Der Tanker Y-20 wird offiziell in Dienst gestellt! Warum ist die Luftbetankung so wichtig?

Vor Kurzem wurde das Großraumflugzeug Y-20 meines Landes offiziell in Dienst gestellt. Warum legen die Luftstreitkräfte der Großmächte großen Wert auf die Forschung und Entwicklung von Luftbetankungsgeräten? Welche Vorteile bietet die Luftbetankung?

Zusammengestellt von New Media Editor Duan Dawei

Am 31. Juli gab die Luftwaffe auf einer Pressekonferenz bei der Changchun Air Show eine sehr seltene öffentliche Erklärung ab, dass der im Inland produzierte Y-20 offiziell in den Dienst der Luftwaffe gestellt worden sei und vor Kurzem ein Luftbetankungstraining auf See mit dem schweren Kampfflugzeug J-16 abgeschlossen habe. Kampfjets, die aus der Luft betankt werden, und Kampfjets, die selbstständig zum Auftanken zu ihren Stützpunkten zurückkehren, scheinen sich zu ähneln. Warum also legen die Luftwaffen der großen Länder so großen Wert auf die Forschung und Entwicklung von Ausrüstung zur Luftbetankung? Welche Bedeutung hat die Luftbetankung für Flugzeugmissionen?

▲Foto des gemeinsamen Trainings zwischen Y-20 und J-16

Luftbetankung aus Abenteuergeist geboren

Die Luftbetankung kam erstmals nach dem Ersten Weltkrieg auf und wurde damals vom Abenteuergeist der Luftfahrt angeregt. Eines Tages im Juli 1921 organisierte I. Maye, ein Mitglied des American Flying Circus, die erste Luftbetankung, eine aufregende Flugshow. Pilot Frank Hawke flog einen Doppeldecker vom Typ SJ-1 und Il Mayer stand mit einem Benzinkanister auf dem Rücken auf dem oberen Teil der Tragfläche. Als das Flugzeug auf die „Jenny“ traf, die von Pilot Il Dofferti geflogen wurde, stieg Maye zu Fuß auf die Tragfläche der „Jenny“ und goss Benzin in den Treibstofftank. Das Publikum, das diese Flugvorführung miterlebte, war durchweg entsetzt.

Um Kampfflugzeugen die Durchführung von Kampfeinsätzen über große Entfernungen zu ermöglichen und ihre Flugzeit zu verlängern, begannen einige Länder bereits in den 1920er Jahren mit der Erforschung der Technologie zur Luftbetankung von Flugzeugen. Im Jahr 1923 unternahm der US Army Air Service mit zwei Aufklärungsflugzeugen vom Typ De Haran H4B erste Versuche zur Luftbetankung mit einem Schlauch. Diese Betankung verlängerte die Flugzeit des Flugzeugs und war erfolgreich. Damit markierte sie den Beginn der Luftbetankungstechnologie. Der erste militärische Einsatz der Luftbetankungstechnologie erfolgte im Zweiten Weltkrieg. Als Vergeltung für die Bombardierung Pearl Harbors durch Japan setzten die Vereinigten Staaten B-25-Bomber ein, die von Flugzeugträgern starteten, über Hawaii in der Luft auftankten und dann zum Bombenangriff auf das japanische Festland flogen.

Das Flugzeug wird in eine „Langstreckenversion“ umgewandelt

Vor dem Aufkommen der Luftbetankungstechnologie waren Reichweite und Angriffsfläche von Kampfjets durch die Menge an Treibstoff begrenzt, die sie transportieren konnten. Aus diesem Grund bemühten sich Länder auf der ganzen Welt nach Kräften, ihre Kampfjets mit großen Treibstofftanks auszustatten, was zur Entstehung von Ausrüstung wie Zusatztreibstofftanks führte. Obwohl der Zusatztank die Treibstoffmenge erhöhen kann, die ein Kampfflugzeug transportieren kann, erhöht er den Flugwiderstand erheblich, sodass die Wirkung nicht zufriedenstellend ist. Die Reichweite von Bombern ist wesentlich größer als die von Kampfjets, sodass die Kampfjets damals keine Möglichkeit hatten, ständig Eskorte zu leisten, was die Bomber der Gefahr aussetzte, abgeschossen zu werden.

Luftbetankungsflugzeuge spielen in der Logistik der Luftwaffe eine äußerst wichtige Rolle. Es kann die Flugfähigkeit und Ausdauer von Kampfjets, Angriffsflugzeugen und anderen bewaffneten Flugzeugen erheblich verbessern, sodass sie ihre Luftüberlegenheit stärken und die Intensität von Tiefschlägen steigern können. Da keine Zwischenlandung zum Auftanken erforderlich ist, wird die Abhängigkeit des Flugzeugs vom Flughafen erheblich reduziert, die Reichweite kann verdoppelt oder sogar noch weiter erhöht werden und der Flugplanspielraum des Flughafens wird vergrößert.

Eine „weiche und harte“ Betankungsvorrichtung

▲ Betankungsvorrichtung mit Schlauchkonus (Fotoquelle: People's Daily Online)

Derzeit gibt es zwei Haupttypen von Luftbetankungsgeräten: Der eine ist der Schlauchkegeltyp (als „weicher Typ“ bezeichnet), der erstmals Ende der 1940er Jahre im Vereinigten Königreich entwickelt wurde. Es besteht im Wesentlichen aus einem 22 bis 30 Meter langen Schlauch und einem konischen Trichter. Beim Betanken muss der Pilot lediglich den Betankungsanschluss am vorderen Ende des empfangenden Flugzeugs in den konischen Trichter einführen, um eine Luftbetankung durchzuführen. Diese Methode der Luftbetankung wird häufig von der US-Marine und den meisten Ländern der Welt verwendet, die über Tankflugzeuge zur Luftbetankung verfügen. Der Vorteil besteht darin, dass kein spezieller Tanker im Flugzeug erforderlich ist und ein Tanker zwei bis drei Flugzeuge gleichzeitig betanken kann. Allerdings ist die Betankungseffizienz relativ gering. Da der Schlauch nach dem Loslassen stark vom Luftstrom beeinflusst wird, muss der Pilot des empfangenden Flugzeugs über eine sehr hochdichte Formationstechnologie und Luftandocktechnologie verfügen.

▲Teleskoprohr-Betankungsvorrichtung (Fotoquelle: Sina.com)

Der andere ist der Teleskoprohrtyp (als „harter Typ“ bezeichnet), d. h. am Heck der Betankungsmaschine ist eine Teleskophülse installiert. Am Ende des Ärmels befinden sich zwei symmetrische kurze Flügel. Durch die Betätigung der kurzen Flügel kann der Bediener die Hülse in einem bestimmten Winkelbereich bewegen. Wenn sich das empfangende Flugzeug dem Heck des tankenden Flugzeugs nähert, bleiben die relativen Positionen der beiden Flugzeuge unverändert, und der Hülsenbediener bedient den kurzen Flügel, um die Hülse in die Betankungsöffnung des empfangenden Flugzeugs auszufahren. Diese Art der Betankung wird relativ wenig durch Luftströmungen beeinflusst und der Andockvorgang ist bequemer als bei der sanften Betankung. Je größer der Durchmesser des Gehäuses, desto schneller die Betankung, es kann jedoch immer nur ein Flugzeug gleichzeitig betankt werden.

Tankunfälle sind häufig

Unabhängig davon, ob es sich um „weich“ oder „hart“ handelt, haben beide eine gemeinsame Prämisse: Flughöhe, Geschwindigkeit und Richtung des Tankers und des empfangenden Flugzeugs müssen in hohem Maße konsistent sein, die Umgebungsbedingungen müssen ebenfalls relativ stabil sein und an das Bedienniveau des Piloten werden extrem hohe Anforderungen gestellt.

Aufgrund des hohen Schwierigkeitsgrades kommt es bei der Luftbetankung nicht selten zu Unfällen. Sogar im Vereinigten Königreich, wo die Technologie zur Luftbetankung schon früher entwickelt wurde, kommt es häufig zu Unfällen bei der Luftbetankung. Im August 2018 flog ein F-35B-Kampfjet der Royal Air Force über den Atlantik von South Carolina, USA, zurück nach Großbritannien. Während der Luftbetankung und des Andockens gelang es der Sonde des Empfangsflugzeugs nicht, erfolgreich an der konischen Boje des Tankers anzudocken. Die Boje traf direkt die Oberfläche des F-35B-Kampfjets und verursachte schwere Schäden an der Tarnkappenbeschichtung des Kampfjets.

Der schrecklichste Vorfall ereignete sich 1966, als ein US-Tanker vom Typ KC-135 vor der Mittelmeerküste einen B-52-Bomber betankte. Die beiden Flugzeuge kollidierten und alle sieben Besatzungsmitglieder des B-52-Bombers und des KC-135-Tankers kamen ums Leben. Noch schwerwiegender ist, dass der B-52-Bomber zu diesem Zeitpunkt vier Wasserstoffbomben an Bord hatte. Zwei davon fielen zu Boden und wurden beschädigt, was zu einer nuklearen Verseuchung führte, eine weitere stürzte ins Mittelmeer. Das US-Militär brauchte mehr als zwei Monate, um es zu bergen.

Am 29. September 2020 kollidierte ein F-35B-Kampfjet des US Marine Corps während eines Luftbetankungstrainings mit einem Tankflugzeug des Typs KC-130J und stürzte im Südosten Kaliforniens ab. Die Rotorblätter beider Triebwerke an der rechten Tragfläche des Tankers KC-130J wurden vollständig beschädigt und er musste schließlich auf einem Acker notlanden. Obwohl es bei dem Unfall keine Opfer gab, wurde der F-35B-Kampfjet völlig zerstört und konnte nicht repariert werden.

Warum lassen Flugzeuge mitten in der Luft Treibstoff ab?

(Fotoquelle: Tencent)

Bei Flugshows gibt es oft Szenen, in denen Flugzeuge eine Rauchfahne über den Himmel ziehen, was bei vielen Menschen einen tiefen Eindruck hinterlässt. Tatsächlich handelt es sich dabei um einen Feuerball, der durch die Entzündung des Treibstoffs entsteht, der während des Fluges aus dem Treibstoffablassrohr des Flugzeugs austritt.

Das Ablassen von Treibstoff in der Luft ist jedoch keine reine Show, sondern eine Maßnahme zur Gewährleistung der Flugsicherheit und Verbesserung der Flugleistung. Im Allgemeinen führt ein Flugzeug beim Start eine große Menge Treibstoff und Nutzlast mit sich, und das Startgewicht ist viel größer als das Gewicht, das dem Flugzeug eine sichere Landung ermöglicht. Im Normalflug verbrauchen Kampfjets den größten Teil des Treibstoffs. Während des Kampfes wird ein Teil der mitgeführten Nutzlast abgeworfen und verwendet, und das Gewicht des Flugzeugs wird bei der Rückkehr zur Landung erheblich reduziert, um die Anforderungen an das sichere Landegewicht zu erfüllen. Manchmal treten jedoch besondere Umstände auf, beispielsweise ein Geräteausfall, und ein Flugzeug muss eine Notlandung durchführen. Um die Voraussetzungen für eine sichere Landung zu erfüllen, muss der Pilot zu diesem Zeitpunkt etwas Treibstoff ablassen, um das Gewicht des Flugzeugs zu reduzieren.

(Quelle: Chen Shaozu. Flugzeugbetankung aus der Luft [J]. Wissenschaft für die Öffentlichkeit: Mittelschulausgabe, 2000(7):12-13., Xinhuanet, People's Daily Online, Sina.com, Militär-U-Boot usw.)

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