Boeing KC-135 Stratotanker

Historické pozadie

Spojené štáty založili v marci 1946 veliteľstvo Strategic Air Command, ktoré dostalo za úlohu zasiahnuť leteckým úderom akýkoľvek cieľ na svete. K tomu malo k dispozícii bombardéry B-29 a od roku 1950 aj bombardéry B-50. Tieto bombardéry však nemali dostatočný dolet, a preto museli byť umiestnené na základniach ďaleko od územia Spojených štátov. Riešením bolo zavedenie nových typov bombardérov a ďalšie rozvíjanie technológií tankovania paliva počas letu.
Po zavedení prvých prúdových bombardérov (napr. B-47) bolo jasné, že tankovacie lietadlá poháňané vrtuľovými motormi sú pre túto ulohu nedostatočné. Očakávané zavedenie lietadiel B-52 ešte urýchlilo tlak na rýchle zavedenie tankovacích lietadiel s prúdovým pohonom.
Podobne ako jeho „súrodenec“, komerčné dopravné lietadlo Boeing 707, bolo lietadlo KC-135 odvodené od prototypu transportného lietadla Boeing 367-80, ktorý bol zvyčajne nazývané "Dash-80". Lietadlo KC-135 je tomuto lietadlu podobné, má však užší trup a je kratšie ako lietadlo Boeing 707. Boeing, ktorý vyvíjal lietadlo na vlastné náklady, dal vyvíjanému tankovaciemu lietadlu KC-135 pôvodné firemné označenie Model 717.

Rozhodnutie USAF

V novembri 1953 bolo rozhodnuté o nákupe 200 tankovacích lietadiel v nasledujúcich rokoch. V roku 1954 vyhlásilo veliteľstvo SAC USAF súťaž na dodanie tankovacieho lietadla s prúdovým pohonom. Oslovené boli spoločnosti Boeing, Consolidated Vultee Aircraft Corporation, Douglas, Fairchild, Lockheed a Martin. Tankovacia verzia plánovaného dopravného lietadla Lockheed L-193 s motormi namontovanými na chvoste bola vyhlásená za víťaza v roku 1955. Napriek tomu však lietadlo navrhnuté spoločnosťou Boeing už lietadlo, mohlo byť lietadlo KC-135 dodané o dva roky skôr ako víťazný stroj spoločnosti Lockheed. Preto USAF objednalo 250 lietadiel KC-135 do tej doby, keď budú vyrobené stroje spoločnosti Lockheed. Nakoniec bola objednávka u spoločnosti Lockheed zrušená, pretože letectvo nechcelo prevádzkovať dva rôzne typy tankovacích lietadiel. Lockheed nikdy nevyrobil svoje prúdové dopravné lietadlo, kým Boeing sa so svojou rodinou lietadiel radu 707 stal dominantným hráčom na trhu dopravných lietadiel.
V roku 1954 americké letectvo objednalo prvých 29 lietadiel z celkovej flotily 732 lietadiel KC-135A. Posledné lietadlá KC-135 boli dodané v roku 1965.

Predstavenie lietadla a prvý let

Lietadlo bolo formálne predstavené a pokrstené v závode spoločnosti Boeing v meste Renton dňa 18. júla 1956. Potom nasledovali pozemné testy lietadla. Lietadlo prvýkrát vzlietlo dňa 31. augusta 1956, pričom prvý let trval 1 hodinu a 19 minút. USAF prevzalo lietadlo dňa 24. januára 1957. Lietadlo bolo potom testované letectvom na Edwards Air Force Base.

Testy a letové skúšky

Potom ako v rokoch 1953 a 1954 havarovalo niekoľko linkových dopravných lietadiel Comet vplyvom únavy materiálu, požadovalo USAF pri lietadle K-135 špeciálne hydrostatické skúšky trupu lietadla. Americké letectvo si zvolilo ôsmy vyrobený trup lietadla, ktorý bol umiestnený do nádrže s 1,6 milióna litrami vody. Zvyšovaním a znižovaním tlaku bolo simulované namáhanie trupu počas letu. Jeden skúšobný cyklus predstavoval šesť letových hodín. Po 12 155 cykloch (čo zodpovedá 72 930 letovým hodinám) sa objavili prvé trhliny na plášti lietadla. Výsledkom boli úpravy v konštrukcii, upravené boli aj už vyrobené lietadlá.
Letové skúšky v rokoch 1957 a 1958 preukázali výrazný výkonnostný posun oproti lietadlám KC-97. Výška pre dopĺňanie paliva vzrástla z pôvodných 5 500 m na 10 700 m, čo bolo oveľa výhodnejšie pre strategické bombardéry. Maximálny dostup bol 12 000 m a stúpavosť 671 m/min. Nové lietadlo mohlo niesť takmer 100 000 litrov paliva, čo bolo takmer dvakrát viac ako KC-97F (56 700 l), rýchlosť tankovania bola 3 400 l/min.
Počas skúšky boli odhalené niektoré nedostatky, ktorých riešenie často vyžadovalo veľa času. Najväčším nedostatkom lietadla však bol nedostatočný výkon motorov. V závislosti na poveternostných podmienkach potrebovalo plne naložené lietadlo s pôvodnými motormi J57-P-43W so vstrekovaním vody rozjazd s dĺžkou 2 800 až 3 300 metrov. Tak dlhú dráhu však nemala každá letecká základňa. Ďalšie problémy spôsobovalo zlyhanie niektorého z motorov pri štarte. Výsledkom bolo zníženie maximálnej vzletovej hmotnosti.Vyriešenie tohto problému priniesla až celková remotorizácia lietadiel.

Úpravy lietadla

Variant KC-135Q bol upravený na prepravu paliva JP-7, ktoré potrebovali lietadlá Lockheed SR-71 Blackbird, oddelene od ostatného paliva potrebného pre vlastný let lietadla KC-135 (nádrže v trupe obsahovali palivo JP-7 a nádrže v krídlach palivo JP-4 alebo JP-8). Keď lietadlá KC-135Q obdržali nové motory CFM56, boli preznačené na na KC-135T. Medzi lietadlami KC-135R a KC-135T je iba málo viditeľný rozdiel. KC-135T má okienko v spodnej časti chvostových plôch, kde je umiestnený diaľkovo ovládaný vyhľadávací reflektor. Má takisto dve miesta pre plnenie palivom na zemi, takže pozemný personál môže oddelene plniť nádrže v trupe lietadla a v krídlach.
Osem lietadiel KC-135R je vybavených zariadením, ktoré im umožňuje prijímať palivo počas letu, tieto lietadlá sú obvykle označované ako KC-135R(RT). Všetkým osem lietadiel bolo pridelených k 22nd Air Refueling Wing (22. krídlo leteckého tankovania) na leteckej základni McConnell v Kansase. Tieto lietadlá sú používané pre rozšírenie pôsobnosti stroja a pre zvláštne operácie. Sú osadzované vysokokvalifikovanými posádkami, ktoré sú schopné počas letu prijímať palivo. Pokiaľ toto nie je potrebné, lietadlo môže byť používané ako bežné lietadlo KC-135R.
V záujme rozšírenia schopností a zvýšenia spoľahlivosti prešlo lietadlo KC-135 niekoľkými vylepšeniami. Medzi tieto vylepšenia patril program Pacer-CRAG (CRAG znamená Kompas, radar a GPS), ktorým v rokoch 1999 až 2002 prešli všetky lietadlá, a ktorý viedol k vyradeniu pozície navigátora z posádky. Program vyvinula spoločnosť Rockwell Collins v štáte Iowa a úpravy boli vykonávané spoločnosťou BAE Systems na letisku Mojave v Kalifornii.

Remotorizácia lietadla

Všetky lietadlá KC-135 boli pôvodne vybavené prúdovými motormi Pratt & Whitney J57-P-59W s bežným ťahom 44 kN a zvýšeným ťahom 58 kN. Zvýšený ťah bol dosiahnutý vstrekovaním vody pri štarte lietadla. Počas dva a pol minúty bolo do motorov vstreknuté 670 galónov (asi 2 500 l) vody. Táto voda umožňovala aktivovanie druhej sady trysiek vstrekujúcich palivo, a tým aj zvýšenie výkonu motora bez rizika roztavenia lopatiek turbíny. Voda sa pri prechode motorom zmenila na paru, ktorá vychádzala z motora s ostatnými plynmi a tým ďalej zvyšovala výkon motora. Motor mal pri tomto použití o niečo vyššiu teplotu a aj hlučnosť.
V 80. rokoch bolo v rámci prvého programu výmeny motorov remotorizovaných 157 lietadiel Air Force Reserve Command a Air National Guard turboventilátorovými motormi Pratt & Whitney TF-33-PW-102 pochádzajúcimi z civilných lietadiel Boeing 707, ktoré boli vyradené na konci 70. a na začiatku 80. rokov. Takto upravené lietadlá boli označené ako KC-135E a mali o 14% menšiu spotrebu paliva ako verzia KC-135A a mohli použiť k natankovaniu pri dlhých letoch o 20% viac paliva ako pôvodný typ (Rozdiel je v tom, že pôvodný typ A mal prázdnu hmotnosť 47 000 kg, kým model E mal hmotnosť 52 000 kg. Ale maximálna vzletová hmotnosť sa nezvýšila. Preto mohol model E niesť len 86 000 kg paliva, kým pôvodný model A mohol niesť 91 000 kg paliva.) Ako jediné boli lietadlá KC-135E vybavené reverznými prepínačmi ťahu pre brzdenie pri zrušení štartu a pre skrátenie dĺžky pri. Flotila lietadiel KC-135E bola buď rekonštruovaná na variant R alebo umiestnená do dlhodobého skladovania. Posledné lietadlo KC-135E, označené číslom 56-3630 bolo dodané k dlhodobému skladovaniu k AMARG na základňu Davis-Monthan v septembri 2009.
Druhým programom výmeny motorov bola remotorizácia 500 lietadiel novými motormi CFM International CFM56 (vojenské označenie: F108), ktoré vyrábajú spoločnosti General Electric a Snecma. Turboventilátorové motory CFM-56 majú ťah 100 kN, čo je takmer o 100% viac ako pôvodné motory J57 pri maximálnom výkone. Takto remotorizované stroje, označené buď ako KC-135R alebo ako KC-135T, môžu použiť na tankovanie o 50% viac paliva (na dlhých trasách), majú o 25 % menšiu spotrebu paliva a vydávajú podstatne nižší hluk (hluk pri štarte bol znížený zo 126 na 99 decibelov).
Operačný dolet lietadla KC-135R je o 60% väčší ako u lietadla KC-135E s porovnateľným množstvom paliva na tankovanie, čo značne rozširuje jeho operačné schopnosti.
V súčasnej dobe sa už neuvažuje o modernizácii zvyšných lietadiel KC-135E na lietadlá KC-135R. Modernizácia by stála asi 3 miliardy dolárov, teda 24 miliónov dolárov na lietadlo. Podľa údajov letectva boli celkové náklady na prevádzku týchto lietadiel v roku 2001 2,2 miliardy dolárov. Prevádzka staršieho variantu E vychádza priemerne na 4,6 milióna dolárov na lietadlo, kým prevádzka lietadla variantu R vychádza priemerne na 3,7 milióna dolárov na lietadlo. Tieto náklady zahŕňajú personálne výdaje, palivo, údržbu, úpravy a náhradné diely.

Viacbodový systém tankovania (Multi-Point Refueling System program)

V rámci tohto programu boli pod krídla pridané podvesné kontajnery s hadicovým tankovacím zariadením. Tieto zariadenia umožňujú tankovať lietadlá US Navy, USMC a väčšinu spojeneckých lietadiel v rámci NATO, pričom je zachovaný tankovací nadstavec pod chvostom lietadla pre tankovanie lietadiel USAF. Ako podvesné tankovacie zariadenia sú použité kontajnery "Flight Refueling Limited (FRL) MK.32B". Tieto zariadenia umožňujú tankovať dve lietadlá súčasne, čím sa zvyšuje efektivita použitia v porovnaní s tankovaním jedného lietadla pomocou sklopného nadstavca.

Výskum a vývoj

Okrem svojej hlavnej úlohy tankovacieho lietadla sa lietadlo KC-135, označené ako NKC-135, zúčastnilo niekoľkých výskumných projektov NASA v Dryden Flight Research Center na základni Edwards Air Force Base v Kalifornii. Jeden z týchto výskumov prebiehal v rokoch 1979 a 1980, kde boli testované malé zvislé krídla inštalované na koncoch krídel. Výskum dokázal, že tieto krídla znižujú odpor vzduchu a tým zvyšujú dolet lietadla pri cestovnej rýchlosti až o 7 percent. Tieto krídla sú teraz bežne používané u moderných typov komerčných aj vojenských dopravných lietadiel a u malých obchodných dopravných lietadiel.
NASA tiež prevádzkovala niekoľko lietadiel KC-135 (bez tankovacieho zariadenia) ako lietadlá pre simulovanie beztiažového stavu. Najdlhšie takto slúžilo (1973 – 1995) lietadlo KC-135A, so sériovým číslom 59-1481 nazvané Weightless Wonder IV a registrované pod číslom N930NA.

Elektronický boj

Určitý počet lietadiel KC-135A a KC-135B bol modifikovaný na lietadlá označené EC-135, RC-135 a OC-135, ktoré sú používané v rôznych roliach pre vedenie elektronického prieskumu a boje.

Trup lietadla

Drak lietadla je charakteristický skosenými krídlami pod uhlom 35 stupňov, ktoré nesú štyri motorové gondoly, horizontálnym stabilizátorom namontovaným priamo na trup hneď pri spodnej časti zvislej chvostovej plochy s pozitívnym uhlom vzopnutia a vysokofrekvenčnou rádiovou anténou, ktorá trčí smerom dopredu z hornej časti zvislej chvostovej plochy. Týmito základnými znakmi sa lietadlo podobá civilným dopravným lietadlám Boeing 707 a 720, hoci v skutočnosti ide o rozdielne lietadlá.
Palivo z takmer všetkých vnútorných nádrží môže byť tankované cez tankovacie rameno v zadnej časti lietadla do tankovaného lietadla. Toto rameno je obsluhované a sledované operátorom, ktorý sedí v chvostovej časti lietadla.
Trup lietadla bez okien je kompletne pretlakový. Vnútro trupu je rozdelené na kokpit, hlavnú palubu, nákladný priestor a spodnú palubu, kde je umiestnené tankovacie zariadenie, miesto pre operátora tankovacieho zariadenia, podvozkové šachty a nádrže.
Nákladný priestor má rozmery 24,7 x 3,28 x 2,11 m, čo umožňuje prepravu šiestich štandardných paliet s materiálom. V závislosti na množstve prepravovaného paliva je možné na tejto palube prepravovať až 37 600 kg nákladu.
KC-135A mal na hlavnej palube 80 miest pre cestujúcich, v prípade potreby mohol byť počet miest zvýšený na 160 miest. Verzia KC-135R má 37 miest na prepravu cestujúcich. Lietadlo môže byť upravené aj na prepravu chorých a zranených. V tom prípade umožňuje prepravu 44 pacientov na nosidlách.
Krídla sú vyrobené prevažne z hliníka. Podvozok je klasický trojbodový s predným podvozkom. Predný podvozok má dve kolesá a dva hlavné podvozky majú každý po štyroch kolesách.

Pohonné jednotky

Lietadlo je poháňané štyrmi turboventilátorovými motormi, ktoré sú umiestnené v motorových gondolách pod krídlami. Na lietadle boli postupne použité motory J57, TF-33 a CFM56 (F108). Motory J57 boli vyvíjané koncom 40. rokov. Tieto motory mali malý výkon a preto bolo k zvýšeniu výkonu používané vstrekovanie vody do motorov. Nádrž na demineralizovanú vodu mala kapacitu 2536 litrov, čo stačilo na vstrekovanie vody počas dvoch minút. Tento systém zvýšenia výkonu bol však drahý a poruchový. Problémy boli hlavne pri teplotách pod bodom mrazu.
Zavedením turboventilátorových motorov TF-33 z vyradených civilných strojov Boeing 707 prinieslo zvýšenie výkonu motorov až o 30% a zrušenie systému pre vstrekovanie vody. Lietadlá s týmito motormi mali ako jediné lietadlá z radu spätný ťah.
Nakoniec boli lietadlá vybavené turboventilátorovými motormi s veľkým odtokovým pomerom CFM56 (vojenské označenie F108). Tieto motory sú opäť omnoho silnejšie ako motory TF-33 a navyše spĺňajú moderné požiadavky na hluk a exhaláciu výfukových plynov.

Tankovací systém

Stratotanker má celkovo 10 nádrží na palivo. Po troch v každom krídle (8 660 l, 7 825 l a 1 650 l v rezervnej nádrži), jedna na dolnej palube medzi krídlami (27 670 l), po jednej na dolnej palube pred krídlami (21 980 l) a za krídlami (24 285 l), a posledná vzadu na letovej palube (8 265 l).
Tankovacie „rahno“ je umiestnené pod chvostom lietadla. Toto rameno obsluhuje operátor, ktorý zo svojho miesta môže kontrolovať polohu ramena a jeho pripojenie k tankovanému lietadlu. Toto rameno sa skladá z dvoch trubíc teleskopicky zasunutých do seba. Jeho celková dĺžka sa pohybuje od 8,5 do 14,3 metrov. Vnútorný priemer tankovacieho potrubia je asi 10 cm. V typickej pracovnej polohe je rameno sklopené nadol pod uhlom 30 stupňov s dĺžkou 12,2 m. Rameno umožňuje odklon o 30 stupňov na obidve strany a zväčšenie uhlu sklopenia až na 50 stupňov. Pilot tankovaného lietadla je navádzaný opticky, aby držal lietadlo v správnej pozícii. Pre malé lietadlá sa prenosová rýchlosť paliva pohybuje od 570 do 1 700 l za minútu. Prenosová rýchlosť paliva pri veľkých lietadlách môže dosiahnuť až 3 400 l/min.
Niektoré lietadlá boli po čase vybavené aj hadicovými tankovacími zariadeniami v kontajneroch pod krídlami. Hadice majú dĺžku 24 metrov, pričom prenosová rýchlosť paliva je 1 500 l/min. Čerpadlá v kontajneroch sú poháňané malými vrtuľkami v prednej časti kontajnerov. Z týchto tankovacích zariadení môžu byť tankované lietadlá US Navy, USMC a spojencov NATO.

História operačného nasadenia

Lietadlá KC-135 boli pôvodne zakúpené za účelom podpory strategických bombardérov, ktoré podliehali Strategic Air Command, ale koncom 60. rokov vo Vietnamskej vojne lietadlá naplno preukázali svoju všestrannosť. Lietadlo tankovalo vo vzduchu stíhacie bombardéry F-105 a F-4, rovnako tak aj bombardéry B-52. Všetkým týmto lietadlám zvýšil dolet, takže mohli bombardovať vzdialenejšie ciele, aké mohli bežne dosiahnuť. Americkým stíhačkám umožnil tráviť celé hodiny na fronte namiesto niekoľkých minút, ktoré by im umožnilo vlastné palivo. Posádky tiež pomáhali poškodeným lietadlám doletieť až na miesto pristátia tým, že ich po celú dobu letu k základni tankovali palivom. Lietadlá KC-135 pokračovali v taktickej podpore letectva aj v neskorších konfliktoch, ako bola napríklad operácia Púštna búrka.
Strategic Air Command malo v službe lietadlá KC-135 Stratotanker u pravidelných jednotiek od roku 1957 do roku 1992 spolu s lietadlami prevádzkovanými v rámci Air National Guard a Air Force Reserve od roku 1975 do roku 1992.
Počas veľkej reorganizácie USAF, ktorá nakoniec vyústila do deaktivácie Strategic Air Command v roku 1992, bola väčšina lietadiel KC-135 pridelená k novo vytvorenému Air Mobility Command (AMC). Kým AMC zaisťuje väčšinu tankovacích misií, malý počet lietadiel KC-135 bol pridelený priamo pod velenie United States Air Forces in Europe (USAFE), Pacific Air Forces (PACAF) a Air Education and Training Command (AETC). Všetky lietadlá patriace Air Force Reserve Command (AFRC) a väčšina lietadiel Air National Guard (ANG) sú operačne podriadené AMC. Iba lietadlá Alaska Air National Guard a Hawaii Air National Guard sú operačne podriadené PACAF.
Air Mobility Command (AMC) má pod velením viac ako 481 Stratotankerov, přičom 292 z nich spadá pod Air Force Reserve Command (AFRC) a Air National Guard (ANG). Tieto lietadlá podporujú od apríla 2008 misie AMC.
Lietadlá KC-135 patria spolu s lietadlami Tupolev Tu-95, C-130 Hercules, B-52 Stratofortress, English Electric Canberra a Lockheed U-2 k lietadlám, ktoré slúžia viac ako 50 rokov u svojho pôvodného užívateľa.

Nahradenie lietadiel KC-135

V roku 2006 nalietalo každé lietadlo KC-135E priemerne 350 hodín a každé lietadlo KC-135R priemerne 710 hodín ročne. Lietadlá flotily KC-135 nalietajú v súčasnej dobe dvojnásobný počet hodín ako bolo plánované, tak aby boli uspokojené všetky požiadavky. To samozrejme vedie k vyšším nákladom na udržanie lietadla v prevádzke.
V rámci projektov amerického letectva, ktoré viedli k variantom lietadla E a R, bola určená životnosť lietadla na 36 000, resp. 39 000, letových hodín. Podľa USAF iba niekoľko lietadiel KC-135 dosiahne tento počet hodín pred rokom 2040, ale v tej dobe budú niektoré lietadlá už 80 rokov staré. USAF odhaduje, že terajšia flotila lietadiel má nalietaných od 12 000 do 14 000 hodín. Lietadlá sú teda asi v jednej tretine svojej životnosti. Ale náklady na ich údržbu sa neustále zvyšujú. Problémom začína byť aj korózia draku lietadla.
Medzi rokmi 1993 a 2003 sa cena bežnej údržby jedného lietadla zdvojnásobila a cena generálnej opravy sa strojnásobila. V roku 1996 mala cenu jedna letová hodina lietadla KC-135 8400 amerických dolárov, kým v roku 2002 mala cenu 11 000 amerických dolárov. Odhady USAF do roku 2017 očakávajú ďalší výrazný vzostup nákladov. Napríklad, operácia a podpora lietadiel KC-135 sa zvýši z 2,2 miliardy v roku 2003 na 5,1 miliardy amerických dolárov (v hodnote dolára v roku 2003) v roku 2017, čo znamená nárast o 130%. V marci 2009 americké letectvo oznámilo, že aby bolo možné prevádzkovať tieto lietadlá po roku 2018, bude nutná rekonštrukcia plášťov lietadiel.
USAF preto rozhodlo o nahradení flotily lietadiel KC-135. Ale flotila týchto lietadiel je neobyčajne veľká, a preto bude nahradzovaná postupne. So začiatku mala byť prvá skupina lietadiel KC-767, tankovacia verzia lietadla Boeing 767, prenajatá od spoločnosti Boeing. V roku 2003 bolo toto rozhodnutie zmenené a USAF objednalo 80 lietadiel KC-767 a ďalších 20 malo byť prenajatých. V decembri 2003 Pentagón projekt KC-767 zmrazil a v januári 2006 bol definitívne zrušený. Zrušenie nasledovalo po verejnom odhalení korupčného konania pri uzatváraní zmluvy a rovnako tak aj rozdielne názory na prenájom lietadiel namiesto ich zakúpenia. Následne minister obrany USA Donald Rumsfeld uviedol, že nedodanie lietadiel KC-767 v každom prípade neohrozí operačné schopnosti amerického letectva, ktoré budú naďalej dosahované vylepšovaním flotily lietadiel KC-135 a KC-10.
V januári 2007 USAF oficiálne zahájilo program KC-X vypísaním požiadaviek na nové tankovacie lietadlo. Program KC-X bol prvou fázou programu nahradenia flotily lietadiel KC-135. Americké ministerstvo obrany vyhlásilo víťazom tendra spoločný projekt spoločností EADS a Northrop Grumman odvodený od lietadla Airbus A330 MRTT označovaný ako KC-30 (lietadlo dostalo označenie Northrop Grumman KC-45) pred lietadlom Boeing KC-767. 18. júna 2008 poslal Boeing oficiálny protest proti výberu lietadla spoločnosti Northrop Grumman a EADS. V roku 2010 USAF obnovilo súťaž KC-X spolu s upresnenými požiadavkami na lietadlo. Po vyhodnotení ponúk vo februári 2011 bolo lietadlo Boeing KC-767 vybrané ako víťazný stroj, ktorý nahradí lietadlá KC-135.