C-17“環球霸王”運輸機

C-17“環球霸王”運輸機

C-17環球霸王III是最新型的具有高度靈活性的戰略軍用運輸機,適應快速將部隊部署到主要軍事基地或者直接運送到前方基地的戰略運輸,必要時該飛機也可勝任戰術運輸和空投任務。這種固有的靈活性和性能幫助美軍大為提高了全球空運調動部隊的能力。 C-17融戰略和戰術空運能力於一身,是目前世界上唯一可以同時適應戰略-戰術任務的運輸機。

簡介

C-17“環球霸王”運輸機C-17“環球霸王”運輸機
C—17,是美國麥道公司最新研製的先進戰略、戰術軍用運輸機,將取代C—141、C—5及C—130戰略、戰術運輸機。C—17既能裝載大量物資經空中加油直接運往世界上任何一個角落,又能以傑出的短距起落性能在前線一般機場起降,為前沿部隊提供後勤支援。所以,它的作戰範圍和功能已涵蓋了過支C—5世型機和C—130中型機所具備的一切。
1980年10月,美國空軍發出了研製新一代戰略運輸機CX的招標,1981年,幾家飛機公司相繼投入競爭,8月29日,麥道公司被選為主要承包商。1991年6月,原型機試飛上天,1993年開始交付試用,目前仍在發展與生產中,單價高達一億多美元。由於開支過大,原計畫採購210架的想法估計很難實現。目前,只有C—17A在製造中,它將成為本世紀末下世紀初西方主要的戰略空運機型。

性能數據

巡航速度(高度 8,535 米)M0.77,低空最大巡航速度 648 千米/小時,海平面空投速度 213~463 千米/小時,進場速度 213 千米/小時,實用升限 13,715 米,起飛場長 2,286 米,著陸場長(使用反推力裝置)915 米,航程 4,630 千米。

研製國家

美國名稱:C-17運輸機型號:“環球霸王” 研製單位:麥道公司造價:12000萬美元現狀:目前已交付了 120 架 C-17 飛機,估計到 2008 年按契約交付剩餘的 60 架。

性能指標

翼展 50.29 米,機長 53.04 米,機高 16.79 米,機翼面積 353.0 平方米,前緣後掠角 25° ,貨艙(長×寬×高)26.82 米×5.49 米×4.11 米。

使用空重 125,645 千克,最大載重 77,292 千克,最大起飛重量 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/小時,海平面空投速度 213~463 千米/小時,進場速度 213 千米/小時,實用升限 13,715 米,起飛場長 2,286 米,著陸場長(使用反推力裝置)915 米,航程 4,630 千米。

結構特點

C-17運輸機C-17運輸機

C-17 採用大型運輸機常規布局。機翼為懸臂式上單翼,前緣後掠角 25°,NASA 翼梢小翼高 2.90 米。懸臂式 T 形尾翼。垂直安定面與機身連線處向前伸有小背鰭,嵌入式方向舵分為上、下兩段,升降舵分為兩段。垂直尾翼有個特殊的設計,內部有一隧道式的空間,可讓一位維修人員攀爬通過,以進行上方水平尾翼的維修。液壓可收放前三點式起落架,可靠重力應急自由放下。前起落架為雙輪,主起落架為 6 輪。前起落架向前收入機身,主起落架旋轉 90° 向里收入機身兩側整流罩內。可在鋪設與未鋪設的跑道上使用。起落架裝有碳剎車裝置。機身長 53 米,機高 16.8 米,翼展 503 米,外形尺寸與 C-141 相當。最大起飛重量 263 噸。
擁有一個各部分修形孝究的圓柱形機身,鈍圓的機頭處設3人機組駕駛艙,艙內有4個多功能顯示器,2台大氣計算機,2個全飛行狀態平視顯示儀和一套飛行控制系統。機身中段貨艙尺寸為26.82×5.49(寬)×4.11(高)米,容積592立方米,可由一人操縱自動將18個集裝貨櫃約78噸重的物資全部從空中投下,也可搭載78108千克以下的各類大尺寸軍用物資。機尾上翹,有一扇左右打開的貨艙門(含貨橋跳板),裝卸效率極高。後掠25度的下反上單翼帶有減少誘導阻力並省油的翼梢小翼,並裝有完備的增升裝置。由2個前輪和12個主輪組成的前三點起落架可收入機身內,T形尾翼頂端高達16.79米。機翼下四個前軒短艙中裝備有推力18914千克的F117-PW-100渦輪風扇發動機,機翼與機身相義處設有由線複雜的整流包皮。漆成灰黑色的C—17具有很美的外觀。

武器控制與電子系統

C-17 飛機的機組只需 3 個人,即正副駕駛員和貨物裝卸員。用人如此少,因為座艙採用先進數字式航空電子系統,包括 4 個陰極射線管顯示器和兩個通用電氣公司電子部的平顯儀,集中顯示各種信息,減輕了駕駛員的工作負擔。機上採用通用電氣公司的數字式電傳操縱系統、漢尼韋爾公司的複式大氣數據計算機。發動機以及飛行操縱數據也可由多功能顯示器顯示。導航通信可全頻率調諧。任務和通信顯示器具有頻率和頻道預先存儲能力,它既可人工操縱又可使用預先編好程式的磁帶來改變正在進行的飛行計畫而不干擾導航系統。採用特里達因公司的操縱警告系統,主警告器可自動提供主系統的監控,並可在顯示屏上顯示可見監控信號,還可在機內通話系統中發出聲響或語音信號。另外裝有德爾科電子公司的航空電子設備,包括任務計算機和電子操縱系統;漢密爾頓標準公司的飛機和發動機數據管理系統計算機;漢尼韋爾公司的自動測試設備和輔助系統數據採集和控制系統;特列豐尼克公司的無線電管理系統。除了正常的飛行信息外,顯示系統還可提供飛機各系統的狀態、必要的應急程式和常規的檢查項目表等。

技術特點分析與述評

C-17運輸機C-17運輸機

C-17 剛一出現就憑藉先進性能,創造了許多世界航空記錄。C-17 運輸機曾在 1993~1994 年在貨運類別中 22 次創造了爬高和速度記錄。2001 年底,C-17 在美國愛德華茲空軍基地創造了 13 項航空新記錄。最近創造的記錄是:·裝載 1000~40,000 千克有效載荷達到最大高度;無有效載荷達到最大高度;·裝載最大有效載荷飛到 2,000 米;無有效載荷、穩定持久平飛達到最大高度。

為了使 C-17 研製計畫減少技術風險,麥道公司最大限度地利用經過論證或已經掌握的先進技術。如 C-17 沿用了 DC-10 飛機採用的先進複合材料結構和翼梢小翼技術;發動機是波音 757 飛機上用的 PW2040 的發展型;採用了 MD-11、F-18 和波音 757/767 飛機上使用的先進座艙;特別是在 YC-15 飛機上驗證過的吹氣襟翼技術、超臨界翼型、反推力裝置和平視顯示儀等。但在整合這些先進技術的過程中,麥道也遇到了不小的困難。
C-17 安裝四具普惠(Pratt & Whitney)的 PW2040 渦輪風扇(turbofan)發動機,美軍編號 F117-PW-100。此型發動機的前身是 PW2037,由普惠公司於 1979 年 12 月開始研發,推力為 17,418 千克,1983 年 12 月通過聯邦航空管理局(FAA)的認證,1984 年 12 月開始裝于波音 757 上使用。1988 年普惠公司完成推力提升,將推力增加到 18,915 千克,並賦予新的型號 PW2040。1988 年 12 月獲得軍方認證安裝在 C-17 上,當時此型發動機已累積了數百萬飛行小時的使用經驗,可靠且耐用。
發動機以懸吊式掛架(cantilevered pylon)掛於機翼的前下方,每具掛架由數件鑄鋁螺樁(stub)結構與機翼相搭接,使外掛載和機翼間有連續的負載路徑(load path)。由於掛架和發動機很靠近,在強度及溫度的考慮下,主要使用材料是鈦合金。C-17 發動機具有反向推力裝置(thrust reverser),發動機罩的外型為滑套後縮(slides backward)雙罩式,二罩間有一開口,當啟動反向推力時,發動機排氣經由此開口被導向前上方 45° 度,因此不會吹起地面的砂石與塵土。另外在發動機運轉時,不會影響卸貨或是一些地面工作。反向推力裝置也讓 C-17 具備一項新的地面操作功能,可以在 27.4 米寬的跑道上進行 180 度的迴轉,也能在 2.25g 的情況下,於傾斜度 2% 的斜坡上後退。反向推力裝置在飛機靜止時也可以啟動,不會有發動機過熱的問題。
C-17運用了吹氣襟翼技術,發動機的排氣流會被導入機翼下,通過襟翼鉸鏈,流向襟翼的上、下方。根據在 YC-15 上飛試的結果,襟翼向下偏折時,發動機的排氣流會產生反作用升力(reaction lift)和環流升力(circulation lift),使飛機能以較低的進場空速(每小時 215 公里),和較大的下降速率(每秒鐘 4.6 米)迅速落地;前緣縫翼全幅伸展時,可提供最大的升力及失速特性。

裝備情況及型號演變

1995 年 7 月,C-17 完成了一項重要的里程碑:通過美國空軍的可靠度、維修度、妥善率評估(Reliability, Maintainability and Availability evaluation)。在為期一個月的評估中,12 架 C-17 依照預定的裝載和飛行路線,執行了 513 架次的全球性飛行任務,以評估包括:飛機、機員、基地、基礎設施、裝載量、裝卸速率、戰爭仿真、...等的表現。評估的結果令美國空軍非常滿意,C-17 的載運量是 C-141 的二倍,C-130 的四倍,但 C-17 的可靠度高達99%,任務完成率為 91%;C-17 飛行返航後,例行檢修外的額外檢查率只有 2%,100 架次中只有二次,而 C-5 和 C-141 則高達 40%。

事實上,由於研發製造過程中風波不斷,加上價格昂貴屢受國會抨擊,原本國防部只打算採購 40 架的 C-17,但由於 C-17 在這次評估中優異的表現,國防部才最後確定了 120 架的採購量。

2001 年 6 月 28 日,波音公司向英國政府交付了首批 4 架中的兩架 C-17。英國是首家 C-17 外國客戶。英國並非購買 C-17,而是採用租用方式,租期 7 年。契約明確規定不論任何原因,如果英國損失了 C-17,必需按契約對波音公司進行賠償。這一方式也是以往軍用採購中所罕見的。C-17 將布置在英國最大的作戰基地布萊茲諾頓。該基地建造了能容納 5 架 C-17 飛機的巨大機庫。作為與波音和美國空軍簽定契約的一部分,英軍第一批四名飛行員和四名裝卸長從年初開始,在俄克拉何馬州的阿爾特斯空軍基地進行模擬和作戰飛行培訓。
目前潛在的客戶還包括日本和沙特。分析家稱如果日本改動憲法,開始執行各種國外的軍事任務,可能採購 C-17。沙烏地阿拉伯作為傳統的美國武器進口國,也可能青睞 C-17。

2002 年 6 月美國空軍開始計畫在夏威夷和阿拉斯加的兩個空軍基地部署 C-17,各布置 8 架,以加強太平洋空軍的新型空運能力。以太平洋為基地的 C-17 運輸機能根據戰略空運需要,在 24 小時之內趕往太平洋的任何地區。司令部認為部署需要大約 4 到 4.25 億美元,同時需要增加兩個基地的人員。今年審查之後將決定需要的資金和人員,資金在 2004 財年到 2007 財年到位,飛機最早在 2006 財年交付

作戰使用

飛行中的C-17飛行中的C-17

2002 年 8 月,波音公司獲得國防部總額達 97 億美元的訂貨契約,用於生產 60 架 C-17 運輸機,在 2008 年以前交付。由於美國民用航空業境況不佳,訂貨數量急劇減少,波音的商用航空業務也受到了極大影響。911 事件以來,該公司的產量削減了一半。波音已向大約 3 萬名工作人員發出了解僱通知單,因此波音一直急於得到這份契約。同時漢密爾頓·桑得斯特蘭德公司從波音公司獲得一項總額 9,000 萬美元的契約,為新生產的 C-17 提供飛行系統,將提供電源系統、衝壓空氣渦輪應急動力系統、發動機電子控制裝置、燃油流量表以及飛機/推進數據管理計算機。此外,該公司還製造該機的主燃油泵。

2003 年 1 月美空軍加快實施為 C-17 運輸機安裝新型飛彈防禦系統的項目,為 12 架 C-17 安裝諾·格公司大型運輸機紅外干擾(LAIRCM)系統。原計畫於 2006 年完成,目前已經提前到 2004 年 3 月完成。C-17 已經裝有用於對抗紅外製導飛彈的 AN/ALE-47 干擾系統,得到 LAIRCM 後將更加安全可靠。諾·格公司將確保大型運輸機紅外干擾(LAIRCM)系統與 ALE-47 兼容,並能與之聯合使用。ALE-47 系統由 BAE 系統公司製造,它可以利用可程式的誘餌對抗所有的紅外和雷達制導飛彈威脅。計畫還將在 79 架 C-17 和 C-130 上安裝該系統。最後美國 900 多架空中機動指揮飛機也將安裝大型運輸機紅外干擾(LAIRCM)系統。首架安裝 LAIRCM 系統的 C-17 運輸機將在今年夏天推出,全部完成將在 2004 年 3 月。契約將由兩部分組成,第一部分價值 1,840 萬美元將給予波音公司。契約的第二部分價值 720 萬美元,將授予諾·格公司。諾·格公司將負責儘快為 C-17 運輸機設計、開發、測試和交付紅外干擾能力。LAIRCM 項目不包括商業套用,美國將採用其他方法保護商用客機免遭例如以色列客機所遭受的攻擊。

實戰表現

1995-1996年,美國C—17軍用運輸機在波士尼亞的使用,進一步證明了軍用運輸機的獨特作用,歷時兩個月,運送了多達19800噸以上的裝備和約6100人的部隊,有力支援了在波士尼亞和克羅地亞擔負維和任務的北約部隊。
美軍現裝備的C—17“環球霸王”式遠程大型戰略戰術運輸機,採用了外吹氣衿翼技術和反推力技術,使它能在900米長、無鋪築道面的簡易機場上起飛和著陸。1996年初在執行波士尼亞空運期間,塞拉耶佛和圖茲拉機場跑道遭破壞,C—5不能在這兩個機場降落,而C—17卻能在這樣惡劣的條件下起隆自如,且裝卸載方便、快捷。C—17裝載的物資是 C—130的4倍。C—130卸載15.4噸需30分鐘,而C—17卸載69.8噸所用時間還不足30分鐘。
阿富汗戰爭中,綽號“環球霸王”的 C-17 運輸機為美軍立下了汗馬功勞。C-17 既能裝載大量物資經空中加油直接運往世界上任何一個角落,又能以傑出的短距起落性能在前線一般機場起降,為前沿部隊提供後勤支援。所以,它的作戰範圍和功能已涵蓋了過去 C-5 巨型機和 C-130 中型機所具備的一切。在環球霸王十餘年漫長的研發過程中,經歷了不少的風風雨雨,也差一點遭到被終結的命運,第一架原型機終於在 1991 年 9 月 15 日順利升空,美國空軍的遠程戰略運輸能力,也從此邁入了新的里程碑。

發展歷程

1980年2月,美國空軍提出了C-X重型運輸機的需求草案(RequestForProposal),10月份提出正式檔案,新的運輸機將擔負起戰略運輸任務,先支持C-5和C-141,最後則是取代C-141。需求中說明新的運輸機必需和C-130一樣具備短場起降能力;飛機的起落架和高升力裝置使滿載(payload)時能在2,438米長的跑道上起飛,915米長的跑道上降落;滿載航程至少為4,443公里;機身內部須能容納大型物品,如M1主戰坦克;飛機須能在擁擠的停機坪隨意進出,且能在滿載及五分之二燃油的情況下,在2%的斜坡上後退。

波音、洛克希德、麥道都提出了C-X的設計方案,波音的設計構型是三發動機運輸機,洛克希德設計的外型則很類似C-141。

雖然洛克希德喬治亞州的工廠在製造運輸機上有比較豐富的經驗,不過在1981年8月28日,美國空軍宣布最後的決定時,雀屏中選的卻是麥道。同年9月,落榜的洛克希德公司提議重新生產44架的C-5,不但交機時間快,也比C-17便宜,這個想法獲得參議院武裝部隊委員會(Senatearmedservicescommittee)主席的支持。

1982年,美國空軍採購了50架重新生產的C-5B,和60架麥道的KC-10A加長型雙用途加油/運輸機,而長期性的運輸需求則由國會進行研究,以安撫國會議員,他們每一位都是運輸機的堅強擁護者——只要飛機是在他們的選區製造。為了安慰麥道,空軍也撥出部分款項以提前開始C-X的設計工作,並賦予編號為C-17。麥道在1983年為C-17取名為全球霸王(Globemaster),這個名字元合該公司一貫的命名方式,如C-54為Skymaster、C-118為Liftmaster、C-133為Cargomaster。

1984年C-17完成基本設計,貨艙加駕駛艙的全尺寸模型深獲空軍好評。1984年9月11日至20日,美國空軍由一位現役的運輸機裝載長,針對陸軍和海軍陸戰隊的使用需求,進行貨艙裝載測試。測試裝載的物品共有11種組合,典型的裝載物有:1、兩部裝甲人員運輸車、兩部五噸大卡車加二噸半拖車、三輛吉普車;2、三架AH-1S眼鏡蛇(Cobra)直升機、三架OH-58C奇奧瓦(Kiowa)直升機。

1985年12月,麥道獲得總金額34億美元的經費,C-17進入全尺寸發展(fullscaledevelopment)階段,以製造包括原型機在內的六架測試機。

1986年國會對運輸機的需求評估有了結論:美軍必需有每天運送3,568萬噸/公里的能力。而全美包括軍事空運司令部(MilitaryAirliftCommand)的戰略運輸機、後續增購的C-5B和KC-10A、空中國民警衛隊(AirNationalGuard)、空軍後備部隊(AirForceReserve)、民用後備空運部隊(CivilReserveAirFleet),只能運送2,486萬噸/公里,不足約30%的部分,要靠未來的C-17來補足。

雖然新型運輸機的需求已有了定論,但國會的政治干擾仍然陰魂不散,由於當時航空公司的營運欠佳,國會議員得協助它們處理老舊的波音747,而軍隊就成為最佳的資源回收中心。在里根主政的1981到1987年間,就打算讓第105軍事運輸機聯隊(MilitaryAirliftWing)和紐約空中國警隊,使用二手的747(軍方編號C-19),但747既無法在戰地降落,也無法運送大型物品,引起美國空軍的不滿,最後第105聯隊接收了C-5A,而C-17的設計工作則是緩慢持續進行中。

1988年4月,C-17的估計重量較設計目標重量增加了8.2%,因此無法滿足契約中的一項性能需求:由於重量增加,C-17的航程由契約中規定的9,098公里,降低到小於8,700公里。不過仍然滿足契約中,載運75.7噸的情況下,以833公里的巡航速度,不需空中加油直飛4,443公里航程的規定。

1988年8月,五角大廈奮力抵擋國會及部內反對C-17的批評聲浪,拒絕終止此型飛機的採購計畫,有效地擋回了想終結C-17的念頭。國防部仍然維持原來210架的預定採購數量,生產尖峰定在1993年,當年需生產29架,而C-17的初級戰備能力(InitialOperationalCapability)建立日期,也就是第一個飛行中隊12架飛機正式可執行任務的日期,也由1992年4月延後至1992年9月,又延至1993年5月,最後則是延到1995年1月。

幾經波折C-17原型機(編號T-1,87-0025)終於在1991年9月15日首飛。第一架生產型飛機也於1992年5月18日上天。隨著試飛結束,轉入批生產,麥道公司計畫每年至少生產12架C-17。

1993年2月5日,美國中軍宣布給C-17冠以“環球霸王III”的名字,這是因為在40年代未,道格拉斯公司生產了C-74(環球霸王I)與C-124(環球霸王II)。美國空運司令部前司令漢斯福特·詹森將軍在國會軍事委員會上說,如果1991年海灣戰爭時空軍已裝備了C-17的話,則可以提高20%~35%的運送裝備與士兵到戰場的速度。由此可見,雖然前蘇聯已經解體,柯林頓又銳意削減軍費,C-17計畫仍舊得以保存是有其理由的。1990年由於冷戰已結束,加上美國政府對解決財政赤字一籌莫展,美軍開始了削減計畫。國防部在當年4月宣布將C-17的預定採購數量,由210架銳減到120架,很諷刺的是,這項決定宣布後幾個禮拜,就發生了有史以來規模最大的沙漠盾牌(DesertShield)運輸任務,迫切需要戰略運輸的能量。1999年科索沃(Kosovo)戰爭後,鑒於美軍的空運能量確有不足,國防部在檢討報告裡建議國會能批准增加採購60架,使機隊總數達到180架。

1991年8月,美國空軍第一個C-17運輸機中隊,位於南加州查爾斯頓(Charleston)空軍基地的第437聯隊第17運輸中隊的飛行員開始接受C-17模擬機的飛行訓練。1992年初,第17中隊開始逐漸停止了C-141的飛行任務。1993年5月,第17中隊接收第一架C-17,為了練習以前C-141從沒飛過的急速降落,查爾斯頓空軍基地特別增建了一條寬27.4米、長1,067米、未鋪柏油的跑道。C-17的飛行性能讓飛行員們印象深刻:“上天空後,飛機的表現無懈可擊”。

使用國家

美國(199架)

加拿大(4架)

澳大利亞(4架)

英國(6架)

阿聯(已訂購6架,尚未交付使用)

卡達(2架)
北約(12個國家將共同出資購買和維護3架C-17運輸機,包括保加利亞、愛沙尼亞、匈牙利、立陶宛、荷蘭、挪威、波蘭、羅馬尼亞、斯洛維尼亞、美國、瑞典和芬蘭)

墜機事件

2010年7月29日電據外電報導,美國地方官員表示,一架軍方運輸機當地時間28日在阿拉斯加州一處軍事基地墜毀,4名機組人員遇難。據報導,阿拉斯加州國民警衛隊表示,當地時間周三,一架型號為C-17的軍用運輸機在阿拉斯加州最大城市安克雷奇的埃爾門多夫空軍基地(ElmendorfAFB)墜毀,而美國軍方拒絕對此事置評。
一名在當地時間28日晚6時30分用完晚餐的目擊者表示,他看到“一大團冒著濃密灰煙”的物體,這個物體隨後起火,被火球包圍。火焰騰空而起,升至750英尺的空中。

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