美军多功能集成伙伴加油设备（VIPER）

  2022年6月，美国空军第18后勤战备中队的飞行员正在日本嘉手纳空军基地首次使用多功能集成伙伴设备加油(Versatile Integrating Partner Equipment Refueling，VIPER)套件为多种型号的飞机加油。该团队使用新设备为来访的KC-46 Pegasus飞机和当地驻扎的F-15C Eagles飞机加油。此前在2021年10月，美国空军就已经尝试使用VIPER套件对B1-B Lancer轰炸机进行热加油试验，这之前VIPER则只用于对F-16战斗机进行加油。如今VIPER热加油系统慢慢的变成了美国空军及其盟友的指定通用加油系统。

  热加油(hot pit refueling)就是在战机发动机不停车的情况下，进行加油、挂弹，由此缩短战机再次出动的时间，进而提高战机的升空频次，达到战力翻倍。

  传统的冷加油过程中，飞行器完成完整的冷启动环节，常常要包括气源车、电源车、空调车等保障装备和对应的地勤操作人员实施地面支持，需要大量设备和人力支持，并且消耗很多时间，因此热加油相比冷加油，在节约时机以及人力物力方面很具有优势。此外，很多传统的航空发动机在设计时并没有高原启动需求。这导致大量飞行器在海拔2500-3000米以上的机场使用时，发动机难以正常完成冷启动，需要地面提供大量压缩空气喷射至进气口等措施辅助，所以热加油技术在高原等特殊场景具有更重要的战略意义。不过热加油技术相比冷加油，其风险性更高，对地勤人员的操作要求更高，并且飞机和地面设施也需要做对应的优化设计。

  热加油看似先进，但不属于高新技术。美国空军很早就掌握了该项技术，且平时训练时经常演练，美军的B-2、B-1B轰炸机，F-15、F-22战斗机都曾经出现过热加油训练的相关新闻，相关训练已经常态化，我国空军也在2010年后具备了热加油能力。具有热加油能力的空军部队能够在同样的时间内组织更多架次的飞机执行任务，将战斗机的作战效能发挥到最大。

  不过以往美军的热加油操作针对不一样机型，需要有对应的基础配套设备，因此如果飞机降落在拥有燃油但是没有配套设备的机场，依然无法直接对飞机进行加油，需要专门运输相应的配套加油车进行一定的适配工作，才能进行加油，这无形中降低了战斗机的作战效能，并且对复杂作战环境的应变能力变差。

  如今VIPER打破了美国空军对于热加油地面配套设施的依赖，这种设备相比原本的地面加油设备，体积小巧且配置简单便捷，其最大的特点是其通用性，可以适配各种机型，快速直接地提高了美军与其盟军的联合作战能力。该设备将美国空军的热加油能力提高到了一个新的层次。

  根据美国空军的采购合同文件所述，VIPER套件的尺寸为0.99×2.01米(39×79英寸)，最高点为48.3厘米(19英寸)，重158.76千克(350磅)。2个VIPER套件将占用一个463L主托盘。VIPER套件100%对运输无害且无特殊处理要求。

  从VIPER的尺寸数据能够正常的看到，VIPER相比笨重的地面加油车，体积很小巧，可以方便地进行空运，因此理论上能够完全满足运输机起落的机场都可以部署，并且一个463L主托盘就可以运输两套设备。463L主托盘是美军标准化的货盘，用于运输军用航空货物运输。它是集装箱的主要空运货盘，美国空军设计用于在当今的军用空运机以及许多民用飞机上进行装卸。美国现役的所有运输机都具备463L主托盘的运输能力，就连最小的西科斯基CH-53K货运直升机都可以携带两个463L主托盘，而较大的货运飞机则可运输超过几个463L主托盘，因此VIPER的运输对运输机运力要求很低，并且使用通用化主托盘就可以装载。VIPER对运输环境要求也不高，因为其使用当地机场过滤燃料源，不需要危险货物分类，因此能快速运输，而且成本只是加油卡车的一小部分。

  据美国空军相关发言人表示，空军通常会以每辆空运80000美元或每辆陆路14000美元的费用将加油卡车送到空军基地，等待时间在3到10天之间。作为非危险材料单元，VIPER套件可在10分钟内排空燃料，重量仅为加油卡车的六分之一。美国空军第480 EFS燃料管理飞行运营主管Jason Yunker表示，VIPER套件不需要任何燃料采样，因为它本身就是一个带软管的适配器，设置套件并完全部署它以准备好热加油，只需要10分钟或更短的时间。这种部署效率大大减少了任务响应时间，为美国国防部及其北约伙伴和盟国提供了灵活性。在2021年10月，美国第9远征炸弹中队在德国斯潘达勒姆空军基地为B-1B Lancer轰炸机加油，第52后勤战备中队的飞行员在40分钟内为两架B-1B Lancer飞机加油约4500加仑燃料。

  VIPER套件是由美国空军的两位飞行员以空军此前已有的材料和设备设计而成，并且由唯一一家商业公司作为供应商，研发成本极低。该套件在2021年的美国空军Spark Tank竞赛中被评为“粉丝最爱”并入围决赛的前五名，该竞赛鼓励飞行员提出创新想法以解决操作问题，VIPER开发团队后续获得了120万美元来完成该项目。

  美国空军在2021年10月测试VIPER时，就已经拥有了两套完整的套件设备，在2021年底，美国空军继续向欧洲和太平洋的不同地点分发额外的23个VIPER套件，将这种快速、集成的能力部署到全球各地。这直接消除了美国将加油车运送到其他基地和国家以实现加油能力的需求，预计每年仅在燃料卡车运输方面就可以为美国空军欧洲-非洲部队节省近130万美元，而且这还不包括与额外支持团队相关的成本。此外，使用VIPER快速加油套件减少了运输危险货物的需求，从而节省了燃料、设备和相关军费，同时减少了美国空军的环境足迹。

  根据美国空军采购合同FA568221Q5061的信息，美国空军有唯一来源要求从唯一一家制造设备的公司采购VIPER套件，以便与北约合作伙伴飞机实现热加油能力。Griswold Industries公司以“Cla-Val”的名义开展业务，目前是VIPER套件的唯一制造商。此外，他们的阀门设备是唯一获准在美国空军飞机上使用的型号。在美国空军批准其他制造商或零件编号之前，没有其他来源可以满足政府的需求。

  Griswold Industries公司是美国一家自动控制阀设计和制造商。从减压阀和泄压阀到雨淋阀、空气阀等，Griswold Industries制造并提供各种解决方案，其产品涉及市政供水公司、高层建筑承包商、消防承包商、造船商、商业机场、军事空军基地、世界各地的海军、主要石油公司和独立生产商等等。在航空加油领域，Griswold Industries公司设计和制造用于军用燃料系统的全系列航空燃料控制阀。每个阀门在系统中执行独特的功能，包括流量限制、喘振保护、燃料切断、液位控制、背压控制、减压。Griswold Industries公司的军用地面加油产品线包括翼下加油喷嘴、单点适配器、耦合器、消火栓坑阀、快速断开装置，相关产品尤其适配热加油。

  Griswold Industries公司的354GF 型阀门用于控制通过翼下加油喷嘴输送到飞机的燃油压力，旨在用于各种形式的飞机加油车辆，集中体现了Griswold Industries公司的阀门技术实力。

  Cla-Val 354GF 型在线GF 型在线压力控制阀是一种由外部闭锁装置控制的直接作用活塞阀。当应用停止信号时，阀门打开以向下游输送燃料。354GF 型在线压力控制阀提供了一种控制(调节)加油车辆远程传感点(例如文丘里管)燃油压力的方法。354GF 不仅可以控制输送压力，还能够迅速反应以控制压力波动。先导块内的组件可确保稳定的压力调节而不会出现波动，但可以通过使 354GF 快速关闭以将输送压力波动限制在 120 psig 以下来对输送压力的波动做出一定的反应。这种简单而有效的设计取代了竞争产品上使用的复杂伺服系统的需求。作为一项附加功能，354GF 在线压力控制阀在先导块上有一个手动放气阀，能轻松地将放气软管连接到该阀上，这样阀门中的排气就不会导致燃油泄漏。

  从2021年美国空军已有的VIPER系统能发现，美军目前自己装配的VIPER系统已经使用了Griswold Industries公司的各种配件系统，但是，核心的压力控制阀使用的还是传统的型号，上面密布大量复杂的管线结构，根据比照推测其核心阀门为Griswold Industries公司的某型流量控制阀。从VIPER的照片中不难发现其外框架的简单焊接痕迹，这也说明其前期组装的系统确实是飞行员利用空军已有的加油零件设计组装而成，其外框架结构是为了在463L主托盘的运送过程中方便固定并保护脆弱的阀门结构。

  虽然现有照片中展现的结构十分简陋，但是随着美国空军的供应商合同的确认，Griswold Industries公司在后续供货之后一定会对VIPER系统来进行相应的优化，除了应用更好的外壳结构外，推测其内部使用的阀门也会升级成为可以远程控制的在线压力控制阀。不过是否升级可能最终还需要美国空军考虑，空军可能会考虑到可靠性和易维护性等因素，不会选择结构过于封闭的阀门系统。

  2021年1月，德国斯潘达勒姆空军基地的第 52 战斗机联队创新小组中，Jason Yunker和Tim Peters两位军士长提出了快速加油雪橇的新概念，用于改进空军的常规维护流程。他们设计的套件被选为2021年美国空军Spark Tank竞赛决赛选手之一，该套件即VIPER系统套件。VIPER套件与此前的空军设备不一样，因为它减轻了运输设备对危险货物运输的要求，以支持热加油作业。最终VIPER套件获得了Spark Tank竞赛的第五名，以及120万美元的后续开发费用。

  2021年8月，分配到德国斯潘达勒姆空军基地第 52 战斗机联队的飞行员通过VIPER套件利用德国的加油设备为两架美国F-16战斗机进行热加油，标志着美国国防部首次部署 VIPER 套件，以支持与伙伴国家一起为发动机仍在运转的飞机快速加油。

  2021年10月，德国斯潘达勒姆空军基地的两架 B1-B Lancer 轰炸机首次使用VIPER套件进行热加油，第 52 后勤战备中队的飞行员在 40 分钟内为每架飞机加油约 4500 加仑燃料。热加油对于美国来说并不是什么新鲜事，但可使用 375 磅重的工具包进行加油，适用于任何美国空军飞机和外国盟国的基础设施，是美国后勤规划者梦寐以求的东西。VIPER 系统直接消除将美国加油卡车运送到其他基地和国家以实现相同目的的需要。在此之前，该套件仅用于欧洲的 F-16 战斗机。

  2022年6月，日本嘉手纳空军基地的美国空军第 18 后勤战备中队 (LRS) 的飞行员使用VIPER套件为当地驻扎的 F-15C Eagles和来访的KC-46 Pegasus 飞机加油。该过程旨在提高使用 VIPER 套件的熟练程度，并增强美国空军的加油能力。新套件可以为美国空军在整个欧洲的运营节省约 17000 美元，在整个太平洋地区节省约 100 万美元。

  VIPER系统对于整个美国空军的后勤维护体系来说，其实并不能算作一次巨大的技术更替，本质上只是对其已有设备的整合利用，但是其开发和应用过程中，体现出了美军目前对于军事后勤技术开发的许多思路。

  从开发过程来看，VIPER的套件体现出的依然是美军近年来对于研发成本的重视。近年来美军的经费分配中，为了应对美国设定的假想敌的武器装备发展，其在许多新型武器装备的研发项目上投入经费比例慢慢的升高，与之对应的则是在传统装备的维护和更新等方面的经费比例逐年缩减。为了应对这一情况，美军变换思路，鼓励在军队中的人员自主创新，以降低维护成本为目的，积极开发新的技术和设备，VIPER参加的Spark Tank竞赛正是在这种背景下诞生出的比赛。这种开发模式，相比传统的部队内提出相关需求，军队发布合同信息寻找供应商，再通过供应商竞标的流程，无论是研发周期，研发经费，还是研发成果的适用性和相关风险，都更具优越性。而VIPER的开发目的也是为降低空军地面后勤的维护和运输成本。

  从设计思路来看，通用性同样是美军近年开发新装备，以及更新已有装备时的核心思想之一，其本质上也是减少相关成本的思维体现。VIPER套件目前已有报道的应用机型有F-16、B1-B、KC-46等，涵盖多种机型，后续必将扩展到更多型号。我军虽然目前已经具备了热加油的技术，但是在热加油过程中依然需要依赖加油车以及其它复杂的地勤保障设备，因此VIPER套件对于我国也有一定借鉴意义。

  从应用部署来看，VIPER 套件能够在不同基地用任何燃料基础设施对飞机进行快速热加油的能力，与美军提出的敏捷作战部署(ACE) 理念相一致。近年来美军针对敏捷作战部署进行了一系列的相关改革，并且开展了密集的军事演习以进行有关能力的训练，VIPER套件的出现无疑使其敏捷作战部署能力如虎添翼。目前VIPER已有对KC-46等空中加油机进行加油的相关训练案例，并且由于其小巧的体积，实际上美军许多运输机甚至加油机(KC-46: 18个463L托盘，KC-135: 6个463L托盘)都具备运输条件，如此一来，可以长时间航行的空中加油机再携带可以适配任何机场加油设备的热加油适配器，美空军未来的可部署和活动范围将逐步扩大。