Bijtanken in de lucht

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Test van NASA's Dryden Flight Research Center voor het bijtanken van een F/A-18A-straaljager.

Bijtanken in de lucht is de procedure waarbij een vliegtuig bijgetankt wordt in volle vlucht door een tankvliegtuig. Dat betekent dat het vliegtuig langer in de lucht kan blijven en zo zijn actieradius verhoogt. Zodoende kan een vliegtuig theoretisch oneindig lang in de lucht blijven. Beperkende factoren zijn natuurlijk de bemanning en slijtage van de onderdelen.

Een groot voordeel is ook dat er kan opgestegen worden met een grotere vracht en minder brandstof. Want wat niet als brandstof vervoerd moet worden kan als nuttige vracht meegenomen worden. Tenslotte kan men ook minder brandstof meenemen tijdens het opstijgen om zo een kortere aanloop te hebben zodat een korte startbaan nodig is. Deze procedure wordt o.a. toegepast bij de Lockheed SR-71.

Een Stratotanker,
twee F-15's en twee F-16's.

De tanker kan speciaal gebouwd zijn als tanker (zoals de Boeing KC-135 Stratotanker) of een bestaand vliegtuig kan uitgerust worden met externe tanks. Het vliegen in het kielzog van de tanker (formatievliegen) en de speciale apparatuur die nodig is beperkt de procedure tot de militaire luchtvaart.

Het is niet bekend of er ooit pogingen geweest zijn om te tanken in de lucht met civiele vliegtuigen. Bij grote militaire operaties wordt in de lucht tanken zeer veel toegepast. Bijvoorbeeld in 1991 bij de bezetting van Koeweit en in 2003 bij de oorlog tegen Irak werden alle coalitievluchten in de lucht bevoorraad.

Inhoud

1 Geschiedenis en ontwikkeling
2 Systemen
- 2.1 Vaste koppeling (flying boom)
- 2.2 Flexibele koppeling
3 Zie ook
4 Bronnen, noten en/of referenties

[bewerk] Geschiedenis en ontwikkeling

Kapt. L.H. Smith en Lt. J.P. Richter tanken als eersten bij in de lucht op 27 juni 1923 van een vliegtuig gevlogen door Lt. V. Hine en 1e Lt. F.W. Seifert

De eerste pogingen hadden plaats in de jaren twintig van vorige eeuw toen twee vliegtuigen langzaam in formatie vlogen. Het bovenste had een losse brandstoftank met aan boord. Een gewone slang hing van die tank in de vulopening van het onderste vliegtuig.

Op 27 juni 1923 bleef een DH-4B tweedekker 37 uur in de lucht middels bijtanken in de lucht. In 1929 vloog een groep piloten van het US Army Corps onder leiding van Majoor Carl Spaatz een record van 150 uren met de Question Mark over Los Angeles. In 1930 vlogen de gebroeders Hunter 553 uur en 40 minuten boven Chicago.

Tanken in de lucht was een gevaarlijke bezigheid totdat in 1935 de gebroeders Fred en Al Key een lekvrije koppeling demonstreerden, ontworpen door A.D. Hunter. Zij verbeterden Hunters record met 100 uren, waardoor ze meer dan 27 dagen in de lucht bleven.

Een tankvliegtuig, met linksom boven een F-101A, B-66 en F-100D (jaren 60).

In het Verenigd Koninkrijk demonstreerde Alan Cobham de methode met flexibele darm en de zgn. drogue.^[1] Deze laatste is een soort trechter die het uiteinde van de slang stabiliseert in de luchtstroom en door zijn conische vorm zich zelf centreert rond de inlaat van het ontvangende vliegtuig.

Cobham stichtte in 1934 het Flight Refuelling Ltd. (FRL) en ontwikkelde in 1938 een automatisch systeem om grote vliegtuigen als de vliegboot Short Empire Cambria vanuit een Armstrong Whitworth AW bij te tanken. Voor transatlantische vluchten werden Handley Page Harrows gebruikt. FRL bestaat nog steeds als onderdeel van Cobham plc.

Het systeem van Hunter wordt tegenwoordig nog altijd gebruikt op toestellen die speciaal ontworpen zijn voor het tanken in de lucht en dit gebeurt bij veel hogere snelheden dan destijds. Tussen 26 februari en 3 maart 1949 vloog de Amerikaanse Superfortress "Lucky Lady" non-stop rond de wereld in 94 uren en 1 minuut. Dit was mogelijk door driemaal bij te tanken vanuit 4 maal twee KB-29M tankvliegtuigen. De vlucht begon en eindigde op Carswell Air Force Base in Fort Worth, Texas. Er werd bijgetankt boven West-Afrika, de Grote Oceaan nabij Guam en tussen Hawaï en de westkust van de Verenigde Staten. Deze vlucht bewees dat grote afstanden en natuurlijke hindernissen geen hinderpalen meer waren voor de militaire slagkracht. Elke plaats op aarde was nu bereikbaar dank zij tanken in de lucht.

[bewerk] Systemen

C-5 nadert een KC-135R

[bewerk] Vaste koppeling (flying boom)

Eind 1949 vroeg de toenmalige commandant van het Strategic Air Command (SAC), Curtis LeMay, aan Boeing om een nieuw systeem te ontwerpen dat brandstof vlugger kon overtanken. De B-29 Superfortress was de eerste waarop het systeem werd toegepast. Tussen 1950 en 1951 werden 116 B29's ermee uitgerust in de fabriek van Renton in de staat Washington. Zij kregen de registratie KB-29P.^[2]^[3]

Daarna begon Boeing met de ontwikkeling van de eerste volwaardige tanker: de KC-97 Stratotanker. Het werd een variant van de C-97 Stratofreighter. Hij was uitgerust met vier zuigermotoren en gebruikte dus gewone vliegtuigbrandstof. De ingebouwde tanks bevatten echter jetkerosine voor de herbevoorrading. Het gebruik van twee verschillende brandstoffen was omslachtig en er werd daarom al in een vrij vroeg stadium uitgekeken naar een systeem met een en dezelfde brandstof voor zowel het tankvliegtuig als voor de over te tanken brandstof. Het was daarom logisch hier een toestel met straalmotoren voor te kiezen.

Boeing kwam met een toestel gebaseerd op de Boeing 367-80 (Dash-80). Het resultaat was de Boeing 717, militaire registratie KC-135. Er werden er 732 gebouwd.

Boom operator in een KC-135R van de USAF.

De arm is een rigide, holle buis bevestigd achteraan onder de tanker. Zij kan 25° naar links en naar rechts bewegen en 50° naar beneden. Aan het uiteinde zit een flexibele kogelkoppeling en een klep. De kogel klikt in een systeem van de ontvanger. Deze koppeling vangt de bewegingen op die de twee vliegtuigen ten opzichte van elkaar maken. De arm heeft even boven het uiteinde twee vleugels in V-vorm. Hiermee kan de bediener van de arm (boomer) deze bijsturen. De arm wordt hydraulisch in- en uitgetrokken maar laat bewegingen volgens de lengteassen van de vliegtuigen toe.

Het te tanken vliegtuig nadert de tanker langs achter en van onder. Zodra het binnen het bereik van de arm is, stuurt de boomer het uiteinde in de vulopening. Bij de KC-135 ligt de boomer op zijn buik achter in het toestel. In de KC-10 zit hij neer.

De piloot van de ontvanger krijgt aanwijzingen over zijn positie t.o.v. de tanker d.m.v. lichten onderaan de tanker. Hij moet binnen een bepaalde kubus achter de arm blijven (de zgn. air refueling envelope). De boomer heeft ook een aanduiding van de positie van de arm. Indien de limiet van de wendbaarheid van de arm bereikt wordt zorgt hij dat de koppeling verbroken wordt.

Het grote voordeel van het systeem ten opzichte van een rigide buis is het grotere volume aan brandstof dat per tijdseenheid kan overgepompt worden: 3785 liter per minuut voor de KC-135. Hierdoor kan de tankbeurt aanzienlijk ingekort worden want gezien de kleine afstand tussen de twee vliegtuigen blijft de operatie toch risicovol. Een nadeel is echter dat het meer kost. Alleen al de opleiding van de boomer kostte in de jaren 90 bijna een miljoen euro.

Een HH-60 helikopter tankt bij uit een HC-130.

Vliegtuigen uit de volgende landen kunnen ook in de lucht bijtanken met de flying boom:

Nederland: KDC-10
Iran: had in 1976 de grootste tanker (Boeing 747) maar het is niet bekend of dit toestel nog in dienst is
Israël: aangepaste Boeing 707
Italië: Boeing 767
Japan: Boeing 767
Turkije: ex USAF KC-135R

Het Europees lucht- en ruimtevaartconsortium EADS ontwikkelde eveneens een boom, het fly-by-wiresysteem. Dit systeem is compatibel met bestaande systemen en wordt geïnstalleerd op vliegtuigen van het type Airbus.

EADS won de concurrentiestrijd van Boeing voor een grote opdracht van de Amerikaanse luchtmacht van 179 tankvliegtuigen, in maart 2008, voor de vervanging van zijn 500 oude KC-130toestellen.^[4]

[bewerk] Flexibele koppeling

Het systeem van de flexibele koppeling is eenvoudiger dan de flying boom van Boeing en wordt door vele andere luchtmachten gebruikt. Ook de Amerikaanse Navy en het Marine Corps gebruiken het.

Door de lagere druk en kleinere diameter van de slang verloopt het tanken trager dan bij de flying boom. Maar doordat de vliegtuigen kleiner zijn waarop dit systeem wordt toegepast is dat niet onmiddellijk een probleem.

Het systeem bestaat uit een slang met aan het uiteinde een constructie die doet denken aan de shuttle van het badmintonspel. Die heeft trouwens hetzelfde doel namelijk een stabilisatie-effect opwekken om de slang quasi stil in de lucht te hangen zodat het ontvangende vliegtuig zijn koppelingsmechanisme er gemakkelijk in kan laten glijden. Het principe is NAVO-gestandaardiseerd en werd ontworpen door Flight Refueling Ltd. De koppeling is zodanig ontworpen dat zij bij grote zijdelingse of verticale bewegingen losschiet zonder verdere schade aan te richten. In tegenstelling met de vaste koppeling is het hier de ontvangende piloot die zijn toestel in de koppeling moet sturen.