Od początku istnienia samolotów, wielu wynalazców i pionierów lotnictwa rozważało koncepcję tankowania samolotów w powietrzu. Pierwsze samoloty miały niewielki zasięg, dlatego idea tankowania w powietrzu była traktowana z dużym zainteresowaniem. Na przeszkodzie stała jednak technologia, a raczej brak pomysłu jak przeprowadzić taką operację. Sytuacja uległa zmianie w latach 20. ale dopiero po II wojnie światowej udało się opracować praktyczne metody tankowania w powietrzu.
Pierwsza próba… z kanistrem
Szybki rozwój lotnictwa podczas I wojny światowej sprawił, że w latach 20. wielu konstruktorów, wynalazców i lotników mocno zainteresowało się pomysłem zwiększenia zasięgu samolotów dzięki możliwości tankowania w locie. Pierwsza udokumentowana i co istotne sfotografowana próba tankowania w powietrzu została przeprowadzona 12 listopada 1921 roku nad Long Beach w Kalifornii w USA.
Nie była to próba praktycznego tankowania, a raczej pokaz kaskaderski w trakcie pokazów lotniczych. W demonstracji wykorzystano dwupłatowce Lincoln Standard i Curtiss JN-4 Jenny (oraz trzecią maszynę, z której wykonano zdjęcie). W pierwszej maszynie znaleźli się Frank Hawks jako pilot, oraz kaskader Wesley May wyposażony w kanister o pojemności 5 galonów (19 litrów). Drugą maszynę pilotował Earl Daugherty.
Wesley May przeszedł po skrzydle z jednego samolotu na drugi i wlał paliwo bezpośrednio do jego zbiornika. Choć ilość przekazanego paliwa była symboliczna, a metoda niezwykle ryzykowna, ten śmiały wyczyn po raz pierwszy w historii udowodnił, że koncepcja tankowania w powietrzu jest możliwa do zrealizowania.
Pierwsze prawdziwe tankowanie
Prawdziwy przełom w historii tankowania powietrznego nastąpił dwa lata po wyczynie Wesleya Maya. Grupa oficerów z United States Army Air Service (USAAS), służących w bazie Rockwell Field w San Diego, postanowiła opracować bardziej praktyczną metodę.
27 czerwca 1923 roku, nad San Diego, doszło do pierwszej w historii udanej operacji tankowania z samolotu do samolotu przy użyciu elastycznego węża. W historycznym locie wzięły udział dwa zmodyfikowane dwupłatowce Airco DH-4B. Jeden z nich, pełniący rolę latającej cysterny, był pilotowany przez porucznika Virgila Hine’a, a za obsługę 15-metrowego węża paliwowego odpowiadał porucznik Frank W. Seifert. Drugi samolot, odbiorca paliwa, był pilotowany przez kapitana Lowella H. Smitha, a w jego tylnej kabinie znajdował się porucznik John P. Richter, który był odpowiedzialny za przechwycenie węża i podłączenie go do wlewu paliwa.
Podczas tej pionierskiej operacji w ciągu kilku minut przetoczono grawitacyjnie około 284 litrów paliwa. Zachęceni sukcesem, Smith i Richter podjęli próbę pobicia rekordu długości lotu. Między 27 a 28 sierpnia 1923 roku, dzięki szesnastu udanym tankowaniom w powietrzu, ich DH-4B utrzymał się w powietrzu przez 37 godzin i 15 minut, ustanawiając nowy światowy rekord i ostatecznie potwierdzając ogromny potencjał nowej technologii.
Rekordowe loty lat 20. i 30.
Sukces z 1923 roku zapoczątkował rywalizację między pionierami lotnictwa, którzy podejmowali próby wykonania jak najdłuższego lotu bez lądowania. W dniach 1-4 czerwca 1928 roku w Belgii Louis Crooya i Victor Groenena wykonali dzięki tankowaniu w powietrzu swoim Airco DH-9 lot trwający 60 godzin i 7 minut.
Kolejny rekordowy lot przeprowadzono 1 stycznia 1929 roku. Wykorzystano w nim trzy samoloty. Dwa Douglasy C-1 przystosowane do pełnienia roli latających cystern, w których w kadłubach wycięto w podłodze otwory do spuszczania przewodów paliwowych, a także samolot Atlantic-Fokker C-2A o nazwie własnej Question Mark. Również i ta maszyna została zmodyfikowana. W górnej części kadłuba wycięto otwór, przez który wprowadzano wąż z paliwem do zbiornika w kadłubie, z którego przetaczano później paliwo do zbiorników w skrzydłach.
Dowódcą Question Mark był major Carl A. Spaatz (późniejszy pierwszy szef sztabu USAF), na pokładzie znajdowali się ponadto kapitan Ira C. Eaker, porucznik Elwood R. Quesada, porucznik Harry A. Halverson oraz sierżant Roy W. Hooe.
Atlantic-Fokker C-2A utrzymał się w powietrzu przez 150 godzin i 40 minut i 14 sekund. W sumie przeprowadzono 43 tankowania, w tym 10 w nocy, podczas których przekazano łącznie 21 425 litrów paliwa. Za pomocą liny dostarczano również prowiant, wodę, olej silnikowy, a nawet pocztę. Question Mark wylądował z powodu awarii jednego z silników. Lot ten miał olbrzymie znaczenie, ponieważ nie tylko pokazał, że możliwe jest utrzymanie samolotów w powietrzu przez kilka dni, ale również da się przygotować załogi na tak długotrwałe loty.
Rekord Spaatza przetrwał jednak tylko 6 lat. 4 czerwca 1935 roku bracia Al i Fred Key, wykorzystując jednosilnikowy samolot Curtiss Robin J-1 o nazwie „Ole Miss”, wystartowali z lotniska w Meridian w stanie Missisipi, aby pobić ten wynik. Od początku planowali, że ich lot będzie rekordowy pod każdym względem. Przez 27 dni załoga zmagała się z burzami i problemami technicznymi, w tym z awariami silnika. Kluczem do sukcesu był udoskonalony system tankowania, w tym specjalnie zaprojektowana przez braci dysza, która zapobiegała rozlewaniu się paliwa i minimalizowała ryzyko pożaru. Podczas lotu przeprowadzono aż 432 tankowania z drugiego, bliźniaczego samolotu. Bracia Key wylądowali ostatecznie 1 lipca 1935 roku, po spędzeniu w powietrzu niewiarygodnych 653 godzin i 34 minut (ponad 27 dni). W tym czasie, według dostępnych informacji pokonali dystans około 84 200 km, z średnią prędkością 128 km/h. W trakcie 432 tankowań przetoczono łącznie ponad 22 712 litrów paliwa.
W międzyczasie, w 1931 roku eksperymenty z tankowanie w powietrzu przeprowadzono również w ZSRR. Inicjatorem prób był pilot i inżynier Paweł Grochowski. Zmodyfikował on samolot rozpoznawczy Polikarpow R-5, który miał być latającą cysterną. Paliwo pobierał natomiast bombowiec Tupolew TB-1. Podczas lotu paliwo przekazywano tak jak w USA, miękkim wężem, który był chwytany przez członka załogi bombowca i podłączany do zbiornika paliwa. Bombowiec dzięki tankowaniu spędził w powietrzu 25 godzin. Mimo sukcesu, kolejne próby tankowania powietrzu prowadzono w ZSRR dopiero w drugiej połowie lat 40.
Alan Cobham i praktyczne metody tankowania w powietrzu
Wszystkie dotychczasowe próby tankowania w powietrzu miały jeden, wspólny mianownik – pozwalały na bicie rekordów, ale nie były do końca praktyczne. Brakowało dobrze zaprojektowanego węża do przekazywania paliwa, a także możliwości pobierania paliwa, bez potrzeby ręcznego podłączania węża do zbiornika paliwa.
Problemem tym zajął się Brytyjczyk, Sir Alan Cobham, legendarny pilot i wizjoner. W 1934 roku założył firmę Flight Refuelling Ltd. (FRL) i opracował metodę „looped-hose” (system pętli wężowej). Polegała ona na wystrzeleniu stalowej liny z samolotu-odbiorcy, którą chwytał strzelec w tankowcu. Do liny podłączano wąż paliwowy, który następnie był wciągany na pokład odbiorcy. System ten, choć skomplikowany, okazał się skuteczny.
W 1939 roku FRL przeprowadziła serię 16 udanych próbnych lotów transatlantyckich z pocztą, wykorzystując zmodyfikowane łodzie latające Short Empire. Tankowanie odbywało się nad Irlandią i Nową Fundlandią, co pozwalało maszynom na zabranie większej ilości ładunku kosztem paliwa przy starcie. Podczas II wojny światowej rozwój techniki tankowania w powietrzu został wstrzymany z powodu szybkiego rozwoju lotnictwa, nowych, wydajniejszych silników, a także innych priorytetów.
Dopiero po II wojnie światowej Cobham udoskonalił swój wynalazek, tworząc nowoczesny system elastycznego przewodu „probe-and-drogue” (sonda-kosz), który jest używany do dziś. System ten składa się z elastycznego węża wypuszczanego z tankowca, zaopatrzonego w końcówkę z specjalnym stabilizującym koszem. Samolot pobierający paliwo posiada natomiast sondę, która łączyła się z końcówką węża dzięki magnesowi. Rozwiązanie to pozwala na proste i bezpieczne przekazywanie paliwa.
Przełomowym momentem dla tej technologii były brytyjskie próby z 1949 roku. W obliczu rosnącego znaczenia samolotów odrzutowych, charakteryzujących się dużym zużyciem paliwa, kluczowe stało się stworzenie praktycznego systemu ich tankowania w powietrzu. 7 sierpnia 1949 roku, myśliwiec odrzutowy Gloster Meteor III, pilotowany przez Pata Hornidge’a, z powodzeniem pobrał 378 litrów paliwa z tankowca, którym był przebudowany Avro Lancaster. Niedługo potem ten sam Meteor utrzymał się w powietrzu przez 12 godzin i 3 minuty, dokonując 10 tankowań. Próby te jednoznacznie dowiodły, że system Cobhama jest praktyczny i możliwy do wprowadzenia na szeroką skalę.
Rozwój sztywnych i elastycznych przewodów paliwowych
Zimna wojna i pojawienie się bombowców strategicznych o napędzie odrzutowym, zdolnych do przenoszenia broni jądrowej, wymusiły gwałtowny postęp w technologii tankowania w powietrzu. Aby zapewnić globalny zasięg swoim bombowcom B-29 i B-50, Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych początkowo niechętnie zaadaptowały brytyjski system „probe-and-drogue” od firmy Flight Refuelling Ltd. W tym celu w 1949 roku do Wielkiej Brytanii wysłano cztery bombowce Boeing B-29 Superfortress i dwa myśliwce Republic F-84 Thunderjet. Maszyny przebudowano i dostosowano do brytyjskiego systemy tankowania w powietrzu.
Dwa B-29 przystosowano do tankowania umieszczając odbiornik sondy w przedniej części na górze kadłuba. Trzecią maszynę przystosowano natomiast do roli latającej cysterny i oznaczono jako YKB-29T. Wyposażono ją w trzy przewody paliwowe. Pierwszy z nich umieszczony był w tylnej, dolnej części kadłuba, a dwa pozostałe w zasobnikach pod skrzydłami. Czwarty B-29 przysłany do Anglii pełnił funkcję maszyny zapasowej. Oba F-84 przystosowano natomiast do pobierania paliwa w locie. Sondę do pobierania paliwa umieszczono na krawędzi natarcia lewego skrzydła.
Po serii prób 22 września 1950 roku oba F-84 wyruszyły w lot do USA przez Atlantyk. Oczywiście aby tego dokonać, musiały pobierać paliwo w locie. Za tankowce posłużyły jednak przerobione bombowce Avro Lincoln. Niestety tylko jeden z samolotów doleciał do celu. Była to maszyna pilotowana przez Davida Schilling. Co istotne, był to pierwszy przelot jednoosobowego samolotu myśliwskiego o napędzie odrzutowym przez Atlantyk, bez międzylądowania. Drugi F-84 w wyniku awarii sondy pobierającej paliwo podczas trzeciego tankowania nie był w stanie ponownie zatankować i spadł do oceanu. Pilotujący go William Ritchie musiał skakać na spadochronie.
W ramach dalszych testów, w lipcu 1951 roku po raz pierwszy tankowano w powietrzu trzy samoloty jednocześnie. Amerykański YKB-29T podawał paliwo trzem Meteorom. Również w lipcu 1951 roku system tankowania w powietrzu wykorzystano po raz pierwszy w warunkach bojowych. Miało to miejsce 6 lipca 1951 roku, gdy trzy rozpoznawcze Lockheed RF-80A operujące nad Koreą zatankowały w powietrzu w pobliżu miasta Wŏnsan. Próby te okazały się na tyle udane, że dowództwo USAF podjęło decyzję o rozpoczęciu produkcji seryjnej latających tankowców i modyfikacji różnych maszyn, w celu umożliwienia im pobierania paliwa w locie. Pierwszymi seryjnymi tankowcami USAF były Boeingi KB-29M.
System elastycznych węży paliwowych, choć skuteczny, miał swoje ograniczenia, zwłaszcza pod względem prędkości przepływu paliwa, co było istotne przy obsłudze dużych bombowców. W odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na szybsze tankowanie, firma Boeing opracowała rewolucyjny system sztywnego przewodu paliwowego (ang. Flying Boom). Został on po raz pierwszy zastosowany w samolocie Boeing KC-97 Stratofreighter, a następnie stał się standardem w legendarnym tankowcu Boeing KC-135 Stratotanker, który wszedł do służby w 1957 roku. W tym systemie to wyspecjalizowany operator na pokładzie tankowca steruje teleskopowym, sztywnym przewodem za pomocą małych powierzchni aerodynamicznych (sterolotek) i precyzyjnie wprowadza jego końcówkę do gniazda w samolocie-odbiorcy. System ten pozwolił na znaczne zwiększenie prędkości transferu paliwa i stał się podstawowym rozwiązaniem dla dużych samolotów USAF.
Równocześnie system elastyczny był nadal rozwijany i preferowany przez US Navy oraz siły powietrzne wielu innych państw ze względu na jego prostotę i możliwość tankowania kilku myśliwców jednocześnie z jednego tankowca wyposażonego w wiele punktów podawczych. Tym samym oba systemy stosowane są równolegle na całym świecie.
Na przestrzeni kolejnych lat systemy tankowania w powietrzu znacznie rozpowszechniły się na całym świecie. Powstało wiele maszyn, które mogą być powietrznymi tankowcami. Sporo samolotów wyposażonych jest również w systemy pobierania paliwa w locie. Oczywiście technologia ta zyskała popularność głównie w wojsku. Cywilne zastosowania są bardzo rzadkie i zarezerwowane głównie dla lotów eksperymentalnych i naukowych.
