Y-20タンカーが正式に就役しました！空中給油はなぜそれほど重要なのでしょうか?

最近、我が国のY-20大型空中給油機が正式に就役しました。なぜ大国の空軍は空中給油装置の研究開発を重視するのでしょうか？空中給油の利点は何ですか?

ニューメディア編集者ドゥアン・ダウェイが編集

空軍は7月31日、長春航空ショーでの記者会見で、国産のY-20が空軍に正式に就役し、最近J-16重戦闘機との海上での空中給油訓練を完了したと、極めて異例の公式声明を発表した。戦闘機が空中給油を受けることと、戦闘機が自力で基地に戻って給油を行うことは似ているように思えますが、なぜ主要国の空軍は空中給油装置の研究開発を重視しているのでしょうか。航空機の任務における空中給油の重要性は何ですか?

▲Y-20とJ-16の合同訓練の写真

冒険心から生まれた空中給油

空中給油は第一次世界大戦後に初めて登場し、当時の航空冒険心に刺激されて人々が初めて試みました。 1921 年 7 月のある日、アメリカン フライング サーカスのメンバーである I. メイが、スリリングな航空ショーとなる初の空中給油を企画しました。パイロットのフランク・ホークはSJ-1複葉機を操縦しており、イル・メイヤーは背中にガソリン缶を縛り付けて翼の上部に立っていました。飛行機がパイロットのイル・ドッフェルティが操縦する「ジェニー」と出会ったとき、マイエは徒歩で「ジェニー」の翼の上に乗り、燃料タンクにガソリンを注いだ。この空中ショーを目撃した観客は皆恐怖を覚えた。

戦闘機が長距離戦闘任務を遂行し、空中滞在時間を延長できるようにするために、一部の国では 1920 年代初頭から航空機の空中給油技術の研究が始まりました。 1923年、アメリカ陸軍航空隊は、2機のデ・ハランH4B偵察機を使用して、ホースによる空中給油を試みることを主導しました。この給油により航空機の飛行時間が延長され、成功し、空中給油技術の始まりとなりました。空中給油技術が初めて軍事利用されたのは第二次世界大戦の時でした。アメリカは日本による真珠湾攻撃への報復として、B-25爆撃機を使って航空母艦から離陸し、ハワイ上空で燃料補給し、その後日本本土へ飛んで爆撃した。

航空機は「長距離バージョン」に改造される

空中給油技術が登場する前は、戦闘機の航続距離と攻撃範囲は搭載できる燃料の量によって制限されていました。そこで世界各国は戦闘機に大型燃料タンクを搭載しようと努力し、補助燃料タンクなどの装備が登場しました。しかし、補助燃料タンクは戦闘機が搭載できる燃料の量を増やすことはできるものの、飛行抵抗が大幅に増加するため、効果は十分ではありません。爆撃機の航続距離は戦闘機よりもはるかに長いため、当時の戦闘機には常時護衛を行う手段がなく、爆撃機は撃墜される危険にさらされていました。

空中給油機は空軍の兵站部門において極めて重要な役割を果たしています。戦闘機、攻撃機、その他の武装航空機の空中飛行能力と耐久力を大幅に拡張し、制空権を強化し、縦深攻撃の激しさを高めることができます。給油のために着陸する必要がないため、航空機の空港への依存度が大幅に低下し、航続距離が2倍以上に伸び、空港のスケジュール余裕も増えます。

「ソフトとハード」の給油装置

▲ホースコーン型給油装置（写真提供：人民日報オンライン）

現在、空中給油装置には主に2つのタイプがあります。1つはホースコーン型（「ソフト型」と呼ばれる）で、1940年代後半にイギリスで初めて開発されました。主に22メートルから30メートルのホースと円錐形の漏斗で構成されています。給油の際、パイロットは給油を受ける航空機の前端にある給油ポートを円錐形の漏斗に挿入するだけで空中給油が行えます。この空中給油方法は、米国海軍や空中給油機を保有する世界のほとんどの国で一般的に使用されています。航空機に専用の給油機を装備する必要がなく、1台の給油機で2～3機の航空機に同時に給油できるのが利点だが、給油効率は比較的低い。ホースは放出後、気流の影響を大きく受けるため、受ける側の航空機のパイロットには非常に高度な超密編隊技術とエアドッキング技術が求められます。

▲伸縮チューブ式給油装置（写真提供：Sina.com）

もうひとつは伸縮管式（ハードタイプとも呼ばれる）で、給油機の尾部に伸縮スリーブが取り付けられているタイプです。袖の端には対称的な短い翼が 2 つあります。オペレーターは短い翼を操作することで、スリーブを一定の角度範囲内で動かすことができます。受給機が給油機の尾翼に近づくと、2機の航空機の相対的な位置は変化せず、スリーブ操作者は短翼を操作してスリーブを受給機の給油口まで伸ばします。このタイプの給油は気流の影響が比較的少なく、ソフト給油よりもドッキング操作が便利です。ケーシングの直径が大きいほど、給油は速くなりますが、一度に給油できるのは 1 機の航空機のみです。

給油中の事故はよくある

「ソフト」か「ハード」かにかかわらず、両者に共通する前提は、タンカーと受給機の飛行高度、速度、方向が非常に一貫している必要があり、環境条件も比較的安定している必要があり、パイロットの操作レベルに極めて高い要求が課されるということです。

難易度が高いため、空中給油事故は珍しくありません。空中給油技術をいち早く開発した英国でも、空中給油事故は多発している。 2018年8月、イギリス空軍のF-35B戦闘機が米国サウスカロライナ州から大西洋を横断し、英国に戻った。空中給油とドッキングの際、給油機のプローブがタンカーの円錐ブイにうまくドッキングできなかった。ブイはF-35B戦闘機の表面を直撃し、戦闘機のステルスコーティングに重大な損傷を与えた。

最も恐ろしい事件は1966年に発生し、アメリカのKC-135空中給油機が地中海沖でB-52爆撃機に緊急給油を行っていたときに起きた。 2機の航空機が衝突し、B-52爆撃機とKC-135空中給油機の乗組員7人全員が死亡した。さらに深刻なのは、当時B-52爆撃機が4発の水素爆弾を搭載していたが、そのうち2発が地面に落ちて損傷し、核汚染を引き起こし、もう1発は地中海に落下したことだ。米軍がそれを回収するのに2か月以上かかった。

2020年9月29日、米海兵隊のF-35B戦闘機が空中給油訓練中にKC-130J空中給油機と衝突し、カリフォルニア州南東部に墜落した。 KC-130J空中給油機の右翼の両エンジンのブレードは完全に損傷し、最終的に農地に緊急着陸した。この事故で死傷者は出なかったものの、F-35B戦闘機は完全に破壊され、修理不能となった。

飛行機はなぜ空中で燃料を投棄するのでしょうか?

（写真提供：テンセント）

航空ショーでは、飛行機が煙の跡を空に引きずりながら飛ぶシーンがよくあり、多くの人に深い印象を残します。実はこれは、飛行中に航空機の尾部燃料排出管から排出された燃料が引火してできた火の玉です。

しかし、空中での燃料投棄は単なる見せかけではなく、飛行の安全を確保し、飛行性能を向上させるための措置です。一般的に、航空機は離陸時に大量の燃料と積載量を搭載しており、離陸重量は航空機が安全に着陸できる重量よりもはるかに大きくなります。通常の飛行中、戦闘機は燃料の大部分を消費します。戦闘時には搭載ペイロードの一部を投下して使用し、着陸時には機体の重量が大幅に軽減され、安全着陸重量の要件を満たします。しかし、航空機が機器の故障などの特殊な状況に遭遇し、緊急着陸しなければならない場合もあります。このとき、安全な着陸の要件を満たすために、パイロットは燃料をいくらか放出して航空機の重量を減らす必要があります。

（出典：陳紹祖「航空機の空中給油[J]。一般向け科学：中学生版、2000(7):12-13。、新華網、人民日報オンライン、Sina.com、軍用潜水艦など）

制作：サイエンス・セントラル・キッチン

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