Почему дозаправка в воздухе того стоит? (или есть ли вообще?)

В некоторых случаях экономика зависит от того, насколько особенным является самолет, который вы заправляете.

Рассмотрим что-то вроде миссии AWACS. У вас есть очень сложный специализированный самолет с большим, хорошо обученным экипажем в дополнение к летному экипажу. Если вы не заправили его во время миссии, ему, возможно, придется потратить много активных часов на бесполезную работу по пути на войну и обратно. Вам потребуется больше их (и больше экипажей), чтобы достичь любого заданного уровня покрытия в театре.

С другой стороны , при дозаправке в воздухе вам нужно, чтобы несколько танкеров носились туда-сюда с топливом для ваших часовых. Но они дешевле и проще в эксплуатации, дешевле и проще в экипаже и так далее. Таким образом, даже если в общей сложности вы можете использовать немного больше летных часов , общие затраты могут быть ниже.

Это не в равной степени относится к истребителям и бомбардировщикам, потому что они все равно время от времени должны возвращаться на базу, чтобы запастись боеприпасами. Есть еще типы миссий «готовности», для которых это было бы актуально. Ценник на F-35 примерно такой же, как и на KC-767, но KC-767 может обслуживать несколько F-35 за одну операцию, так что заправщики будут уходить и возвращаться. -четвертое все еще может быть экономической победой.

Кроме того, для истребителя, вступающего в бой, полезно не таскать с собой достаточно топлива, чтобы добраться до дома в одиночку.

Во-первых, к вопросу экономической эффективности: если истребителям или ударным самолетам потребуется брать с собой больше топлива, они сами должны быть больше и потреблять больше топлива. Это трудно определить количественно, но с дозаправкой в ​​воздухе вы можете ограничить размер до гораздо меньшего значения и при этом быть уверенными, что все будущие требования к дальности и выносливости будут выполнены.

Далее, современные воздушные кампании крайне сложны. На планирование одного дня многонациональных операций уходят месяцы, и самолеты из нескольких стран должны быть размещены на некотором расстоянии, чтобы затем выполнить свои боевые вылеты с максимальной точностью. Дозаправка в воздухе значительно упрощает это планирование, поскольку позволяет увеличить время ожидания или использовать ограниченные ресурсы несколько раз в течение дня. Возьмите самолет радиоэлектронного противодействия: вместо того, чтобы лететь обратно на удаленную базу, самолет может дозаправиться на бортовом танкере и вернуться, чтобы поддержать следующую волну атакующих самолетов.

А кто сказал, что опасения по поводу их воздействия на окружающую среду когда-либо влияли на выбор средств военных?

Это не вопрос экономии денег или чрезвычайных ситуаций. Причина, по которой военные используют дозаправку в воздухе, заключается в том, что они могут добраться до любой точки мира. У самолетов ограниченная дальность полета, без дозаправки в воздухе им нужно было бы иметь достаточно топлива, чтобы добраться до зоны боевых действий и обратно на базу. Это ограничило бы досягаемость военных самолетов (или самолетов-шпионов), даже с базами по всему миру.

С дозаправкой в ​​воздухе самолеты могут летать на большие расстояния от своих баз над любой территорией, выполнять свою миссию и возвращаться обратно. Это значительно увеличивает возможности военной авиации.

Экономически эффективным?

Поищите информацию о рейдах «Блэк Бакс», затем посчитайте, сколько стоила эта дозаправка… Затем сравните это со стоимостью потери Фолклендских островов для Великобритании.

Эти рейды были абсолютно невозможны без дозаправки в воздухе. Точно так же патрули и разведывательные миссии времен холодной войны. Дело не в рентабельности, а в том, можно ли выполнить задание без дозаправки.

В дополнение к другим ответам, танкисты могут дать специализацию для своей задачи - например, долгое время кружить там, где в вас никто не стреляет. Многим военным самолетам приходится в значительной степени снижать топливную экономичность и способность выполнять свою работу. Специальные танкеры, как правило, представляют собой варианты авиалайнеров; они обладают большой грузоподъемностью для топлива и могут быть спроектированы с учетом топливной экономичности. Затем другой самолет может оптимизироваться по вещам, помимо запаса топлива, и ему не нужно так сильно беспокоиться о том, что он чрезвычайно тяжелый и (для истребителей) имеет неаэродинамические подвесные баки.

Чтобы использовать SR-71 в качестве примера, он вообще не мог нести много топлива и имел ужасно неэффективные двигатели (это был самолет, который обычно летал на форсаже), чтобы выполнять свою работу по полету быстрее и выше, чем что-либо еще в мире. небо, которое не было ракетой. Вы могли бы дать ему большой запас топлива, но так как он вытекал на более низких скоростях (топливные баки герметизировались только из-за теплового расширения), в этом не было бы особого смысла, и вам пришлось бы иметь дело с действительно тяжелым самолетом, не оптимизированным для полет на малой скорости во время взлета. Однако заправлявшему его KC-135Q не нужно было летать со скоростью 3 Маха, поэтому его можно было спроектировать так, чтобы он мог взлетать с большим количеством топлива. Вы не могли построить самолет, чтобы делать то, что должен был делать SR-71 ииметь возможность работать без танкерной поддержки; Конструкции «способен взлететь со всем необходимым топливом» и «способен выполнять свою работу» конфликтуют, и лучший способ разрешить это — разделить их на отдельные самолеты. Так что в этом случае было бы гораздо дороже построить что-то с такими же возможностями без танкера.

(Однако основная причина заключается в том, что сказал Джон Стори: дозаправка в воздухе используется, когда у вас есть работа, а не когда вы пытаетесь заработать деньги с помощью своих авиационных операций. Если вы пытаетесь заработать деньги, летая вокруг, вы бы не выполняли миссии, требующие дозаправки в воздухе.Вы используете его только тогда, когда ваш руководящий принцип: «вот ваша работа, вот бюджет, идите и делайте это», а не «иди и зарабатывай деньги лучшим способом». вы можете.")

С технической точки зрения цель дозаправки в полете состоит в том, чтобы действовать как множитель силы.

Скажем, у меня есть потребность в боевом воздушном патрулировании (все время два самолета на базе) в заданном месте на расстоянии 250 миль. Доступные самолеты имеют дальность полета 1000 миль, а наземный разворот занимает столько же времени, сколько и полет на 250 миль.

Мне нужно два в воздухе туда, два на станцию, два обратно и два на землю - минимум 8, из которых 6 не патрулируют. Теперь поставьте заправщик, и даже с одной дозаправкой за патруль я теперь могу постоянно патрулировать от 2 до 4 самолетов, имея только 4 самолета.

Я буду опираться на отличный ответ @HenningMakholm . Дозаправка в воздухе приносит множество выгод, помимо очевидного «заставить самолеты летать дальше». Во-первых, танкеры могут обеспечить оперативную гибкость и эффективность по сравнению с необходимостью создания более близких авиабаз.

• Вам не нужно создавать ближайшую авиабазу.
  • Вам не нужно его строить.
  • Вам не нужно завоевывать и защищать это пространство (очень дорого).
• Ваши авиабазы ​​могут быть дальше от линии фронта.
  • Иммунитет к артиллерийским и наземным атакам.
  • Больше эшелонов ПВО.
  • Еще одно предупреждение о воздушном нападении.
• Вам не нужно продолжать двигаться и восстанавливать свои авиабазы ​​по мере того, как линия фронта перемещается.
  • И все их топливо, боеприпасы, личный состав, ангары, здания, бункеры, оборонительные сооружения...
  • Вы можете быстрее реагировать на изменения на местах, предоставляя лучшую поддержку.
• Вы можете нанести удар гораздо глубже на вражескую территорию.
  • У врага есть более широкая область для защиты, рассредоточенная.
  • Уничтожьте их управление и транспорт , парализуйте врага, война закончится раньше, вы сэкономите топливо, деньги, жизни и страдания.
• Вы можете атаковать с неожиданных направлений.
  • Ставьте танкер там, где у вас нет авиабаз, атакуйте с этого направления.

Но экономит ли это топливо?

Центральный пункт номер один: боевые самолеты неэффективны, заправщики эффективны, и кто-то должен тащить туда это топливо. А может и танкист.

Хотя поддержание танкера в воздухе может показаться пустой тратой топлива, и ему действительно приходится сжигать топливо в воздухе, это, вероятно, экономит много топлива, потому что заправщики настолько эффективны, а боевые самолеты настолько неэффективны. Танкер обычно базируется на гражданском авиалайнере. Как только он находится на высоте и в нужном положении, он может проходить круги по гоночной трассе на максимально эффективной скорости и высоте (многие боевые самолеты не могут двигаться достаточно медленно для заправщика), потягивая топливо по сравнению с загруженным боеприпасом (т. Е. Большое сопротивление), высокая производительность. самолет заправляется.

Если бы этот очень эффективный заправщик не тащил это топливо туда, то тем же самым загруженным, неэффективным боевым самолетам пришлось бы это делать, и это приводит к тому, что известно как уравнение тирании ракеты , которое гласит, что для того, чтобы нести больше топлива, вам нужно еще больше топлива . Если у вас много неэффективных самолетов, можно сэкономить топливо, если они взлетят с полупустыми баками и дозаправятся на исправном танкере по пути. Rocket Equation настолько деспотичен, что вы можете экономить топливо даже в гражданских полетах, вот статья на эту тему (извините за платный доступ).

Центральный пункт номер два: совершить как можно меньше боевых вылетов для уничтожения цели . Самолет может нести только ограниченное количество топлива, а больше топлива означает меньше оружия. Меньше оружия - больше поездок. Больше поездок — больше топлива. Что еще более важно, это означает, что пилот и планер чаще подвергаются опасности (и если вам нужно совершить два полета, вы, вероятно, потеряли элемент неожиданности), и больше самолетов требуется для атаки того же количества целей.

Взлет - еще одно соображение. Взлет и набор высоты — одна из самых требовательных к топливу частей полета. Боевые и дальнемагистральные самолеты обычно взлетают с максимальным весом, требуя полной мощности двигателя и длительного набора высоты. Взлет с меньшим количеством топлива означает, что вы сжигаете меньше топлива при наборе высоты.

Более тяжелым самолетам для взлета требуется более длинная взлетно-посадочная полоса. Такой длины взлетно-посадочной полосы может не быть на вашей передовой базе, или она может быть повреждена. Меньше топлива означает более тяжелые боевые нагрузки с более короткими взлетно-посадочными полосами, что означает большую гибкость.

Боевые самолеты могут нести только такое количество топлива внутри, прежде чем им потребуются сбрасываемые баки. Сбрасываемые баки добавляют сопротивление, делая самолет менее экономичным и обычно маневрирующим, как свинья. Сбрасываемые баки также занимают драгоценное место для оружия, что означает больше полетов туда и обратно, что означает... вы поняли идею.

Вы можете зайти с этой идеей слишком далеко. Самой большой проблемой F/A-18 Hornet был мизерный запас топлива. Большая дальность полета, обычно необходимая в море, означала, что для эффективной работы практически требовался танкер. Авианосцы не могут перевозить большие танкеры, поэтому им пришлось прибегнуть к неэффективным напарникам , установленным на небольших самолетах. Эта проблема была решена с помощью F/A-18 Super Hornet , который является практически другим самолетом.

Думая об этом с логической точки зрения, мы можем определить точный набор обстоятельств, при которых это было бы рентабельно.

1. Самолет, подлежащий дозаправке, не способен выполнить свою миссию, перелетев из любой допустимой (т. е. достижимой при заданных ограничениях по времени и расстоянию) точки запуска в любую допустимую точку посадки;
   и
   

2. Самолет способен выполнить свою миссию, перейдя из любой допустимой точки запуска в допустимую точку посадки, если в какой-либо точке маршрута удастся добраться до одного или нескольких танкеров-заправщиков;
   и
   

3. Танкер(ы) может добраться до этой точки по маршруту;
   и
   

4. Ценность миссии больше, чем затраты, даже с дозаправкой.

Есть также случаи, когда эти правила не обязательно должны соблюдаться. Например, если самолет может добраться до цели и обратно своим ходом, но ему придется лететь по более опасному маршруту, снижение риска использования заправщика может оказаться оправданным. При стоимости одного бомбардировщика B-2 в 2,4 миллиарда долларов всего лишь снижение риска миссии на 0,04% стоит более миллиона долларов только на аппаратном обеспечении: не считая затрат на провал миссии, стоимости полезной нагрузки, потенциальных затрат на спасение потерянного пилота, нового пилота. затраты на обучение, политические издержки и альтернативные издержки из-за падения на один самолет.

Допустим, вы на авианосце и хотите разбомбить цель в 200 милях от побережья. Что вы делаете?

Авианосцы обычно остаются в нескольких сотнях миль от моря в целях безопасности — если они подойдут слишком близко, они будут уязвимы для нападения Гарпунски. Упс, у вас нет топлива, чтобы долететь до цели с грузом бомб в боевых условиях. Если вы хотите поразить эту цель, вам придется стартовать с танкерами, и вам, возможно, придется встретить танкистов и на обратном пути.

Это может быть обычная неэкстренная военная практика.

Одним из важных ранних примеров были авиаудары США по району Ханоя во время войны во Вьетнаме, которые наносились далеко на юге и дозаправлялись непосредственно перед входом в воздушное пространство Северного Вьетнама, чтобы у самолетов было как можно больше топлива во время войны. миссия.

Во время воздушного боя, особенно для самолетов, задача которых заключается не только в том, чтобы отправиться в одно место и немедленно вернуться (например, вступить в бой с летящими самолетами противника), количество перевозимого топлива (сверх того, что необходимо, чтобы добраться туда и обратно) определяет количество. времени, что самолет может делать тактически-полезные вещи. Возможность добить ближе к цели максимизирует это время. Для самолетов с форсажными камерами это также влияет на количество времени, в течение которого они могут их использовать, поскольку при использовании форсажных камер топливо расходуется очень быстро.

Вы либо летите на воздушном самолете из его текущего местоположения, чтобы приземлиться / дозаправиться и обратно в предыдущее текущее местоположение, либо заставляете это делать самолет-заправщик.

В любом случае совершается одно и то же путешествие.

Топливо дешевое.

Некоторые более ценные ресурсы, которые могут оказаться бесполезными или уязвимыми во время дозаправки, включают боевые самолеты (которые стоят на порядки больше, чем самолеты-заправщики), ядерные ракеты, обучение боевых летчиков или президентов.

Даже если ваш истребитель должен пройти полпути домой, чтобы встретить танкер посередине для дозаправки, это половина пути, который ему пришлось бы проделать в противном случае. Это огромная экономия времени, и если вы хотите, чтобы ваш самолет находился близко к тому месту, где он должен быть, у вас действительно нет особого выбора. Вы не можете позволить ему тратить половину своей миссии на поездки туда и обратно между базами.

Очень распространенной практикой в ​​вооруженных силах является взлет с почти нулевым запасом топлива и дозаправка сразу после первоначального набора высоты при работе с быстроходными летательными аппаратами с передовых оперативных баз.

Такая практика характерна для истребителей, потому что их крылья рассчитаны на высокую скорость, поэтому потребуется очень длинная взлетно-посадочная полоса, чтобы иметь возможность поднять в воздух все их вооружение с топливом. Отправляя топливо на грузовых самолетах, они могут в целом уменьшить длину взлетно-посадочной полосы, необходимой для полета истребителей с полной боевой нагрузкой (поскольку грузовые самолеты предназначены для подъема вещей).

Оказавшись в воздухе, истребители двигаются намного быстрее, поэтому легко могут нести лишний вес. Дополнительный вес в боевой нагрузке было решено сделать топливом просто потому, что дозаправляться в воздухе проще, чем перевооружаться в воздухе (ракеты не так легко перебрасывать).