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KC-135空中加油机共有10个机身油箱（位于前后机身和机尾上），1个中央翼油箱，每个机翼上还各有1个主油箱和一个备用油箱。最大载油量118.11千升，可供加油量60.2千升。KC-135可以给各种性能不同的飞机加油，在加油时排除了让受油机降低高度及速度的麻烦，既提高了加油安全性，也提高了受油机执行任务的效率。
它采用伸缩套管式空中加油系统，加油作业的调节距离为5.8米，可以在上下53度和横向30度的空间范围内活动。它可以同时给几架战斗机进行加油。当它仅用一个油箱加油时，每分钟可加油1.514千升。前后油箱同时使用时，每分钟可以加油3.028千升。KC-135的机组共4人：正、副驾驶，领航员及加油操纵员。加油操纵员的任务是完成加油机与受油机之间的联络、对接及控制加油量的工作。
战斗机空中加油管无法折叠
软管-浮锚式 软管式空中加油设备亦称为软管-浮锚式（Probe & Drogue）加油系统，是英国空中加油有限公司在继承前人经验的基础上所研发出来的，于 1949 年问世。采用此种方式进行空中加油，受油机的设备非常简单，只要在机首或机翼前缘装一根固定的或可伸缩的受油管即可。而加油机的加油设备则由绞盘、一条 22 至 30 米长的软管和一个漏斗式浮锚所组成。浮锚呈漏斗状，且重量轻，上面装有机械自锁机构。当受油管伸进浮锚后，浮锚上的机构自动锁紧受油管口使之与输油软管相衔接，软管则由绞盘控制放出和回收。 飞桁式 伸缩桁杆式空中加油设备亦称“飞桁（Flying Boom）”式加油装置，也称为硬式加油设备（与软管-浮锚式加油相对应），由美国波音（Boeing）飞机公司所研发成功，紧随在英国的软管式加油设备之后，于 1949 年 12 月开始使用。加油机的尾部结构装有一具由两截可伸缩的刚性伸缩管所组成的加油桁杆与操作人员控制舱，其结构与机尾结构合而为一，在控制舱的操作人员是在机上趴着操作的。加油桁杆平时为收起状态，进行空中加油作业时将其伸出。在加油桁杆的中间装有V形操作面，后缘间的夹角约 130 度左右，V形操作面的作用类似于航空器的升降舵，操纵它可使加油桁杆在一定范围内移动。例如美国 KC-135 加油机上的飞桁式空中加油设备，其内管的伸缩距离为 6 米，上下活动范围各为 54 度角，横向活动范围为 34 度角，并且由专职的加油操作人员进行操作。 混合式 美国空军为波音公司的 KC-135 系列的加油桁杆尾端发展一套漏斗式浮锚加油软管改装套件，视任务性质（受油机受油系统）加装。波音公司的 KC-10 于设计时即考虑任务性质，于机尾加油桁结构处装置了两套管线。 技术运用实例 近年空中加油技术使用得更为广泛，空中加油机频频出现在一些区域战争中，如英阿马岛之战、美国入侵巴拿马以及1991年的海湾战争，空中加油机都发挥了重要作用。在 1985 年 4 月 15 日，美国空军的 18 架 F-111 战斗轰炸机及 3 架 EF-111 电子反制机，自驻扎于英国的空军基地出发，途经北大西洋、直布罗陀海峡，穿越地中海上空到达利比亚，顺利执行轰炸任务。从起飞到降落，连续飞行 1 万多公里，经过了 6 次空中加油，才使这次长程攻击任务得以圆满成功。 美国海军陆战队的 KC-130 加油机，利用浮锚式加油法为陆战队战机执行任务。其后的 CH-53 空中加油只能使用浮锚式，且需设置一条长过旋翼的受油管
飞椼式空中加油系统是可以折叠的，它的构造是由一根在空中加油机机尾一根可折叠的硬管，外加硬管打开后从管口再伸出一部分更细的跟受油飞机相连的加油管组成。
飞锚式空中加油系统是直接从加油机内伸出两根软管直接跟跟受油飞机相连所以就不用折叠。
这两种空中加油系统可以说各有优势，飞桁式的优点是加油速度比飞锚式快
但是飞锚式的加油设备可以同时伸出两根加油管给两架飞机同时加油，而且可用于航空母舰上的加油机，因此舰载机多使用飞锚式加油，另外直升机的空中加油仅能由飞锚式加油设施进行油料补给。
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