Doprowadzane jest powietrze, a połączenie jest uszczelnione. W tym czasie rozlega się komenda „kontakt”, a dowódca samolotu tankującego daje pełną moc silników i dosłownie skacze do przodu i zajmuje linię tankowania. W tym czasie przedni koniec węża wchodzi do rury końcowej, łączy się z urządzeniem odbiorczym i jest uszczelniony. Podane jest polecenie „włącz pompy”. Paliwo zaczyna płynąć do węża i przez otwarte zawory w samolocie tankującym dostaje się do odpowiednich zbiorników. Drugi pilot rozprowadza paliwo do zbiorników ze specjalnego pilota.
Najniebezpieczniejsze momenty mogą wystąpić podczas układania skrzydełka na wężu i gdy wąż wchodzi w kontakt z wlewem. Najmniejsze opóźnienie w doprowadzeniu gazu do silników może doprowadzić do zerwania linki i ewentualnego skręcenia węża do tankowania wokół końcówki skrzydła w okolicy lotek.
Takie przypadki uderzania w konsolę skrzydła w strumieniu odrzutowym z silników tankowca kończyły się niekiedy tragicznie. Tak więc tylko w dwóch pułkach lotniczych Sił Powietrznych 15 załóg rozbiło się podczas opracowywania tankowania w powietrzu. Nie każdy może wytrzymać najsilniejsze stresy podczas tankowania w powietrzu, a lekarze musieli masowo odpisywać personel samolotu Tu-16 ze względów zdrowotnych.
Z tej okazji utworzono specjalną komisję w celu zbadania przyczyn choroby pilotów i dowiedziała się, że podczas tankowania dramatycznie wzrasta obciążenie psychofizjologiczne organizmu: tętno wzrasta do 186, a nawet 220 uderzeń na minutę , w tempie 76-80, częstość oddechów wynosi 64 oddechy, w porównaniu do 15-16 w spokojnych warunkach. Temperatura ciała znacznie wzrosła, zaczęło się intensywne pocenie. W rezultacie jedno zatankowanie doprowadziło do średniej utraty 5% wagi pilota. Mężczyzna był tak wyczerpany, że często po prostu pozostawał wyczerpany i wtedy tylko drugi pilot mógł przyjść mu z pomocą.
Jednak zadania stojące przed Siłami Powietrznymi nie pozwoliły na rezygnację z lotów z tankowaniem. W drugiej połowie lat 50. szczególnie aktywna zaczęła być marynarka wojenna USA. Niemal codziennie amerykańscy harcerze latali wzdłuż naszej morskiej granicy, często ją naruszając. Potężna grupa amerykańskich okrętów wojennych stale krążyła po północno-zachodnim regionie Oceanu Spokojnego. Aby stłumić działalność 7. Floty, u naszego wybrzeża zbudowano bazę sił powietrznych w rejonie Sowieckiej Gavan, gdzie znajdowała się grupa lotnicza Tu-16. Został wyposażony w Tu-16KS wyposażony w pociski manewrujące Kometa. Nieco później pojawił się kompleks Tu-16K-10 z pociskami K-10.
Niemal każdemu lotowi do oceanu towarzyszyło przechwycenie radzieckich lotniskowców rakietowych przez myśliwce patrolowe z lotniskowców. Lotniskowiec Tu-16K-10 był wyposażony w bardzo potężną stację radiolokacyjną EH, która umożliwiała wykrycie lotniskowców na odległość do 400 km, dlatego dowództwo floty wykorzystywało te pojazdy do rozpoznania na północno-zachodnim Pacyfiku . W tym celu grupa lotnicza została przeniesiona na Kamczatkę. Postawiono zadanie: zbadać ocean w odległości ponad 1000 km od grzbietu Kurylskiego.
Biorąc pod uwagę rozległe przestrzenie nad oceanem, dowództwo Floty Pacyfiku przywiązywało szczególną wagę do szkolenia załóg eskadry rozpoznawczej i lotnictwa rakietowego do tankowania w powietrzu. Według obliczeń jedno przejechanie tankowania zwiększyło zasięg Tu-16 o 2000 km, a drugie, nadjeżdżające, dodało prawie 3500 km więcej. Czas lotu Tu-16 z dwoma tankowaniami wyniósł 15 godzin.
Elektroniczny sprzęt wywiadowczy pozwolił załodze na wykrycie lotniskowca z odległości prawie półtora raza większej niż zasięg wykrywania celu samego lotniskowca, co spowodowało, że samolot rozpoznawczy opadał „pod płatek anteny” radaru okrętowego niezauważony i dał możliwość nagłego podejścia do celu i sfotografowania go z małej wysokości.
Wyobraź sobie, jakie zamieszanie powstało na lotniskowcu, gdy nad pokładem przetoczył się Tu-16 z czerwoną gwiazdą. Oto jak A. Biełoborodko wspomina jeden z lotów: „Podczas kolejnego zadania rozpoznania północno-zachodniej części Oceanu Spokojnego wystartowaliśmy tankowcem Tu-16Z z lotniska Jelizowo na Kamczatce. Podążając parami nad chmurami tankowaliśmy i lecieliśmy dalej na wysokości 10000 1000 m. Lecąc w chmurach stratus w odległości ponad XNUMX km od brzegu, stacja ochrony ogona nagle dała sygnał, że samolot z tyłu półkula była naświetlana przez radar myśliwca. Wydałem rozkaz rufowemu strzelcowi, aby wprowadził pasywną ingerencję plew. Po tonie syreny sygnalizacyjnej ustaliłem, że myśliwiec się zbliża… I nagle sygnał syreny stał się ciągły. Oznaczało to, że celownik radarowy myśliwca przechwycił nasz samolot, a jego jednostka komputerowa generowała dane do wystrzeliwania pocisków. Liczenie minęło kilka sekund. Wydałem polecenie ustawienia ciągłej ingerencji, "wrzuciłem" ciężki samochód w ostry zakręt ze spadkiem. Tylko taki „piruet” pomógł obniżyć automatyczne śledzenie radaru myśliwca.
Nie trzeba dodawać, że takie loty, biorąc pod uwagę trudności nawigacji lotniczej w locie nad oceanem i kilka wyczerpujących tankowań, a nawet spotkania z „niezidentyfikowanymi myśliwcami” nie były łatwe. Weterani lotnictwa uważają, że pod względem poziomu strat załogi, pod względem stresu fizycznego i emocjonalnego załogi lotniczej, tankowanie w powietrzu można porównać jedynie z wojną, podczas gdy inni porównywali stres psychoemocjonalny z lotem w kosmos.
Pomimo wszystkich trudności związanych ze schematem tankowania skrzydeł w locie na Tu-16, załogi ciężko pracowały i ostatecznie opanowały ten najtrudniejszy rodzaj szkolenia bojowego. W lotnictwie Marynarki Wojennej do czasu wycofania z eksploatacji Tu-16 praktykowano tankowanie w locie na skrzydle.
Źródła:
Artemyev A. Jakubowicz N. Tupolew Tu-16. Skrzydło do skrzydła. Moskwa: AST, Astrel. 2001. P.80-89.
Butowski P. Rozwój sowieckich środków tankowania w powietrzu // Lotnictwo i czas. 1998. nr 3. s. 16-20.
Gordon E., Rigman V. Legendarny Tu-16 // Lotnictwo i czas. 2001. nr 1. s.11-13.
Beloborodko A. Na skraju możliwości // Skrzydła Ojczyzny. 2001. nr 11. s. 14-17.
Rigman V. Tu-16 - samolot ery // Skrzydła Ojczyzny. 1995. Nr 6. S. 5-6.
Rigman V. Nakazano skopiować // Lotnictwo i kosmonautyka. 1996. nr 6. s.63-64
informacja