C-17“环球霸王”运输机
C—17,是美国由麦道公司最新研制的先进战略、战术军用运输机,将取代C—141、C—5及C—130战略、战术运输机。C—17既能装载大量物资经空中加油直接运往世界上任何一个角落,又能以杰出的短距起落性能在前线一般机场起降,为前沿部队提供后勤支援。所以,它的作战范围和功能已涵盖了过支C—5世型机和C—130中型机所具备的一切。
1980年10月,美国空军发出了研制新一代战略运输机CX的招标,1981年,几家飞机公司相继投入竞争,8月29日,麦道公司被选为主要承包商。1991年6月,原型机试飞上天,1993年开始交付试用,目前仍在发展与生产中,单价高达一亿多美元。由于开支过大,原计划采购210架的想法估计很难实现。目前,只有C—17A在制造中,它将成为本世纪末下世纪初西方主要的战略空运机型。
巡航速度(高度 8,535 米)M0.77,低空最大巡航速度 648 千米/小时,海平面空投速度 213~463 千米/小时,进场速度 213 千米/小时,实用升限 13,715 米,起飞场长 2,286 米,着陆场长(使用反推力装置)915 米,航程 4,630 千米。
研制国家:美国名称:C-17运输机型号:“环球霸王” 研制单位:麦道公司造价:12000万美元现状:目前已交付了 120 架 C-17 飞机,估计到 2008 年按合同交付剩余的 60 架。
一、概述:
C—17,是美国由麦道公司最新研制的先进战略、战术军用运输机,将取代C—141、C—5及C—130战略、战术运输机。C—17既能装载大量物资经空中加油直接运往世界上任何一个角落,又能以杰出的短距起落性能在前线一般机场起降,为前沿部队提供后勤支援。所以,它的作战范围和功能已涵盖了过支C—5世型机和C—130中型机所具备的一切。
1980年10月,美国空军发出了研制新一代战略运输机CX的招标,1981年,几家飞机公司相继投入竞争,8月29日,麦道公司被选为主要承包商。1991年6月,原型机试飞上天,1993年开始交付试用,目前仍在发展与生产中,单价高达一亿多美元。由于开支过大,原计划采购210架的想法估计很难实现。
二、性能指标:
翼展 50.29 米,机长 53.04 米,机高 16.79 米,机翼面积 353.0 平方米,前缘后掠角 25° ,货舱(长×宽×高)26.82 米×5.49 米×4.11 米。
使用空重 125,645 千克,最大载重 77,292 千克,最大起飞重量 265,352 千克。
巡航速度(高度 8,535 米)M0.77,低空最大巡航速度 648 千米/小时,海平面空投速度 213~463 千米/小时,进场速度 213 千米/小时,实用升限 13,715 米,起飞场长 2,286 米,着陆场长(使用反推力装置)915 米,航程 4,630 千米。
三、结构特点:
C-17 采用大型运输机常规布局。机翼为悬臂式上单翼,前缘后掠角 25°,NASA 翼梢小翼高 2.90 米。悬臂式 T 形尾翼。垂直安定面与机身连接处向前伸有小背鳍,嵌入式方向舵分为上、下两段,升降舵分为两段。垂直尾翼有个特殊的设计,内部有一隧道式的空间,可让一位维修人员攀爬通过,以进行上方水平尾翼的维修。液压可收放前三点式起落架,可靠重力应急自由放下。前起落架为双轮,主起落架为 6 轮。前起落架向前收入机身,主起落架旋转 90° 向里收入机身两侧整流罩内。可在铺设与未铺设的跑道上使用。起落架装有碳刹车装置。机身长 53 米,机高 16.8 米,翼展 503 米,外形尺寸与 C-141 相当。最大起飞重量 263 吨。
—17拥有一个各部分修形孝究的圆柱形机身,钝圆的机头处设3人机组驾驶舱,舱内有4个多功能显示器,2台大气计算机,2个全飞行状态平视显示仪和一套飞行控制系统。机身中段货舱尺寸为26.82×5.49(宽)×4.11(高)米,容积592立方米,可由一人操纵自动将18个集装货柜约78吨重的物资全部从空中投下,也可搭载78108千克以下的各类大尺寸军用物资。机尾上翘,有一扇左右打开的货舱门(含货桥跳板),装卸效率极高。后掠25度的下反上单翼带有减少诱导阻力并省油的翼梢小翼,并装有完备的增升装置。由2个前轮和12个主轮组成的前三点起落架可收入机身内,T形尾翼顶端高达16.79米。机翼下四个前轩短舱中装备有推力18914千克的F117-PW-100涡轮风扇发动机,机翼与机身相义处设有由线复杂的整流包皮。漆成灰黑色的C—17具有很美的外观。
四、武器控制与电子系统:
C-17 飞机的机组只需 3 个人,即正副驾驶员和货物装卸员。用人如此少,因为座舱采用先进数字式航空电子系统,包括 4 个阴极射线管显示器和两个通用电气公司电子部的平显仪,集中显示各种信息,减轻了驾驶员的工作负担。机上采用通用电气公司的数字式电传操纵系统、汉尼韦尔公司的复式大气数据计算机。发动机以及飞行操纵数据也可由多功能显示器显示。导航通信可全频率调谐。任务和通信显示器具有频率和频道预先存储能力,它既可人工操纵又可使用预先编好程序的磁带来改变正在进行的飞行计划而不干扰导航系统。采用特里达因公司的操纵警告系统,主警告器可自动提供主系统的监控,并可在显示屏上显示可见监控信号,还可在机内通话系统中发出声响或语音信号。另外装有德尔科电子公司的航空电子设备,包括任务计算机和电子操纵系统;汉密尔顿标准公司的飞机和发动机数据管理系统计算机;汉尼韦尔公司的自动测试设备和辅助系统数据采集和控制系统;特列丰尼克公司的无线电管理系统。除了正常的飞行信息外,显示系统还可提供飞机各系统的状态、必要的应急程序和常规的检查项目表等。
五、技术特点分析与述评:
C-17 刚一出现就凭借先进性能,创造了许多世界航空记录。C-17 运输机曾在 1993~1994 年在货运类别中 22 次创造了爬高和速度记录。2001 年底,C-17 在美国爱德华兹空军基地创造了 13 项航空新记录。最近创造的记录是:·装载 1000~40,000 千克有效载荷达到最大高度;无有效载荷达到最大高度;·装载最大有效载荷飞到 2,000 米;无有效载荷、稳定持久平飞达到最大高度。
为了使 C-17 研制计划减少技术风险,麦道公司最大限度地利用经过论证或已经掌握的先进技术。如 C-17 沿用了 DC-10 飞机采用的先进复合材料结构和翼梢小翼技术;发动机是波音 757 飞机上用的 PW2040 的发展型;采用了 MD-11、F-18 和波音 757/767 飞机上使用的先进座舱;特别是在 YC-15 飞机上验证过的吹气襟翼技术、超临界翼型、反推力装置和平视显示仪等。但在整合这些先进技术的过程中,麦道也遇到了不小的困难。
C-17 安装四具普惠(Pratt & Whitney)的 PW2040 涡轮风扇(turbofan)发动机,美军编号 F117-PW-100。此型发动机的前身是 PW2037,由普惠公司于 1979 年 12 月开始研发,推力为 17,418 千克,1983 年 12 月通过联邦航空管理局(FAA)的认证,1984 年 12 月开始装于波音 757 上使用。1988 年普惠公司完成推力提升,将推力增加到 18,915 千克,并赋予新的型号 PW2040。1988 年 12 月获得军方认证安装在 C-17 上,当时此型发动机已累积了数百万飞行小时的使用经验,可靠且耐用。
发动机以悬吊式挂架(cantilevered pylon)挂于机翼的前下方,每具挂架由数件铸铝螺桩(stub)结构与机翼相搭接,使外挂载和机翼间有连续的负载路径(load path)。由于挂架和发动机很靠近,在强度及温度的考虑下,主要使用材料是钛合金。C-17 发动机具有反向推力装置(thrust reverser),发动机罩的外型为滑套后缩(slides backward)双罩式,二罩间有一开口,当启动反向推力时,发动机排气经由此开口被导向前上方 45° 度,因此不会吹起地面的砂石与尘土。另外在发动机运转时,不会影响卸货或是一些地面工作。反向推力装置也让 C-17 具备一项新的地面操作功能,可以在 27.4 米宽的跑道上进行 180 度的回转,也能在 2.25g 的情况下,于倾斜度 2% 的斜坡上后退。反向推力装置在飞机静止时也可以启动,不会有发动机过热的问题。
C-17运用了吹气襟翼技术,发动机的排气流会被导入机翼下,通过襟翼铰链,流向襟翼的上、下方。根据在 YC-15 上飞试的结果,襟翼向下偏折时,发动机的排气流会产生反作用升力(reaction lift)和环流升力(circulation lift),使飞机能以较低的进场空速(每小时 215 公里),和较大的下降速率(每秒钟 4.6 米)迅速落地;前缘缝翼全幅伸展时,可提供最大的升力及失速特性。
六、装备情况及型号演变:
1995 年 7 月,C-17 完成了一项重要的里程碑:通过美国空军的可靠度、维修度、妥善率评估(Reliability, Maintainability and Availability evaluation)。在为期一个月的评估中,12 架 C-17 依照预定的装载和飞行路线,执行了 513 架次的全球性飞行任务,以评估包括:飞机、机员、基地、基础设施、装载量、装卸速率、战争仿真、...等的表现。评估的结果令美国空军非常满意,C-17 的载运量是 C-141 的二倍,C-130 的四倍,但 C-17 的可靠度高达99%,任务完成率为 91%;C-17 飞行返航后,例行检修外的额外检查率只有 2%,100 架次中只有二次,而 C-5 和 C-141 则高达 40%。
事实上,由于研发制造过程中风波不断,加上价格昂贵屡受国会抨击,原本国防部只打算采购 40 架的 C-17,但由于 C-17 在这次评估中优异的表现,国防部才最后确定了 120 架的采购量。
2001 年 6 月 28 日,波音公司向英国政府交付了首批 4 架中的两架 C-17。英国是首家 C-17 外国客户。英国并非购买 C-17,而是采用租用方式,租期 7 年。合同明确规定不论任何原因,如果英国损失了 C-17,必需按合同对波音公司进行赔偿。这一方式也是以往军用采购中所罕见的。C-17 将布置在英国最大的作战基地布莱兹诺顿。该基地建造了能容纳 5 架 C-17 飞机的巨大机库。作为与波音和美国空军签定合同的一部分,英军第一批四名飞行员和四名装卸长从年初开始,在俄克拉何马州的阿尔特斯空军基地进行模拟和作战飞行培训。
目前潜在的客户还包括日本和沙特。分析家称如果日本改动宪法,开始执行各种国外的军事任务,可能采购 C-17。沙特阿拉伯作为传统的美国武器进口国,也可能青睐 C-17。
2002 年 6 月美国空军开始计划在夏威夷和阿拉斯加的两个空军基地部署 C-17,各布置 8 架,以加强太平洋空军的新型空运能力。以太平洋为基地的 C-17 运输机能根据战略空运需要,在 24 小时之内赶往太平洋的任何地区。司令部认为部署需要大约 4 到 4.25 亿美元,同时需要增加两个基地的人员。今年审查之后将决定需要的资金和人员,资金在 2004 财年到 2007 财年到位,飞机最早在 2006 财年交付
七、作战使用:
2002 年 8 月,波音公司获得国防部总额达 97 亿美元的订货合同,用于生产 60 架 C-17 运输机,在 2008 年以前交付。由于美国民用航空业境况不佳,订货数量急剧减少,波音的商用航空业务也受到了极大影响。911 事件以来,该公司的产量削减了一半。波音已向大约 3 万名工作人员发出了解雇通知单,因此波音一直急于得到这份合同。同时汉密尔顿·桑得斯特兰德公司从波音公司获得一项总额 9,000 万美元的合同,为新生产的 C-17 提供飞行系统,将提供电源系统、冲压空气涡轮应急动力系统、发动机电子控制装置、燃油流量表以及飞机/推进数据管理计算机。此外,该公司还制造该机的主燃油泵。
2003 年 1 月美空军加快实施为 C-17 运输机安装新型导弹防御系统的项目,为 12 架 C-17 安装诺·格公司大型运输机红外干扰(LAIRCM)系统。原计划于 2006 年完成,目前已经提前到 2004 年 3 月完成。C-17 已经装有用于对抗红外制导导弹的 AN/ALE-47 干扰系统,得到 LAIRCM 后将更加安全可靠。诺·格公司将确保大型运输机红外干扰(LAIRCM)系统与 ALE-47 兼容,并能与之联合使用。ALE-47 系统由 BAE 系统公司制造,它可以利用可编程的诱饵对抗所有的红外和雷达制导导弹威胁。计划还将在 79 架 C-17 和 C-130 上安装该系统。最后美国 900 多架空中机动指挥飞机也将安装大型运输机红外干扰(LAIRCM)系统。首架安装 LAIRCM 系统的 C-17 运输机将在今年夏天推出,全部完成将在 2004 年 3 月。合同将由两部分组成,第一部分价值 1,840 万美元将给予波音公司。合同的第二部分价值 720 万美元,将授予诺·格公司。诺·格公司将负责尽快为 C-17 运输机设计、开发、测试和交付红外干扰能力。LAIRCM 项目不包括商业应用,美国将采用其他方法保护商用客机免遭例如以色列客机所遭受的攻击。
八、实战表现:
1995-1996年,美国C—17军用运输机在波斯尼亚的使用,进一步证明了军用运输机的独特作用,历时两个月,运送了多达19800吨以上的装备和约6100人的部队,有力支援了在波斯尼亚和克罗地亚担负维和任务的北约部队。
美军现装备的C—17“环球霸王”式远程大型战略战术运输机,采用了外吹气衿翼技术和反推力技术,使它能在900米长、无铺筑道面的简易机场上起飞和着陆。1996年初在执行波斯尼亚空运期间,萨拉热窝和图兹拉机场跑道遭破坏,C—5不能在这两个机场降落,而C—17却能在这样恶劣的条件下起隆自如,且装卸载方便、快捷。C—17装载的物资是 C—130的4倍。C—130卸载15.4吨需30分钟,而C—17卸载69.8吨所用时间还不足30分钟。
在阿富汗战争中,绰号“环球霸王”的 C-17 运输机为美军立下了汗马功劳。C-17 既能装载大量物资经空中加油直接运往世界上任何一个角落,又能以杰出的短距起落性能在前线一般机场起降,为前沿部队提供后勤支援。所以,它的作战范围和功能已涵盖了过去 C-5 巨型机和 C-130 中型机所具备的一切。在环球霸王十余年漫长的研发过程中,经历了不少的风风雨雨,也差一点遭到被终结的命运,第一架原型机终于在 1991 年 9 月 15 日顺利升空,美国空军的远程战略运输能力,也从此迈入了新的里程碑。
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