空中加油機是一種在空中為其他飛行器加註燃料的飛機，歷史上第一次空中加油是在1921年，衛斯理-梅揹著五加侖的汽油由一架飛機的機翼上跳到另一架飛機的機翼上進行的。在第二次世界大戰爆發的時候，已經有許多類型的加油方式進行過實驗，大部分空中加油還是以油管從一架飛機接到另一架飛機上，但其中最大的問題是如何傳遞油管以及維持兩架飛機之間的聯繫。
隨著航空科技的發展，空中加油機已經頻頻出現在現代戰爭中，如英阿馬島之戰、海灣戰爭中，空中加油機都發揮出了重要的作用。目前使用最廣泛的加油系統主要有兩類，分別是軟管加油系統（飛錨式）和硬管加油系統（飛桁式）。
伊爾-78加油機
軟管加油
軟管加油是英國空中加油有限公司在前人的基礎上研發出來的，於1949年問世。這是一種使用比較廣泛的加油系統，如美軍的KC-130和俄羅斯的伊爾-78都採用該系統。這種加油方式使得受油機的設備非常簡單，只需要加裝一根固定或伸縮的受油管即可。而加油機由絞盤、加油軟管和傘狀的浮錨組成。軟管由絞盤收放，浮錨上有自鎖機構，當受油管到達適當位置時浮錨會鎖緊受油管和輸油管。在空中加油時，加油機會將軟管伸出機外，軟管下會有相應的信號燈，受油機上的飛行員收到信號後會調整飛機到合適位置，當輸油管自鎖緊後燃料會自動輸送到受油機內。
軟管加油系統的浮錨
軟管加油系統的優點十分明顯，它的結構非常簡單，並且加油機可以安裝多套加油設備，可以同時對多架飛機進行加油。但其也有不足，例如在加油時容易受大氣亂流的影響，對飛行員的操作要求很高；另一個就是軟管加油的輸油速度慢，約為每分鐘1 500升左右，在給大型飛機加油時需要較長時間。
採用硬管加油的KC-135加油機
硬管加油
硬管加油系統由美國波音公司研發，於1949年12月開始使用。該系統主要由美軍裝備，美軍數量最多的KC-135加油機就採用了該系統。這種加油系統的加油機尾部裝有一具可伸縮的加油桁杆和操作控制艙。加油桁杆在平時會收起，在加油時伸出，加油桁杆中間裝有V形小翼，可以使桁杆在一定範圍內移動。美軍KC-135的加油桁杆伸縮範圍約為6米，可上下活動54度角，橫向移動34度角。硬管加油的過程主要是由加油機而不是受油機來完成的。加油時，受油機飛行到距加油機適當的區域，由加油機操作加油桁杆去對接受油機的輸油口。在加油中如果兩機的距離不合適時，加油機的操作員會操縱V形小翼，控制桁杆的伸縮，與受油機對接，對接完成後桁杆會鎖定並進行加油。
硬管加油系統的加油桁杆
硬管加油系統的加油桁杆
尾部加油操控艙視角
硬管加油系統的輸油速度很快，每分鐘加油量能達到6000升以上。因為使用的是加油桁杆，所以空氣亂流的影響較小。但其每次只能給一架戰機進行加油，通用性較差。
KC-135給C-5運輸機加油
這兩種加油方式都有著各自的優點和缺點，所以美軍KC-10加油機在設計時就考慮到了這個問題，其同時裝備了兩套系統。硬管加油系統相比軟管加油要複雜，設計難度要更大，其控制系統要考慮加油機自身的氣流場以及受油機的氣流乾擾等因素。近年發展的夥伴加油是同類型飛機掛載軟管式加油吊艙進行空中加油，這種加油方式較為靈活，其改裝難度要遠小於大型空中加油機，這或許是未來空中加油的另一種方向。
夥伴加油
