C17:一款让全世界仰视的经典

2016-03-28 08:48:07小火箭3 大字

　　作者：邢强　　C-17“环球霸王III”是曾经的那个麦克唐纳-道格拉斯公司献给所有飞行器爱好者的礼物。该机体现了飞机设计师们面对极度严苛的需求条件时表现出来的聪明才智和敢于挑战的勇气。　　1980年10月，美国空军在一系列研讨性质的会议之后，向全美发出了招标启事。当时美国空军认为，他们手里的那些运输机基本上都面临着严重的老龄化的问题。而且他们认为在役的那些运输机已经难以适应新时代的要求了。

　　在上世纪80年代，所谓“新时代的要求”是指的美国空军在1981年进行了一系列战场模拟仿真计算。当时计算的结论是：当欧洲爆发大规模战争的时候，美国如果想要通过军事介入的方式来阻挡华约的钢铁洪流的话，1个昼夜需运送9.6万吨的物资装备。而当时美国后勤部门能够调用的运力只有6.6万多吨。

　　于是，大批运输机的订单捏到了美国空军手中。在一系列招标活动之后，当时的麦道力压群雄，战胜了波音和洛克希德。麦道的理念是：新的运输机拥有和C-5、C-141运输机相当的跨洋飞行能力和运载能力，而其起降条件、配置的灵活性和生存性能则向C-130运输机看齐。

　　麦克唐纳·道格拉斯公司的YC-15技术验证机为C-17的成功奠定了技术基础。YC-15采用四台普惠JTSD-17涡轮风扇发动机，单台推力71kN，发动机安装在机翼前下方，其短舱几乎完全伸出在机翼的前面，尾喷口紧靠机翼前缘的下侧。其基本原理是发动机喷流沿着机翼前缘下表面吹向双缝襟翼，再由双缝襟翼的引流作用将喷流引向一个较大的下偏角度，从而达到提高升力系数来缩短起降距离的效果。

　　注意C-17极具特色的襟翼。C-17的短距起降能力基本上全靠它了。

　　2000年5月9日，一架C-17运输机在Holland着陆场实施应急短距着陆演习。

　　2014年1月31日，一架C-17运输机完成了M142 High Mobility Artillery Rocket System的测试任务后，降落在加利福尼亚州的一块空地上。

　　C-17融战略和战术空运能力于一身，是目前世界上唯一一款可以同时适应战略和战术任务的运输机。注意到C-17的上单翼布局，其1/4弦线后掠角为25°。

　　2015年12月10日，11架C-17运输机在摩西湖基地进行“大象漫步”。“大象漫步”一词指的是大量飞机在机场跑道上以几乎首尾相接的队形顺次前行，就像一群大象在漫步一般。这是机场能够进行超高密度架次飞机运作的一种实力体现。

　　6架C-17和12架KC-10在进行大象漫步。（小火箭觉得有时间可以写写DC-10、KC-10系列）

　　说起C-17和KC-10，他们可是一对好搭档。上图为2014年3月24日，一架C-17运输机正在接受一架KC-10空中加油机的加油作业。飞机下面，是加利福尼亚州的海岸线。

　　这张照片是查尔斯顿空军基地的一架C-17刚刚完成了空中加油之后，由KC-10空中加油机上的人抓拍到的瞬间。

　　C-17的主起落架一共有12个轮胎，左右各一组，每组6个轮胎，前起落架有2个轮胎。该机最窄可在18.3米宽的跑道上起落，能在90×132米的停机坪上运动。C-17的反向推力装置在飞机静止时也可以启动，可以使飞机在27.5米宽的跑道上完成180°的转弯，也能在倾斜度低于2%的斜坡上倒车。

　　C-17起落架结构近照。注意其液压管路和连杆结构的设计。有兴趣的人可以算一个机械原理图看看。

　　其实，稍加计算就能发现，C-17的前起落架的设计也是很有意思的。C-17可以在915米长的简易跑道上着陆（使用推力反向器），符合这种条件的机场世界上有上万个，这将大大加强这种运输机部署的机动性。粗壮的起落架和一些防土石飞溅的设计使其能够适应大部分的野战机场。

　　2005年5月13日，一队C-17运输机在进行“超低空突防奔袭训练”。

　　2015年8月25日，一架437运输中队的C-17运输机满载102名全副武装的士兵奔赴位于内华达州南部的内利斯空军基地，参加15-4号红旗军演。

　　C-17运输机内的应急供氧设备

　　一架C-17运输机正在进行空投作业。从该机上跳下来的伞兵隶属于美军第82空降师。

　　第82空降师（82nd Airborne Division）是美国陆军中最早建立的空降师，该师前身是美军第82步兵师（82nd Division），成立于1917年8月25日。第二次世界大战爆发后，该师于1942年3月重新组建。全师官兵承续第82步兵师传承，配戴“全美”肩章。第82空降师参与了第二次世界大战欧洲战场诺曼底登陆的首役。随后投入盟军在荷兰发动的市场花园行动（Operation Market-Garden），作战结束后于西欧战线后方休整担任战区预备队，在德国发动阿登突出部作战时作为步兵投入美军防线。这名空降兵刚刚从一架C-17运输机上跳下。

　　夜幕下的C-17。这种具有高度灵活性的战略和战术军用运输机，适用于快速将部队部署到主要军事基地或者直接运送到前方基地的战略运运，必要时该飞机也可胜任战术运输和空投任务。C-17强大的机动性和灵活性帮助美军、英军和澳大利亚等国家的军队大幅提高了全球空运和调动部队的能力。

　　C-17驾驶舱内夜景

　　C-17运输机正在空投装备

　　C-17运输机宽敞通透的货舱。并排放置2辆卡车后，舱壁每侧还能坐下一排人。

　　C-17运输机内有时候会加装航空座椅，成为“客运型”运输机。

　　说到“客运”，又怎能少了海报呢！

　　地勤人员正在为C-17的货舱中装载一架包装好的AH-1武装直升机。

　　C-17的货舱可以放置18个2.2m×2.7m的货盘，并能够进行空投。

　　C-17环球霸王III运输机身长53.04米，机高16.79米，翼展51.81米，最大起飞重量265.5吨。C-17满载不空中加油的航程为4630公里，空载转场航程8700公里，空中加油后的最大航程11600公里。

　　C-17的地勤保障加油口在主起落架前面。C-17可以烧美军标JP-4、JP-5、JP-8、JP-8+100系列的燃油。按照北约标准的话，JP-8应该对应的是F-34燃油。其他系列的标号对应方法，读者可以详查，或者在小火箭的这篇文章下面留言告知大家吧。

　　正在进行大角度右滚转的C-17在展示其机动性和良好的操纵性。

　　C-17有着16.8米高的T形垂尾

　　C-17和C-5聚到了一起

　　C-17的翼梢小翼为其航程的增加贡献了不少力量。而呈41°角后掠的大垂尾则表明了该机有着在运输机中不低的飞行速度。（最大速度830公里/小时）有关翼梢小翼的讨论，详见小火箭的《飞机上的翼梢小翼》一文。

　　C-17的翼梢小翼的另一侧特写

　　通过仔细测量C-17的货桥，我们可以发现，其放下后与水平面的夹角为9°。这个角度非常小，可以保证大部分的自行式武器装备在不借助外力的情况下自己开到货舱里。（不仅M2战车可以，连M1主战坦克也能轻松开进货舱）。伊尔-76的货桥角度为15°30′，比C-17的稍大。

　　货舱内壁的桁架由7075系的铝合金制成。注意其液压和电力管线的布线设计。电路导线连起来有200公里长。粗壮的液压管线由4套独立的液压系统供压，压强高达28980帕，用于驱动C-17硕大的气动舵面。第4套液压系统与应急冲压空气涡轮相连。关于冲压空气涡轮，可详见小火箭的《飞机上的小老鼠：冲压空气涡轮》一文。

　　C-17装有4台普惠的PW2040涡轮风扇发动机，美军编号F117-PW-100。此型发动机的前身是普惠公司的PW2037发动机，由普惠公司于1979年12月开始研制，推力170千牛，1983年12月通过美国联邦航空管理局（FAA）认证，1984年12月开始装于波音757-200上使用。1988年普惠公司完成推力提升，将推力增加到180千牛，新型号为PW2040，装于波音757-200货运型和加大航程型。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，军用型的反推力装置使气流向上向前喷气，避免发动机吸入地面沙尘碎石，以适应恶劣场地跑道下的起降。

　　发动机整流罩打开后的样子

　　黑色虚框内的区域在紧急情况下可由角磨机或者大剪刀切开，内部的管线已经绕开了这个方形区域。这个设计用来在紧急情况下创造出一个新的逃生口。

　　另外的应急逃生口

　　尾舱门货桥特写

　　C-17的货舱地板由7075铝合金板件铆接而成，重量轻，载重量大，每根铆接桁架都可以承受18吨的载荷。

　　铆接工艺见功夫

　　大气数据及飞行状态传感器，其保护罩记得“飞行前取下”噢！

　　C-17舱内控制面板

　　在大西洋上空飞行的一架C-17运输机正在发射诱饵弹。

　　雨后初晴，一架C-17运输机停放在查尔斯顿空军基地的停机坪上。

　　2013年11月15日，安德森空军基地的一架C-17运输机。

　　查尔斯顿空军基地的一架C-17运输机在一场演习中，遭到了一枚模拟导弹的攻击，该机释放干扰弹后，迅速拉起机动，实施躲避。

　　一架皇家空军的C-17运输机，摄于Lakenheath空军基地。

　　2014年，一架澳大利亚皇家空军的C-17运输机正准备降落在哈尔科夫国际机场。注意其打开的起落架舱。小火箭觉得这是一个观察C-17起落架布局的绝佳角度。

　　拉姆施泰因空军基地，一架C-17运输机内的医疗团队正在给病人实施治疗。该基地是美国空军在德国莱茵兰-普法尔茨州的一个军事基地。拉姆施泰因空军基地毗邻拉姆斯泰因-米森巴镇，是北约在欧洲最大的空军基地，也是美国驻欧洲空军总部所在地。现驻扎美国空军第86空运联队。 2006年德国世界杯期间，美国国家足球队就住在这个基地。

　　一架C-17飞翔在加利福尼亚州Owens山谷上空。

　　2014年1月21日，一架C-17运输机降落在内华达空军基地。注意其减速时机翼的变化。

　　正在进行伞降作业的C-17

　　澳大利亚皇家空军的一架C-17运输机正在装货。注意C-17用叉车装货的这种形式。这些写有Aid（援助）字样的物资正准备运往尼泊尔。

　　C-17的快速部署能力使其赢得了好评。为了彰显他的本领，一架F-18正与加拿大空军的一架C-17并排飞行。这是想让C-17改名为F-17的节奏。

　　C-17正在运输一辆荷兰的FH-2000 155mm 自行火炮。注意火炮与货舱地板的固定方式。

　　C-17的驾驶舱。注意，上面有平视显示器。

　　C-17的油门杆

　　释放干扰后，C-17穿“云”而过。注意翼尖涡营造出的美丽画面。

　　可靠性和维护性是C-17的两个主要特点。当今的运输任务对运输机的可靠性和维护性都有严苛的要求，美国军方提出至少保证92%的可出勤率，每1个飞行小时低于20小时的地面维护时间，满负荷任务完成率74.7%，部分负荷任务完成率82.5%，C-17完全能够达到这一要求。1995年7月，C-17通过了美国空军的可靠性、维护性和有效性评估。C-17的载运量是C-141的2倍，C-130的4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为2%，而C-5和C-141为40%。