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C-5运输机 发布于:

C-5运输机(英文:C-5,代号:Galaxy,译文:银河,通称:洛克希德C-5“银河”),是美国洛克希德(Lockheed)公司生产的大型战略军用运输机,也是美国空军现役最大的战略运输机。

C-5运输机能够在全球范围内运载超大规格的货物并在相对较短的距离里起飞和降落。地面工作人员可以同时在C-5的前后舱门进行装载和卸载。

C-5和C-17是美国空中机动司令部的战略运输理念中的搭档。凭借其强大的运载能力,它能够在全球范围内运载超大规格的货物并在相对较短的距离里起飞和降落,为AMC提供空中运输,它们可以随时满载全副武装的战斗部队(包括主战坦克)到达全球的任何地方,为战斗中的部队提供野外支援。

20世纪60年代,美国“全球战略”确立,加强“灵活性反应能力”和“战略空中机动”的需求非常紧迫。1960年初,美国空军提出“特种作战要求”(SOR-214),按照这种作战要求,美国空军需要一种可以在野战跑道上正常起降的、载重量在50吨到100吨左右的可进行洲际飞行的战略运输机。但美国空军已有的C-133与C-124运输机虽然还能够满足陆军的需求,可是已经接近寿命周期的尾声,服役中的C-141运输机无法有效地胜任运输的任务。由于货舱宽度与设计的因素,C-141无法携带7%空降师、22%步兵师或者是32%装甲师的装备,这种差距只会随着陆军采用更多重型装备而加剧。 预估到1980年代,超过1/3的轻步兵师、超过一半的机械化与装甲师总重量的装备的大小超过C-141机舱容许宽度。此外,自1960年开始美国的战略重心自纯粹核战争转移到包含有限度的传统战争,也加大了对战略运输的需求。

需求方案

1961年10月军事空运勤务司令部(Military Air Transport Service, MATS)提出取代C-133运输机的需求,由空军规划CX-4的设计案,但是1962年8月陆军副参谋长对空军参谋长表示这个设计方案并未与C-141的运输能力有很大的差距,陆军方面希望最大载重量为82.5吨,机舱宽度至少4.5米,能够执行空投任务和起降于较为简单的机场。根据这项提案,空军将起飞跑道长度要求放宽到2,424米,但是降落缩短为1,212米。

1962年10月底,负责研发的空军系统司令部(Air Force System Command,AFSC)根据他们的研究和预测推出CX-X计划,这项计划将会采用较多的新科技,但是服役时间将会延后,反而与陆军的期望有所冲突。此时陆军期望的设计包含载重57.5吨下有9,000公里的航程,最低巡航速度720公里/时,5.3米宽的货舱,能够以并排的方式容纳两个运输平台,并且可以从机身前后同时上下货物。1964年这项计划正式改名为C-5A。

1964年3月美国空军正式发出的设计需求为:使用4具推力20吨的涡轮风扇发动机;巡航速度不低于0.77马赫;货舱宽度5.3米,前后直通,并且能够执行空投任务;能够携带50吨货物飞行9900公里,或者是100吨4860公里;最大起飞重量下的最长起飞距离为2424米,无货物下为1212米。

空军预计1968年7月进行第一次飞行,1969年12月达到初始操作能力(Initial Operational Capability,IOC)。

研发设计

1964年4月27日,美国军方开始就重型运输机提案(Heavy Logistics System,即CX-HLS)确定机身和推进系统承包商,在该方案中确定使用4台发动机。1964年5月18日,波音公司、道格拉斯公司、通用动力公司、洛克希德-乔治亚公司和马丁·玛丽埃塔公司参与机身的竞标,通用电气公司、柯蒂斯-赖特公司和普雷特·惠特尼公司参与发动机的竞标。1965年底,波音、道格拉斯与洛克希德公司提交了各自的设计方案,通用电气公司(GE)与普雷特·惠特尼(PW)两家公司也提交了各自的高涵道比涡轮发动机设计方案。空军表示将会从这三家机体设计当中选出他们最满意的一款,进行原型机的生产和测试,最终的订购量在200架左右。

1965年8月,军方选中通用电气公司的发动机设计方案。1965年9月30日,空军选中洛克希德GL-500-13-7设计方案,即C-5A。

试飞交付

1968年6月30日,C-5运输机在乔治亚州多宾斯空军基地首次试飞。它很快在各种试飞和评估中展示出强大飞行运输能力。1969年6月,1架C-5运输机以300吨重量降落,创下20世纪70年代的纪录,降落后滑行距离不过450多米。 在一次试飞中,它以380吨重量起飞,成为有史以来起飞最重的飞机。C-5运输机很快证明能够以0.8马赫的速度在一万米的高度飞行,后来又上升至一万两千米高度。C-5运输机成为最重的空中受油机,可从1架KC-135加油机接受了50吨油料。它还具有装载154吨油料,100吨模拟货物的能力,降落后的滑行仅为360米。

1969年12月,美空军第1架C-5运输机正式装备部队。1970年6月,洛克希德公司向美国南卡罗来纳州查尔斯顿空军基地(Charleston Air Force Base)的第437空运联队(437th Airlift Wing)交付了第一架银河号。1970年9月,第1个C-5运输机中队在南卡罗来纳州查尔斯顿空军基地具备初始作战能力。 从1970年开始,美国军事空运司令部两次共订购120架,后来削减为81架,于1973年5月全部交付完毕。其改型C-5B于1985年9月首飞,1986 年1月开始装备美空军,至1987年底交付25架,1989年4月全部50架C-5B交付完毕。

C-5运输机采用了悬臂上单翼,主要采用由多梁和机加挤压蒙皮壁板组成的破损安全盒形结构。后来C-5A机翼大梁出现裂纹,所以C-5B采用新的7175-T73511高强度耐腐蚀铝合金。20%翼展处翼型为NACA0012(修形),43.7%和70%处则为NACA0011(修形)。1/4弦线后掠角25°,下反角5°30′,翼根安装角3°30′。翼尖平直机翼后沿各有6块条状突出物,似加固梁。

机翼设计上还使用了静平衡铝合金副翼和经过改进的富勒式铝合金后缘襟翼。襟翼前面有简单铰接的铝合金扰流片,无配平调整片。机翼前缘内段为密封襟翼,外段为有缝襟翼。副翼和后缘襟翼由液压伺服作动器驱动。富勒后缘襟翼和前缘缝翼由球形螺旋制动器和扭矩管驱动。尾翼采用悬臂全金属的T型结构,由整块金属蒙皮壁板组成单室盒形构件。平尾稍有下反角,安装于垂尾顶部,其前方有两头尖的细长小仪器舱。水平安定面的安装角由液压螺旋作动器驱动。方向舵和升降舵由液压伺服作动器驱动。升降舵共分4段,方向舵分为两段。无调整片。

机身是由蒙皮、长桁和隔框组成的半硬壳破损安全结构,截面呈“8”字形。货舱为头尾直通型,其地板高度与运货卡车斗高度相适应。既可空投货物,也可空降伞兵。地面静态机尾上翘角10°,采用的高强度铝合金包括7049-T73,7050-T736,7050-T73,7475等。

采用液压收放五支柱起落架。前起落架靠液压传动的滚珠丝杠向后收起,主起落架由液压操纵转动90°后向内侧收起。前、主起落架支柱都有双腔油-气减震器。起落架共有28个轮胎:前起落架有4个轮胎,4个主起落架每一侧两个并列在机身底部,每个主起落架有6个轮胎,两两排列呈三角形,主起落架后面脚轮转动可以协助飞机地面转弯。轮胎尺寸为直径49厘米,厚度17到20厘米,前轮胎压9.45×105帕(9.64千克/平方厘米),主轮胎压7.65×105帕(7.80千克/平方厘米),同时还加装了防滑装置。

C-5运输机采用4台通用电气公司(GE)的TF39-GE-1C非加力涡扇发动机,单台最大推力为191.2千牛,每台发动机重3555千克,发动机推重比为5.5。C-5的发动机体积大得惊人,空气进气口直径超过2.6米。每台发动机长度约8.2米。该发动机还可以提供逆推力,增加飞机在空中的降落率,减少在地面的滑行距离。每台发动机的发电机可以独立提供飞机所需电力,四台发电机的发电可供应5万人口城市的用电需要。1985年9月10日首飞的C-5B采用推力更大的发动机,载荷能力增加。

整个机翼前、后梁之间共有12个整体油箱,总燃油容积194,370升,重达166吨。这些油料可装满6个标准火车油罐车或2架KC-135加油机。满载油料重量为150,820千克。无需空中加油,一架装载122,000千克的C-5可以飞行4,000公里,卸载后,还能飞往离第一个目的地900公里的基地。

C-5装有美军标准通信和导航设备,本迪克斯公司的彩色显示气象雷达,3台德尔科公司的惯性导航设备,以及特种设备包括最新多功能电子探测及其分析和记录子系统,它可同时扫描和分析800多个测试点,以及飞行中故障分析、检修和记录系统。

2002年,C-5B运输机升级电子设备,装备新的数字式自动飞行控制系统、新的液晶平板显示器以及新的导航/通信系统,还安装交通告警与防撞系统以及地形感知与预警系统。同年11月,洛克希德·马丁航空公司完成了为所有美国空军机队的C-5安装了交通防撞和告警系统(TCAS)的工作。安装TCAS是C-5航空电子现代化改进计划的一个组成部分。TCAS能识别邻近的飞机,并向驾驶员显示避免碰撞的方案,从而大大降低了发生空中交通事故的可能性。

C-5的驾驶舱内有正、副驾驶员、随机工程师、领航员和货物装卸员座椅,驾驶舱下面的舱门可向上打开,能从前后货舱门同时装卸货物。

货舱长36米、高4米、宽6米,为头尾直通型,其地板高度与运货卡车斗高度相适应,飞机上有货物空投和伞兵空降设备,既可空投货物,也可空降伞兵。机舱分上下两层,上层舱前都有可供15名人员休息的舱门,其后部可运载75名士兵。下层主货舱可运载270名士兵。尾部货桥两侧机身壁板可向外打开,以加大地面装卸货物时尾舱口尺寸。机身前左侧下部有一机务人员舱门,机身尾部左右两侧下部各有一客舱门。驾驶舱和全部货舱、客舱均为空调和增压。

运货时有如下主要方案:2辆M1型坦克,16辆3吨卡车;6架AH-64“阿帕奇”武装直升机,10枚“潘兴”中程地对地导弹及其发射车辆,36个标准集装货板。

美空军在C-5运输机上采用的革新技术使其具备新的战略空运能力。C-5是第一种安装空中受油管的运输机,能在世界各地不着陆飞行。由于具备空中受油能力,它的航程只是受限于机组人员的忍耐力。它的先进起落装置可使其在世界各地机场包括条件简陋的机场起降。

C-5具有很高的运输灵活性,轮式和履带式车辆能够以自己的动力驶入和驶出货舱,从而使笨重的装备的装卸快速、便捷。为了装卸各型军事货物,C-5运输机的机头罩和后舱门都可以打开,全面显露出货舱。货舱两端都安装综合滚装坡道,便于装卸两排轮式或履带车辆。每端全宽度供行驶的坡道可同时装载两排车辆。

C-5运输机安装了“跪式”系统,可以升高或降低飞机地板(以及货舱地板和坡道角度),从而满足货物装载要求。跪式起落架系统可使C-5运输机从离地3米的高度降至1米左右,使得货舱地板与车辆高度相当,减小轮式和履带式车辆的装卸的难度。

货舱地板都安装滚轮系统,便于快速装卸货盘。货盘滚轮、导轨和刹车是它的整体地板一部分,不使用时,可以折迭起来,使地板保持水平状态。C-5的地板轴承的压力与整个地板压力一致,因此不需要使用车辙桥或经过特殊处理。C-5还能进行空投,其后舱门用于空投车辆和设备。机身两侧的门用于投送伞兵。

C-5运输机几乎可以装载美军的全部战斗装备,包括主战坦克、直升机和陆军74吨重移动剪式桥梁,从美国到达全球任何一个战场。

C-5A/B运输机性能数据

C-5M

乘员

5人

长度

75.54米

翼展

67.88米

高度

19.85米

机翼面积

576.0平方米

后掠角

25度(1/4弦线处)

前上舱长度

11.99米

后上舱长度

18.20米

货舱尺寸

36.91米×5.79米×4.09米

容积

985.29立方米

空重

169吨

172吨

最大起飞重量

379吨

418吨

动力系统

4台TF39非加力涡扇发动机

GE CF6-80C2涡扇发动机

最大推力

4×191.2千牛

4x22,942千克 (51000磅力 225千牛)

载重量

118吨

129,274公斤

载油量

150吨(19.3万升)

最大飞行速度

919千米/小时

实用升限

10895米

最大载重航程

5526千米(5%余油)

9165千米

千米爬升率

8.75米/秒

翼载荷

658千克/平方米

推重比

0.2

起飞滑跑距离

2530米

着陆滑跑距离

725米

性能数据参考资料

C-5A:C-5A是最早的C-5,1969年到1973年,81架C-5A交货予美国空军。20世纪70年代中发现许多机翼有裂纹,载重量受限。为了恢复机身性能机翼全面重新设计,77架C-5A在更新专案中换装机翼,从1981年到1987年才换装完毕。

C-5B:C-5B是C-5A改良版,包含所有C-5A的机翼更新和TF-39-GE-1C涡轮引擎的升级,还有航电升级,1986年到1989共有50架交货予美国空军。

C-5C:C-5C是为了大型货物运输的临时修改版,两架C-5(编号68-0213和68-0216)改大货舱,移除所有运兵用的小客舱以适应大型货栈板,NASA也用于运送人造卫星。其他还有些小修改,包含第二个电力插座以供电给需要电的货物(例如冷冻食物舱),两架C-5C,一架是NASA一架是AFB CA所用,2007年1月68-0216号机完成航电升级。

C-5M超级银河:C-5两阶段现代化升级项目的成果,该项目包括航电现代化升级项目和仍在进行的可靠性增强和引擎更换项目。C-5航电升级计划(AMP)开始于1998年,包含更换新型发动机(4具通用电气GE CF6-80C2涡扇发动机,每台推力22,942千克,使之载重增至129,274公斤,提升飞机蒙皮,机体结构,起落架,辅助动力,客货仓加压升级到支援全球空中交通管理系统的规格,改良通讯,新型液晶显示器,导航与自动安全装置,新型自动驾驶系统,第一架C-5升级机于2002年12月21日试飞。2014年2月C-5M超级银河达到初始作战能力(IOC)。2018年4月18日,最后一架C-5M“超级银河”战略运输机离开洛·马公司位于乔治亚州的玛丽埃塔工厂(美国空军第6工厂),向位于加州的特拉维斯空军基地(Travis AFB)交付。至此,美国空军要求改装的52架C-5M“超级银河”已全部交付完毕。

1970年开始交付后,C-5驻扎在俄克拉荷马阿尔特斯空军基地(Altus Air Force Base)、特拉华州多佛空军基地(Dover Air Force Base)以及加利福尼亚州特拉维斯空军基地(Travis Air Force Base)。1985年,AMC将一些C-5转移至空军储备组成单位,开始是得克萨斯州凯利空军基地(Kelly Air Force Base),随后是纽约州斯图尔特国民警卫队空军基地(Stewart Air National Guard Base)和马萨诸塞州韦斯托弗空军储备基地(Westover Air Reserve Base)。

1989年3月,最后的50架C-5B飞机加入了美国空军运输机队原有的76架C-5A编队。C-5B包括了所有的C-5A的改进之处,也包括了超过100处额外的系统改进以改善飞机的可靠性和可维修性。所有的50架C-5B都加入到了现役部队。

1970年11月后,美空军开始在模拟条件下使用C-5运输机开展空投试验。1971年春天,1架C-5运输机首次完成20吨货物空投任务。此后不久,1架C-5运输机在610米高度以240千米/小时速度飞行时空投了73名伞兵。另一个重要进展是1架C-5以单架次飞行依次空投4个20吨货盘。在20世纪80年代,只有C-5运输机能够以这种方式空投80吨的货物。空投试验于1971年8月完成,试验证明C-5是一个强大的货物和伞兵空投平台。

1972年5月11日,C-5取得新成就,当时1架C-5运输机从冲绳嘉手纳空军基地起飞,未经空中加油,开展不着陆飞行12,905千米,最后降落在南卡罗来纳州的查尔斯顿空军基地。此次飞行创下了C-5运输机不着陆飞行距离新记录,总飞行时间为16小时5分钟,地速为848千米/小时。

一项1997年的研究表明使用将近25年后的C-5机身仍然有80%寿命,因此AMC开始了一项使C-5现代化的大胆计划。这项C-5电子设备改进计划始于1998年,包括升级电子设备以适应全球空中交通管理系统(Global Air Traffic Management)(GATM)、改进导航及安全设备和安装新的驾驶仪系统。计划的另一部分是全面更换引擎和改进可靠性,包括新的引擎、吊挂、辅助动力单元、升级飞机外形和框架、起降装置和增压系统。这项现代化的计划将重建飞机的可靠性和可维护性、维持结构和系统的完整性、减少费用和增加操作性,以适应21世纪的需求预计用到2040年。不同于它的俄罗斯对手──军民两用的安-124,C-5仅用于军事部门。

1972年春天,C-5首次接受战火洗礼,当时,北越利用美军撤出战区的机会入侵南方。C-5运输机运送大量的货物飞至东南亚战区。有一次,C-5运输机在9天里运送了3,000名南越军人和1,600吨货物。C-5运输机还紧急空运坦克和直升机至南越岘港的机场。C-5运输机在10次飞行共运送825吨货物,并且采取了发动机不停车方式加快货物的卸载。

海湾战争爆发前70天内,美国空军共动用了280架C-5和C-141运输机,日平均飞行空运300架次,总空运量达19.15亿吨,占美国空军实施的14.5万飞行小时的作战支援空运任务的85%,是由C-5和C-141运输机完成的。“沙瀑风暴”行动中,美国军事空运司令部调用了93%的C-5银河运输机,与C-141一起运送了32万吨货物和16万多人。在完成的总空运任务中C-5占25%,其中兵员运送任务占17.8%,货运任务占43.7% 。但该飞机服役已有20年以上,平均飞行时间已达设计标准的70%,加之连续地运转,大负荷运行,有相当数量的飞机在飞行一段时间后便不能继续运转,不得不轮流停飞进行维修保养。

科索沃战争中,C-5也担负了部分人员和物资的运送任务。

2004年1月8日,一架美国空军C-5运输机在巴格达国际机场起飞后,被伊拉克武装分子发射的便携式地空导弹击中右机翼外侧发动机,第四台发动机受到破坏, 这架飞机随即紧急返回巴格达机场着陆。飞机上63人安然无恙。可见便携式地空导弹较小的战斗部,对运输机的毁伤能力确实不足。

1988年12月,4架C-5运输机为前苏联共和国亚美尼亚运送了442.5吨抗震救灾物资。

1989年3月,C-5运输机协助阿拉斯加清理漏油,向阿拉斯加埃尔门多夫空军基地运送了1,000吨设备。

1989年10月,C-5运输机为应对雨果飓风,向波多黎各和维尔京群岛空运1,000吨救援物资。

1989年12月,美军发动代号“正义事业”行动,推翻巴拿马独裁者诺瑞加,C-5运送大量物资支持该行动。

参考资料来源

1975年4月4日,越战期间,美军一架C-5运输机前往越南转移受灾孤儿。这架飞机在高空中因货舱门U型锁松脱导致舱门脱落,舱内失压。最后在降落过程中在麦田中解体,飞机上有150人遇难,不过另有175人生还。

2006年4月3日早上, 美国军方一架载有17人的C-5运输机在美东部特拉华州多佛空军基地附近坠毁,至少已有10人被送到附近的医院接受治疗。这架飞机在起飞过程中发生了机械故障,在试图返回机场时突然坠毁。


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