空中巨兽——道格拉斯公司的“霸王”家族重型运输机系列

来源:米乐app官网下载    发布时间:2024-08-24 04:36:33

  鉴于运输机在第二次世界大战中至关重要的作用,世界各国在二战结束后纷纷着手开发出一批前所未有的超远程、超运载量的重型运输机。美国在这一方面更是作品多多,道格拉斯飞机公司研制的“霸王”系列运输机就是这里面的典型代表。

  早在1942年初期,道格拉斯飞机公司就开始为美国空军研发一种新的大型运输机C-74“环球霸王”I。为了快速装备部队,C-74没有按照常规的程序制造出XC-74和YC-74作对比试验,而是直接制造出生产型C-74共14架。第一架于1945年9月5日首飞。C-74是当时世界上最大的陆基运输机。

  C-74采用下单翼和倒T形尾翼布局,翼展52.8米,全长37.8米,高13.4米。机翼上分布四台普惠公司制造的3000马力(2.2兆瓦)R-4360-27星形活塞发动机。每台发动机驱动一个寇蒂斯公司生产的四叶电动变距螺旋桨,使飞机达到418千米/小时的巡航速度和502千米/小时的最大速度。变距螺旋桨可以在飞机降落时提供反推力,缩短飞机的滑行距离,降低刹车的损耗,也能够给大家提供飞机在机坪时的倒车推力。

  从空气动力学方面看,C-74的设计很优秀。设计师们为C-74设计了全翼展的襟翼,在外翼段的三缝襟翼既是副翼又是襟翼。为了控制如此大面积的襟翼,其机翼下有16个铰链整流罩,使飞机从正面看起来比较特别。

  C-74的驾驶舱外形更不寻常。驾驶舱里有四人,正副驾驶员坐在最前面,机械师和导航员依次坐在他们后面。这个驾驶舱突起在飞机前部。尽管在空气动力学上会造成一定不良影响,但驾驶员在这个居高临下的位置上几乎能有360°的视角,无论在飞行还是在地面滑行时都有良好的安全保证。

  C-74的起落架构造和C-54运输机的基本一样,只是尺寸和强度都增大了不少。每个起落架上有两个轮子。起落架的液压装置只负责在起飞后收起起落架和紧急状况下放出起落架,而在正常降落时放出起落架的动作则完全靠重力进行。在C-74的机翼里更不可思议的是一个通道,让乘员进入各个发动机吊舱和起落架舱进行飞行中的直接维修。

  C-74的最大起飞重量74.84吨,可以运载22.68吨的货物,也可以运载125名普通士兵或者115副担架伤员以及必要的医务人员。货物由安装在货舱尾部的一个自动升降装置装入货舱内。该装置最大能提高27.2吨的重量。在自动升降装置的帮助下,C-74的装运效率得到了很大的提高,也不需要额外的地面设备做协助,特别是在前线机场简易的条件下具有更及其重要的作用。C-74的最大航程为11587千米,实用升限9140米。

  制造出的14架C-74中只有12架在1945年10月到1947年4月期间交付美国空军使用。第二架C-74不幸在1946年8月的试飞中坠毁,第四架则在俄亥俄州莱特菲尔德进行静力破坏性试验。

  1948年6月24日,苏联封闭了所有通往西柏林的道路,这就是历史上著名的柏林危机事件。美国空军受命组织运输机向困在西柏林的居民和部队空投物资。C-74在这次空运行动中扮演了重要角色。8月14日,一架C-74从美国亚拉巴马州的布鲁克里机场起飞,跨越大西洋后降落在德国法兰克福的里恩机场。这架编号为42-65414、也是惟一参加该次空运任务的C-74装载了20吨货物,于3天后降落在柏林。在以后6个星期的空运任务里,这架C-74执行了24次运输任务,共运输了560吨的物资进入西柏林。其中的9月18日,也就是美国空军成立纪念日,414号C-74在六趟任务中总共运载了114吨煤炭,刷新了美国空军单日单机执行空运任务的新纪录。在后来的修建泰戈尔机场的任务中,C-74还负责运输了重型石块碾碎机等重型工程机械。

  在欧洲的任务结束后,贡献卓著的414号C-74返回美国,与其他同伴一起驻扎在布鲁克里空军基地。最后一架C-74于1956年3月31日从美国空军退役。1945年负责接收C-74 1号机的美国空军准将乔治・卡萨迪驾驶该机进行了“环球霸王” I的最后飞行(从布鲁克里空军基地到戴维斯一曼斯恩空军基地)。从此“环球霸王” I结束了他的飞行生涯。

  美国空军人员昵称这种经历了两次战争、服役了25年的重型运输机C-124为“老萨基”(old shakey)。C-124是美国道格拉斯飞机公司在C-74“环球霸王” I的基础上重新设计的、比C-74更大更重的重型运输机,其正式名称也顺理成章地称为“环球霸王” Ⅱ。第一架YC-124于1949年11月27日试飞。第一架生产型C-124A于1950年5月交付使用。

  C-124A使用了与C-74一样的机翼、尾翼与发动机,但其体形明显比C-74肥硕得多。C-124翼展53米,机长39.74米,高13.2米。为了进一步提升装卸货物的效率,C-124安装了蚌壳式的尾舱门和左右开启的前舱门,尾舱门和前舱门处分别安装了电动升降机和液压车辆坡道,货舱顶部还有两部起吊重量为7.25吨的移动吊车。C-124的最大起飞重量为88.2吨,可以运载33.56吨的货物,包括坦克、装甲车、火炮、推土机和卡车等大型装备,也可以运送200名全副武装的士兵或者123名担架伤员以及必要的医务人员。

  C-124是美国第一种安装了前舱门的运输机。在法兰克福的里恩机场流传着一个关于C-124和F-4战斗机的有趣故事。一架C-124和一架F-4在机场的滑行道上相遇。傲慢的F-4飞行员通过无线电质问对方:“你们想干什么?!”而C-124的飞行员也不示弱。他打开C-124巨大的前舱门,回答:“我要吃了你!”实际上C-124的舱门不能“吞”下整架F-4,但看着巨大的飞机就在面前张开大嘴也是怪吓人的。

  到1955年5月生产结束时,道格拉斯公司共制造了204架基本型C-124A和243架改进型C-124C。C-124C主要是安装了更大功率的R-4360-63A发动机,单发功率增加到3800马力,性能比A型有了一定的提高,还加装机翼和尾翼的加热防冰装置和APS-42气象雷达等设备。

  1951年9月,第一架C-124飞临朝鲜进行试验性飞行。从此C-124开始参加朝鲜战争。到1952年秋,已经有两个中队的C-124驻扎在日本,执行日本到朝鲜的重装备运输任务。C-124在朝鲜战争中发挥了巨大的作用,其运载能力是当时主力运输机C-54的两倍,也是当时惟一能运载军用车辆的运输机。

  此后,C-124执行过远东、南亚的运输任务;远赴南极洲为科学考察站运输补给品;执行过刚果的难民撤离任务以及援助摩洛哥和智利等任务。在执行从美国本上到南亚的运输任务时,C-124从美国西海岸出发,只需在夏威夷和越南停留,最后到达地球另一边的泰国。实际使用表明,C-124具有可靠性高、航程远和载重大的特点,只是速度慢了些,其巡航速度只有370千米/小时,最大速度只有482千米/小时,驾驶C-124执行远程运输任务无疑是对机组乘员体力和意志的考验。C-124C在运输12吨有效载重时的最大航程达到了6485千米。

  随着C-141在1964年开始装备部队,部分C-124也开始由速度更快的C-141取代。但是C-124的货舱容积比C-141的大,可以运载C-141运载不了的大型设备,C-141也就无法完全代替C-124。到了20世纪70年代,剩余的C-124开始转入后备和美国国民警卫队,它的任务也可完全由更大更快的C-5代替。最后一架C-124在1974年退出了现役。

  在生产C-124的同时,道格拉斯飞机公司还研制了另外一种大型运输机―C-133。C-133随着前辈的称谓,得到了“运输霸王”的外号。

  C-124虽然很庞大,但它的货舱长度使其不能运输战略弹道导弹。美国空军在1952年颁布的“SS402L后勤运输支援系统”的项目计划中,要求研制一种能整体运输战略弹道导弹的运输机。道格拉斯飞机公司应空军的要求,从1953年开始研制C-133。与C-74一样,C-133也没有制造原型机做评估和试验。公司于1954年与空军签订了直接制造两架C-133A的合约。两年后的4月23日,第一架C-133A试飞成功。1957年8月,该机交付空军使用。次年,C-133就投入了在生产厂商和部署阵地之间的运送弹道导弹的任务。在C-133首次飞赴欧洲时,刷新了运输机横跨大西洋的飞行速度纪录。到1961年4月生产结束时,美国空军共接收了35架C-133A和15架C-133B。

  C-133比C-124还要大,其翼展为54.78米,机长48米,高14.7米,空重54.55吨,最大起飞重量129.7吨。C-133的外形也有了很大的变化,主要是下单翼变为能增加货舱容量的上单翼布局,香肠形状的货舱比C-124长出了10多米,但高挑的大面积垂直尾翼仍然体现着C-74和C-124的影子。另外,C-133的机头,特别是驾驶舱部分非常像现在广为使用的C-130“大力士”运输机。

  C-133的机组由四人组成,分别是正副驾驶员、导航员和货物装卸员。货舱长27.5米,高3.7米,容积1210立方米,装有增压和空调设备,可以运载50吨的载重,可以是“木星”、“雷神”等弹道导弹或者别的什么货物;在运输人员时,可设为200个座位。C-133没有前舱门,首批32架C-133A在机尾设置的是上下开启的舱门,下面部分打开后也是货物进出的坡道;后3架C-133A和所有的C-133B则改成了左右开启的蚌壳式舱门,从而使货舱地板长度增加了0.9米,可运载更长的“巨人”导弹。在C-133的机舱左侧,还有一个大型装卸门供货物出入。

  C-133A最初的动力为四台普惠公司的T34-P-3涡桨发动机。该发动机单发功率为6000马力,后来换装了T34-P-7W发动机,单发功率增加到6500马力,并且增加了水一甲醇加力装置。C-133B的动力则是T34-P-9W发动机,功率提高到7500马力(5.5兆瓦)。C-133B的最大平飞速度为580千米/小时,巡航速度为525千米/小时,实用升限为9150米,最大载重时航程达到6480千米。

  C-133的辉煌时期在20世纪60年代,它在美国空军的重型货物运输任务中起到了无法替代的作用,特别是其巨大的运力相当于22节不间断的火车车厢的容量。涡轮螺旋桨发动机的经济性也十分明显,从洛杉矶飞行到纽约的每千米成本只需要5美分。美国航空航天局曾使用C-133来运输大量的宇航器材,甚至还进行过空投宇宙飞船的试验。但在使用中,C-133暴露了不少缺点,首先是发动机可靠性不佳,飞机趴窝是经常的事情。此外,飞机的振动也使机身材料出现疲劳裂纹,导致所有C-133都在1971年退出了现役。

  C-5大型运输机很快取代了C-133的位置,但仍然有少量C-133退役后在商业货运航线上使用了一段时间。C-133成为道格拉斯飞机公司研制的最后一种大型螺旋桨运输机。

  20世纪80年代是“霸王”运输机的沉寂时期,但“霸王”的香火并没有就此了断。随着早期服役的C-141和C-130运输机接近服役年限,美国空军需要一种先进的运输机替代它们,于是在1980年10月提出了研制新型战略战术运输机的C-X招标计划。经过比较波音、洛克希德和麦克唐纳・道格拉斯三家公司的设计的具体方案,美国空军选择了麦道的方案,并定名为C-17。C-17继承了原道格拉斯飞机研制运输机的历史,取名为“环球霸王”Ⅲ。“霸王”的历史又翻开了新的一页。

  在招标计划中,要求C-17具有空中受油能力,既可以执行高载重的远程运输任务,也能在简易的野战机场执行包括运输坦克和装甲车等大型装备在内的短程战区运输任务,另外飞机还要拥有非常良好的短距起降能力。C-17无疑是目前最先进的战术/战略运输机。

  虽然美国空军在1981年就选择了C-17,但因为经费问题,制造计划被推迟到1982年7月才真正开始。1987年11月2日第一架C-17的原型机开始制造,1991年9月15日首飞。C-17A在1992年开始交付使用。美国空军的订购数量一减再减,最后只订购了40架。英国皇家空军以租借的方式得到了一批C-17,并且对这批飞机的表现非常满意。

  C-17的布局与其前辈C-74和C-124迥然不同,采用了上单翼和T形尾翼布局,翼展50.29米,机长53.04米,机高16.79米。四台普惠公司的F117-PW-100涡扇发动机悬挂在机翼下,每台发动机可以产生185.5千牛(18929千克)的推力。在YC-15短距起降试验机上取得成功的外吹式襟翼与发动机排气区的大面积襟翼使C-17有很优秀的短距起降能力。C-17曾创造下了运载19.95吨货物在427米的距离上起飞的世界纪录。发动机的导流式反推力装置能大大降低降落滑行距离和提供倒车滑行时的推力。C-17的六轮主起落架可以在铺设或未铺设的简易跑道上使用。起落架上采用了可靠性非常高的碳刹车系统。

  C-17飞机尾部设有一个大型舱门。装运时舱门左右打开,机尾底板向上收起,各种各样的车辆可以直接开进货舱。C-17的最大起飞重量263吨,执行战区后勤运输任务时,可以运载56.2吨的货物;执行重型后勤运输任务时,可以运载69.5吨货物。C-17的最大载重达到78.1吨,是C-130H的4倍、C-141的2倍!换句线运输人员和装备的飞行架次是用C-141时的一半。

  C-17的货物可以是1辆M1A1主战坦克,或者3辆M2/M3步兵战车,或者3架AH-64直升机,或者5辆5吨卡车等。在执行战区后勤运输任务时,C-17的航程达5190千米,而其最大航程达8710千米,如果进行空中加油,航程可以延伸得更远。1998年,八架C-17在空中加油机的支援下,用19个小时飞行了14816千米,从美国本上直飞到中亚空投士兵和装备,完成了世界上航程最远的空投行动。在科索沃和阿富汗的作战部署中,C-17也是使用最频繁、效率最高的运输机。

  图示:空投作业开始,装运员佩戴氧气面罩在后舱做相关操作,为防止货舱灯光暴露目标,货舱采用弱光源照明。货物通过铺设在货舱地面的滑轨依次进行空投。

  C-17另一个特点就是现代化程度非常高。该机安装了数字式电传操纵系统、复式大气数据计算机、驾驶舱彩色多功能显示器、全飞行范围平显仪、自动灭火系统、导弹告警和干扰装置等先进的设备。不仅使飞机的性能得到了更好的发挥,增强了飞机的生存能力,还降低了空勤人员的工作复杂度和强度。因此虽然C-17只有三名机组乘员――正副驾驶员和装运员,但应付复杂的运输任务时仍游刃有余。

  老一代“霸王”慢慢的变成了历史,高科技武装起来的新“霸王”又接枪上阵,从C-74、C-124、C-133,到最先进的C-17,从柏林危机到阿富汗反恐军事行动,“霸王”们为美国全球战略四处奔波。

  图示:C-17名场面,土质跑道起飞。C-17是当今世界上最大的短距起降(STOL)飞机,也是美国空军新战略空运思想的结晶,那就是把物资直接运输到前线的简易机场。

  C-17的绝活就是短距起降,可在915米长的未经铺装跑道上降落,这都要归功于F117-PW-100发动机的反推装置。

  图示:C-17发动机短舱两侧有一对涡流发生器,在大迎角爬升时产生的涡流可以流过机翼上表面,吹除附面层并降低发动机短舱周围乱流对机翼的不利影响。