发布时间：2015-01-13  

原作者：魏楞杰  

搬运地址：空军之翼

飞行测试

　　C-17的飞行测试任务由5架飞机执行，分别是原型T1机、生产型P1~P4机，试飞的目的在验证飞机的飞行性能，摸清飞机的飞行包线（flight envelop）。1991年10月17日，T1机的线传飞行系统在第11次试飞时失效，由机械备份系统接手，为此飞控软件进行修改。

　　1992年1月17日，T1机完成了100飞行小时、35架次的飞行测试。测试过程中，C-17的最大飞行速度达到0.85马赫、最高飞行高度10700米、最低飞行高度1200米，最小空速每小时154公里。测试内容包括在进场时把一台发动机关闭，并在空中重新起动，模拟发动机失效进场及重飞，使用的燃油有JP-4和JP-8。

　　第一架生产型P1机于1992年5月19日首飞，由长堤直飞爱德华兹（Edward）空军基地，机体表面涂装是空军机动司令部的标准灰色。这架飞机的主要任务是飞行负载试验（flight load test），并验证C-17在未铺柏油跑道路面上的起降能力。1992年底，P1机装载重达41吨的M60主战坦克进行了首次重负载试飞。

　　1992年6月17日，C-17的货舱门及装卸甲板首次在飞行中缓缓开启及关闭，当时高度为3000米，空速每小时370公里，验证了C-17的空投能力。

　　第二架生产型P2机于1992年6月20日首飞，机内增加了许多T1和P1原先没有的航电装备。

　　第三架生产型P3机于1992年9月7日首飞，由于爱德华兹空军基地的跑道因为修理而暂时关闭，C-17首次降落在干涸河床上。1994年1月，P3经过8个多小时穿越北极圈的飞行后，抵达阿拉斯加（Alaska）的埃尔森（Eielson）空军基地，进行寒冷气候测试。

　　第四架生产型P4机于1992年12月9日首飞，几个礼拜后的1993年2月，P4机飞到德州沃斯堡（Fort Worth）进行长期装载试飞，之后的主要任务则是测试飞机在各种气候下的机体情况。

　　1993年5月，第17中队接收第一架C-17，为了练习以前C-141从没飞过的急速降落，查尔斯顿空军基地特别增建了一条宽27.4米、长10700米、未铺柏油的跑道。C-17的飞行性能让飞行员们印象深刻：“飞上天空后，飞机的表现无懈可击”。

　1995年末，C-17完成了全部试飞，总试飞时数超过4000飞行小时。爱德华兹空军基地第6150中队非常有效率地一步步开发了C-17的飞行能力。C-17发展阶段的进度每每有所耽误，相比之下，各阶段的试飞计划都能吻合原先规划的进度。

C-17概况

　　美国空军新一代C-17运输机的外观和传统运输机没什么两样：上单翼（high-wing）、四台翼吊发动机、T型尾翼（T-tail）。但飞机内部显示出这是一架全新设计的飞机：它有符合人体工学的驾驶舱、四部多功能数字显示器（multi-function digital display）、二具平显（HUD）（C-17是第一架安装平显的运输机）、任务计算机（mission computer）、综合式无线电管理系统，使飞行员的工作负荷维持在合理的范围内。并排的正、副飞行员座位后方还有二张座椅，提供长途飞行时轮换机组的座位。C-17使用飞行操纵杆（control stick）而不是传统的牛角型驾驶盘（yoke），由数字式四冗余飞控系统（quadruply redundant FBW control system）负责操纵29片控制面，另外还有机械式备份系统。

　　C-17的货舱为洞穴式设计，和一般的运输机没什么不同，采用了20世纪70年代在YC-15原型机上经过验证的输送台装/卸货系统，只需一位装载长（loadmaster）就能进行货物的装卸。前机身两侧有58个侧壁式（side-wall）常设乘客座椅，中央部分有48个可拆式座椅，共可搭载106名武装士兵。这些座椅必要时可以拆除改为安装12组医疗装备，每组有4副担架，进行紧急医疗支持。C-17的装/卸货舱门位于后机身，货舱装载空间长达20.73米，配有动力输送带，可装卸18个标准货柜。

　　C-17的货舱门开口比美军现役运输机都大，独具空投步兵战车（infantry fighting vehicle）的能力。在货舱门关闭时，舱门上还能承载重达18吨的货物，几乎是C-130全机的载货量，而一般运输机的舱门通常只能堆放较轻的货物。

　　C-17翼展长51.75米，后掠25度，采用超临界（supercritical）翼剖面，翼尖有小翼（winglet），小翼具有稳定气流作用，可以提高燃油效率。机翼上共有两片副翼、8片内翼扰流板、4片襟翼、8片缝翼（slat）。机翼重量约占全机结构重量的三分之一。

　　C-17安装四台普惠（Pratt & Whitney）的PW2040涡轮扇（turbofan）发动机，美军编号F117-PW-100。该发动机的前身是PW2037，由普惠公司在1979年12月开始研制，推力为17400千克，1983年12月通过美国联邦航空管理局（FAA）的认证，1984年12月开始装在波音757上使用。1988年普惠公司完成推力提升，将推力增加到18900千克，并赋予新型号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，每具挂架由数个铸铝螺桩（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）。由于挂架和发动机靠得很近，在强度及温度的考虑下，挂架主要采用钛合金材料制造。

　　C-17的后机身有两片配平式水平尾翼、4片升降舵、一片垂直尾翼、两片方向舵。尾翼为T字构型，垂尾后掠41度，顶部是可变安装角（variable incidence）平尾。垂尾内有个特殊的设计，内部有一个维修通道，可让维修人员爬到平尾上进行维修。

　　C-17和要取代的C-141相比有一个特别的不同之处：在必要的情况下，可以在未整修的路面上短场紧急降落，原型机试飞员曾表示C-17的落地就和战斗机一样。因此C-17的起落架必须格外坚固与耐震，主起落架除了传统的油气减震支柱外，还采用前后双支架结构，每个支架上安装三个主轮，落地时支架外侧的两个主轮先着地，等避震支柱受压后第三个主轮再落地。

　　C-17的主起落架相向旋转90度收进低风阻的起落架舱内，前起落架有二个机轮，具转向功能，起飞后收于机身内。

　　C-17发动机具有反向推力装置（thrust reverser），发动机罩是向后滑动（slides backward）双罩式，两罩间有一开口。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，所以在发动机运转时打开反推，卸货或其他地面工作时都不会受到影响。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度掉头，也能在2.25g加速的情况下，在倾斜度2%的斜坡上倒车。反向推力装置在飞机静止时也可以启动，不会出现发动机过热问题。

　　C-17运用了推进升力（propulsive lift）技术，也称吹气襟翼。发动机喷气直接吹向襟翼，通过襟翼的双缝流向襟翼上下方。根据YC-15的试飞结果，襟翼向下偏折时，发动机喷气会产生反作用升力（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。全展长前缘缝翼伸出时，可提供最大的升力及失速特性。

发展回顾

　　C-17的发展过程遭遇了许多波折，发展经费与单价过高、常遭受到国会议员的责难、制造组装线屡次发生问题、致原型机的出厂时间一延再延、试验机体主结构损伤，导致国防部在1993年一度要终结C-17计划，取而代之以C-141延寿和重开C-5生产线。在麦道原来的构想里，C-17只是个低风险的开发计划，飞机上所采用的新科技，如数字式飞控系统、平显、吹气襟翼、翼尖小翼...等，都是已经过其它飞机验证的成熟技术，麦道需要做的只是将这些技术整合到同一架飞机上而已，而麦道显然低估了系统整合所需的能力。

　　C-17的发展可说是先天不良、后天失调。麦道在1981年获得发展合同时，由于之前YC-15的发展和试飞经验，已具备了进入全尺寸发展的能力。但当时国会对这种新飞机的高价和性能颇有争议，又批准空军采购C-5B和KC-10A，因此麦道在1981年至1985年间，平均每年只能得到大约3000万美元的经费，只够进行低程度的发展工作，如风洞吹试（wind tunnel test）和全尺寸模型制造。

　　1985年底，麦道终于得到全尺寸发展的经费，但由于耽搁了4年之久，许多事情都已是人事全非，为后续工作增加了许多困难。例如许多有经验的工程师、管理人员、技术员在这四年中陆续流失，转移到其它公司任职。1985年底突然批准的C-17发展计划和公司的民航机发展挤在同一个时期，麦道很难招募到足够多的高水平技术员。4年中，一些新的需求陆续加到飞机上，如数字式飞控系统、卫星通讯能力，增加了飞机制造成本。

　　1987年春，麦道公司开始制造第1副C-17机翼的同时，在没有任何预先通知的情况下突然在全公司推行全面品管（Total Quality Management），进行组织重整改造、管理阶层重新改组。但结果是在开始的最初6个月期间，全公司一团混乱，许多管理人员在各个职位间一再游走，管理出现空窗期。

　　当时麦道手上共有C-17、MD-11、MD-90、T-45四项计划同时进行，且都在关键时期，公司的新员工数量也在此时达到最高峰，有限的人力资源被四个计划瓜分的结果对C-17当然会有不利的影响。例如C-17计划所需要的近900名技术员中大约有91%未达到航空工业所要求的技术水平。在C-17最初两架原型机所耗费的工时中，大约有40%是用在修理、重新施工、非标准工作上，使这6架飞机的制造成本增加了4%。

　　另外，美国空军的C-17计划管理也非常没有效率，管理重点只放在划分花费细项，并和预计经费做比较上，没有全盘掌控整个计划的能力。导致计划的进行被管理专家讥为是“舍本逐末”、“见树不见林”（lost sight of the big picture）。由于C-17的计划管理不善，制造成本逐年增加，国会又指控计划办公室在1990年底提前向麦道公司支付5亿美元，而且不适当地挪移经费项目，导致国防部在1993年以“不清楚本身的职责、缺乏判断的能力、未能预见计划将有重大困难”等理由，惩处了美国空军武器采购办公室C-17计划管理高层人员，计划主持人被勒令提前退休，计划行政官、经费管理室副主任、合同室副主任分别被记过处分。

　　由于C-17计划进行地一无是处，国防部在1993年发给麦道公司一封措词强硬的信函，信中表示：“麦道必需立即采取积极的行动以满足合同的规定。如果麦道不能大力整顿管理，并赶上合同中关于进度、规范、试验需求方面的规定，C-17计划将会被终止。”幸好美国空军和麦道保证未来在执行计划时，一定能确实管理进度、经费、技术问题，C-17计划才免除了被腰斩的命运。

优越性能

　　1995年7月，C-17完成了一项重要的里程碑，通过了美国空军的可靠度、维修度、妥善率评估（Reliability，Maintainability and Availability evaluation）。在为期1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，以评估飞机、机组、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的载重量是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只有2%，100架次中只有2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。

　　C-17的实战表现也同样让人激赏。联合国于1995年波斯尼亚（Bosnia）和1998年科索沃的维持和平行动中，C-17都是联军空运主力。在波斯尼亚的空运行动里，12架C-17和10架C-141的任务次数相近，分别为395次和370次，但C-17的总运货量却是C-141的2倍多，载运人数也多出35%。在1999年的巴尔干半岛（Balkans）行动中，C-17也担负了过半的57%飞行任务，飞行次数达到C-141的8倍，C-5的4倍，但C-17的出勤准点率（mission on-time rate）却高达83%，而同时参战的C-141、C-5却分别只有60%和36%。

结语

　　美国总统克林顿（Clinton）在波斯尼亚战争时，赞誉C-17是“全世界最好的军用运输机。美国有远程运输机，有大型运输机，也有能在最恶劣天候下在崎岖跑道上降落的运输机，但C-17是唯一兼备这些能力的运输机。”鉴于C-17的卓越表现，这些话实非过誉，“全球霸王”的名号的确当之无愧。

（本文完结）                                                                                                                             

（上期回顾）