Warum lohnt sich das Tanken in der Luft? (oder überhaupt?)

In einigen Kontexten hängt die Wirtschaftlichkeit davon ab, wie speziell das Flugzeug ist, das Sie betanken.

Betrachten Sie so etwas wie eine AWACS-Mission. Sie haben dieses sehr komplexe Spezialflugzeug mit einer großen, hochqualifizierten Besatzung zusätzlich zur Flugbesatzung. Wenn Sie es während der Mission nicht aufgetankt haben, muss es möglicherweise einen Großteil seiner aktiven Stunden auf dem Weg zum und vom Krieg unproduktiv verbringen. Sie würden mehr von ihnen (und mehr Crews) benötigen, um ein bestimmtes Maß an Berichterstattung im Kino zu erreichen.

Auf der anderen Seite benötigen Sie beim Luftbetanken einige Tanker, die mit Treibstoff für Ihre Wachposten hin und her huschen. Aber sie sind billiger und einfacher zu bedienen, billiger und einfacher zu bemannen und so weiter. Auch wenn Sie also insgesamt etwas mehr Flugstunden benötigen, können die Gesamtkosten niedriger sein.

Für Jagdflugzeuge und Bomber gilt das nicht in gleichem Maße, weil sie sowieso von Zeit zu Zeit zum Stützpunkt zurückkehren müssen, um sich mit Munition einzudecken. Es gibt immer noch "Bereitschafts"-Missionen, für die es relevant wäre. Der Preis für eine F-35 scheint ungefähr in der gleichen Größenordnung zu liegen wie für eine KC-767, aber eine KC-767 kann viele F-35 in einer einzigen Mission warten, sodass die Tanker das Zurückhuschen übernehmen -Forth kann immer noch ein wirtschaftlicher Gewinn sein.

Außerdem ist es für einen Kämpfer, der in den Kampf eintritt, gut , wenn er nicht genug Treibstoff mit sich herumschleppt, um den ganzen Weg nach Hause alleine zurückzulegen.

Zunächst zur Frage der Wirtschaftlichkeit: Wenn Kampf- oder Kampfflugzeuge mehr Treibstoff mitnehmen müssten, müssten sie selbst größer und treibstoffhungriger werden. Dies ist schwer zu quantifizieren, aber mit Luftbetankung können Sie die Größe auf einen viel kleineren Wert begrenzen und dennoch sicher sein, dass alle zukünftigen Reichweiten- und Ausdaueranforderungen erfüllt werden können.

Außerdem sind moderne Luftkampagnen äußerst komplex. Monatelange Planungen für einen einzigen Tag multinationaler Operationen sind erforderlich, und Flugzeuge aus mehreren Ländern müssen in einiger Entfernung stationiert werden, um dann ihre Einsätze mit höchster Präzision zu fliegen. Die Luftbetankung vereinfacht diese Planung erheblich, da Wartezeiten eingebaut oder knappe Ressourcen mehrfach am Tag genutzt werden können. Ergreifen Sie elektronische Gegenmaßnahmenflugzeuge: Anstatt zu einer entfernten Heimatbasis zurückzufliegen, kann das Flugzeug bei einem Lufttanker auftanken und zurück sein, um die nächste Welle angreifender Flugzeuge zu unterstützen.

Und wer hat gesagt, dass Bedenken hinsichtlich ihrer Umweltauswirkungen jemals die Wahl der Mittel des Militärs beeinflusst haben?

Es geht nicht um Sparen oder Notfälle. Der Grund, warum Militärs das Auftanken in der Luft verwenden, ist, dass sie jeden Ort auf der Welt erreichen können. Flugzeuge haben eine begrenzte Reichweite, ohne Luftbetankung müssten sie genug Treibstoff haben, um zu ihrem Einsatzgebiet und zurück zu einer Basis zu gelangen. Dies würde die Reichweite von Militärflugzeugen (oder Spionageflugzeugen) einschränken, selbst bei Stützpunkten auf der ganzen Welt.

Mit der Luftbetankung können Flugzeuge große Entfernungen von ihren Stützpunkten über jedes Gebiet fliegen, ihre Mission erfüllen und zurückfliegen. Es erhöht die Leistungsfähigkeit einer Militärluftwaffe erheblich.

Kosteneffizient?

Sehen Sie sich die Überfälle der Black Bucks an und berechnen Sie dann, wie viel das Auftanken gekostet hat ... Vergleichen Sie das dann mit den Kosten für das Vereinigte Königreich durch den Verlust der Falklandinseln.

Diese Überfälle waren ohne Auftanken in der Luft absolut nicht möglich. Ebenso Patrouillen und Aufklärungsmissionen im Kalten Krieg. Es geht nicht darum, ob es wirtschaftlich ist, sondern darum, ob die Mission ohne Nachtanken durchgeführt werden kann.

Zusätzlich zu anderen Antworten können Panzerfahrer Spezialisierungen für ihre Aufgabe anbieten – dh lange Zeit kreisen, wo niemand auf Sie schießt. Viele Militärflugzeuge müssen massiv Treibstoffeffizienz und Kapazität kompromittieren, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Spezielle Tanker sind in der Regel Varianten von Verkehrsflugzeugen. Sie haben eine große Tragfähigkeit für Kraftstoff und können unter Berücksichtigung der Kraftstoffeffizienz konstruiert werden. Die anderen Flugzeuge können dann neben der Treibstoffkapazität auch andere Dinge optimieren und müssen sich nicht so viele Gedanken darüber machen, extrem schwer zu sein und (für Jäger) nicht aerodynamische Falltanks zu haben.

Um die SR-71 als Beispiel zu nehmen, sie konnte überhaupt nicht viel Treibstoff transportieren und hatte schrecklich ineffiziente Triebwerke (es war ein Flugzeug, das routinemäßig mit Nachbrenner fuhr), um seine Aufgabe zu erfüllen, schneller und höher als alles andere zu fliegen der Himmel, der keine Rakete war. Sie könnten ihm eine hohe Kraftstoffkapazität geben, aber da Kraftstoff bei niedrigeren Geschwindigkeiten ausgetreten ist (die Kraftstofftanks sind nur unter Wärmeausdehnung abgedichtet), hätte es nicht viel Sinn, und Sie müssten sich mit einem wirklich schweren Flugzeug auseinandersetzen, für das es nicht optimiert ist Niedriggeschwindigkeitsflug während des Starts. Der KC-135Q, der ihn betankte, musste jedoch nicht mit Mach 3 fliegen, sodass er so konstruiert werden konnte, dass er mit viel Treibstoff abheben konnte. Sie konnten kein Flugzeug bauen, um das zu tun, was die SR-71 tun sollte, undohne Tankerunterstützung operieren können; Die Entwürfe für "in der Lage, mit dem gesamten Treibstoff abzuheben, den Sie benötigen" und "in der Lage, Ihre Arbeit zu erledigen", stehen im Konflikt, und der beste Weg, dies zu lösen, besteht darin, sie in separate Flugzeuge aufzuteilen. In diesem Fall wäre es also viel, viel teurer, etwas zu bauen, das die gleichen Fähigkeiten ohne einen Tanker annähert.

(Der Hauptgrund ist jedoch, was Jon Story sagte: Das Auftanken in der Luft wird verwendet, wenn Sie einen Job zu erledigen haben, und nicht, wenn Sie versuchen, mit Ihrem Flugbetrieb Geld zu verdienen. Wenn Sie versuchen, Geld zu verdienen, indem Sie Dinge fliegen herum, würden Sie nicht die Missionen ausführen, die ein Auftanken in der Luft erfordern. Sie verwenden es nur, wenn Ihr Leitprinzip lautet: "Hier ist Ihr Job, hier ist ein Budget, gehen Sie und tun Sie es", nicht "Gehen Sie und verdienen Sie auf die beste Weise Geld." du kannst.")

Technisch gesehen besteht der Zweck des Betankens während des Fluges darin, als Kraftmultiplikator zu wirken.

Angenommen, ich brauche eine Kampfluftpatrouille (zwei Flugzeuge ständig auf Station) an einem bestimmten Ort in 250 Meilen Entfernung. Die verfügbaren Flugzeuge haben eine Reichweite von 1000 Meilen und die Bodenumdrehung dauert genauso lange wie ein Flug von 250 Meilen.

Ich brauche zwei in der Luft, die dorthin gehen, zwei auf der Station, zwei, die zurückkommen, und zwei am Boden – mindestens 8, von denen 6 nicht patrouillieren. Jetzt einen Tanker aufstellen und selbst mit nur einer Betankung pro Patrouille kann ich jetzt mit nur 4 Flugzeugen immer zwischen 2 und 4 Flugzeuge auf Patrouille halten.

Ich werde auf der hervorragenden Antwort von @HenningMakholm aufbauen . Das Auftanken in der Luft bringt viele Kostenvorteile, die über das offensichtliche „Flugzeuge weiter fliegen lassen“ hinausgehen. Erstens können Tanker im Vergleich zur Errichtung näher gelegener Luftwaffenstützpunkte operative Flexibilität und Effizienz bieten.

• Sie müssen keinen näheren Luftwaffenstützpunkt errichten.
  • Du musst es nicht bauen.
  • Sie müssen diesen Raum nicht erobern und sichern (sehr kostspielig).
• Ihre Luftwaffenstützpunkte können weiter von der Front entfernt sein.
  • Immun gegen Artillerie und Bodenangriffe.
  • Mehr Luftverteidigungsschichten.
  • Weitere Warnung vor Luftangriff.
• Sie müssen nicht ständig in Bewegung bleiben und Ihre Luftwaffenstützpunkte neu aufbauen, während sich die Frontlinie bewegt.
  • Und all ihr Treibstoff, Verordnungen, Personal, Hangars, Gebäude, Bunker, Verteidigungsanlagen ...
  • Sie können schneller auf Veränderungen vor Ort reagieren und so eine bessere Unterstützung bieten.
• Sie können viel, viel tiefer in feindliches Territorium eindringen.
  • Der Feind hat einen größeren Bereich zu verteidigen und breitet sich dünner aus.
  • Zerstöre ihr Kommando und ihre Kontrolle und ihren Transport , lähme den Feind, der Krieg endet früh, du sparst Treibstoff, Geld, Leben und Leid.
• Sie können aus unerwarteten Richtungen angreifen.
  • Platzieren Sie einen Tanker dort, wo Sie keine Luftwaffenstützpunkte haben, und greifen Sie aus dieser Richtung an.

Aber spart es Sprit?

Zentraler Punkt Nummer eins: Kampfflugzeuge sind ineffizient, Tanker sind effizient und jemand muss diesen Treibstoff da rausschleppen. Könnte auch ein Tankwagen sein.

Ein Tanker in der Luft zu halten mag zwar wie eine Verschwendung von Treibstoff erscheinen, und er muss in der Luft Treibstoff verbrennen, aber er spart wahrscheinlich viel Treibstoff, weil Tanker so effizient und Kampfflugzeuge so ineffizient sind. Ein Tanker basiert typischerweise auf einem zivilen Verkehrsflugzeug. Sobald es in der Höhe und in Position ist, kann es Runden auf der Rennstrecke mit seiner effizientesten Geschwindigkeit und Höhe drehen (viele Kampfflugzeuge haben Probleme, langsam genug für den Tanker zu fahren), wobei es im Vergleich zur Verordnung beladen (dh viel Luftwiderstand) und hohe Leistung Kraftstoff trinkt Flugzeug, das es betankt.

Wenn dieser sehr effiziente Tanker diesen Treibstoff nicht dorthin schleppen würde, müssten dieselben beladenen, ineffizienten Kampfflugzeuge es tun, und dies führt zu dem, was als The Tyranny Of The Rocket Equation bekannt ist , das besagt, dass man noch mehr Treibstoff braucht, um mehr Treibstoff zu transportieren . Wenn Sie viele ineffiziente Flugzeuge haben, kann es Treibstoff sparen, wenn sie mit halbleeren Tanks starten und unterwegs bei einem effizienten Tanker tanken. Die Raketengleichung ist so tyrannisch, dass man selbst bei zivilen Flügen Treibstoff sparen kann, hier ist ein Artikel zu diesem Thema (sorry wegen der Paywall).

Zentraler Punkt Nummer zwei: Machen Sie so wenig Kampffahrten wie möglich, um ein Ziel zu zerstören . Ein Flugzeug kann nur so viel transportieren, und mehr Treibstoff bedeutet weniger Waffen. Weniger Waffen bedeuten mehr Fahrten. Mehr Fahrten bedeuten mehr Kraftstoff. Noch wichtiger ist, dass der Pilot und die Flugzeugzelle öfter Gefahren ausgesetzt sind (und wenn Sie zwei Flüge machen müssen, haben Sie wahrscheinlich das Überraschungsmoment verloren) und mehr Flugzeuge benötigt werden, um die gleiche Anzahl von Zielen anzugreifen.

Abheben ist eine weitere Überlegung. Das Abheben und Steigen in die Höhe ist einer der treibstoffhungrigsten Teile eines Fluges. Kampf- und Langstreckenflugzeuge starten typischerweise nahe dem Maximalgewicht, was volle Triebwerksleistung und einen langen Steigflug erfordert. Mit weniger Treibstoff abzuheben bedeutet, dass Sie weniger Treibstoff verbrauchen, um in die Höhe zu gelangen.

Schwerere Flugzeuge benötigen zum Abheben eine längere Landebahn. Diese Start- und Landebahnlänge ist möglicherweise an Ihrer vorderen Basis nicht verfügbar oder sie ist möglicherweise beschädigt. Weniger Treibstoff bedeutet schwerere Waffenladungen mit kürzeren Landebahnen, was mehr Flexibilität bedeutet.

Kampfflugzeuge können intern nur so viel Treibstoff transportieren, bevor sie Falltanks benötigen. Falltanks erhöhen den Luftwiderstand, wodurch das Flugzeug weniger treibstoffeffizient ist und im Allgemeinen wie ein Schwein manövriert wird. Falltanks nehmen auch wertvollen Hardpoint-Platz für Waffen ein, was mehr Hin- und Rückfahrten bedeutet, was bedeutet ... Sie haben die Idee.

Sie können diese Idee zu weit treiben. Das größte Problem mit der F/A-18 Hornet war ihre magere Treibstoffladung. Die großen Reichweiten, die normalerweise auf See erforderlich sind, bedeuteten, dass praktisch ein Tanker erforderlich war, um effektiv zu arbeiten. Träger können keine großen Tanker transportieren, also mussten sie auf ineffiziente Buddy Packs zurückgreifen, die auf kleineren Flugzeugen montiert waren. Dieses Problem wurde mit der F/A-18 Super Hornet gelöst , die praktisch ein anderes Flugzeug ist.

Wenn wir es von einem logischen Standpunkt aus betrachten, können wir die genauen Umstände definieren, unter denen es kosteneffektiv wäre, dies zu tun.

1. Das zu betankende Flugzeug ist nicht in der Lage, seine Mission zu erfüllen, indem es von einem gültigen (dh unter gegebenen Zeit- und Entfernungsbeschränkungen erreichbaren) Startplatz zu einem beliebigen gültigen Landeplatz fliegt;
   und
   

2. Das Flugzeug ist in der Lage, seine Mission zu erfüllen, indem es von jedem gültigen Startpunkt zu einem gültigen Landepunkt fliegt, wenn ein oder mehrere Betankungstanker zu einem bestimmten Punkt entlang der Route gebracht werden können;
   und
   

3. Das/die Tankschiff(e) kann /können diesen Punkt entlang der Route erreichen;
   und
   

4. Der Wert des Einsatzes ist größer als die Kosten, auch mit dem Auftanken.

Es gibt auch Fälle, in denen diese Regeln nicht zwingend gelten müssen. Wenn beispielsweise ein Flugzeug aus eigener Kraft zum Ziel und zurück gelangen kann , aber eine gefährlichere Route fliegen müsste, kann sich das geringere Risiko des Einsatzes eines Tankflugzeugs lohnen. Bei 2,4 Milliarden US-Dollar pro B-2-Bomber ist eine Reduzierung des Missionsrisikos um nur 0,04 % mehr als eine Million Dollar allein an Hardware wert: Kosten durch das Scheitern der Mission, Nutzlastwert, potenzielle Kosten für die Rettung verlorener Piloten, neue Piloten- Ausbildungskosten, politische Kosten und Opportunitätskosten dafür, ein Flugzeug tiefer zu sein.

Nehmen wir an, Sie befinden sich auf einem Flugzeugträger und möchten ein Ziel 200 Meilen landeinwärts bombardieren. Wie geht's?

Flugzeugträger bleiben normalerweise aus Sicherheitsgründen ein paar hundert Meilen auf See – wenn sie ihnen zu nahe kommen, sind sie anfällig für Angriffe von Harpoonskis. Hoppla, Sie haben nicht den Treibstoff, um Ihr Ziel unter Kampfbedingungen mit einer Ladung Bomben zu erreichen. Wenn Sie dieses Ziel erreichen wollen, müssen Sie mit Tankern starten, und auf dem Rückweg müssen Sie möglicherweise auch auf Tanker treffen.

Es kann sich um eine reguläre militärische Übung handeln, die kein Notfall ist.

Ein wichtiges frühes Beispiel waren US-Luftangriffe auf das Hanoi-Gebiet während des Vietnamkriegs, die von weit im Süden gestartet wurden und kurz vor dem Überqueren des nordvietnamesischen Luftraums aufgetankt wurden, damit die Flugzeuge während des Vietnamkriegs so viel Treibstoff wie möglich zur Verfügung hatten Mission.

Während des Luftkampfes, insbesondere bei Flugzeugen, deren Mission nicht nur darin besteht, zu einem Ort zu fliegen und sofort zurückzukehren (z. B. um fliegende feindliche Flugzeuge anzugreifen), bestimmt die Menge des mitgeführten Treibstoffs (über dem, was benötigt wird, um dorthin und zurück zu gelangen) die Menge Zeit, die Flugzeuge taktisch nützliche Dinge tun können. In der Lage zu sein, näher am Ziel nachzufüllen, maximiert diese Zeit. Bei Flugzeugen mit Nachbrennern trägt dies auch zu der Nutzungsdauer bei, da die Verwendung von Nachbrennern sehr schnell Treibstoff verbraucht.

Sie fliegen entweder das fliegende Flugzeug von seinem aktuellen Standort zum Landen/Auftanken und zurück zum vorherigen aktuellen Standort oder lassen es das Betankungsflugzeug tun.

In jedem Fall wird dieselbe Reise unternommen.

Kraftstoff ist billig.

Einige wertvollere Ressourcen, die während des Auftankens unbrauchbar oder anfällig werden können, sind Kampfflugzeuge (die um Größenordnungen mehr kosten als das Auftanken von Flugzeugen), Atomraketen, die Ausbildung von Kampfpiloten oder Präsidenten.

Selbst wenn Ihr Jäger den halben Weg nach Hause zurücklegen muss, um einen Tanker in der Mitte zu treffen, um aufzutanken, ist das die Hälfte der Reise, die er sonst hätte zurücklegen müssen. Das ist eine enorme Zeitersparnis, und wenn Sie möchten, dass Ihr Flugzeug in der Nähe ist, wo es sein muss, dann haben Sie nicht wirklich eine große Wahl. Sie können nicht zulassen, dass es die Hälfte seiner Mission damit verbringt, zwischen den Heimatbasen hin und her zu reisen.

Eine sehr gängige Praxis beim Militär ist es, mit fast null Treibstoff zu starten und direkt nach dem anfänglichen Aufstieg in die Höhe aufzutanken, wenn schnelle Läufer von vorgeschobenen Operationsbasen aus betrieben werden.

Die Praxis tritt bei Kampfjets auf, da ihre Flügel für hohe Geschwindigkeit ausgelegt sind und daher eine sehr lange Landebahn erfordern würden, um ihre volle Waffenkomplimentation mit ihrem Treibstoff in die Luft tragen zu können. Indem sie den Treibstoff in Frachtflugzeugen nach oben schicken, können sie insgesamt die Landebahnlänge reduzieren, die erforderlich ist, um Kampfflugzeuge mit voller Kampfbeladung auszufliegen (da die Frachtflugzeuge darauf ausgelegt sind, Dinge zu heben).

Einmal in der Luft bewegen sich die Jäger viel schneller, sodass sie das zusätzliche Gewicht problemlos tragen können. Das zusätzliche Gewicht in der Kampfbeladung wurde einfach deshalb als Treibstoff angesehen, weil es einfacher ist, in der Luft zu tanken, als in der Luft aufzurüsten (Raketen können nicht einfach geleitet werden).