壯志凌雲【空軍資訊】 力小也能磚飛！波音在運輸機上採用新技術，差點取代C-130！飛機完成設計，軍方卻不要了！讓波音白忙活的YC-14

當洛克希德的C-130大力神 首次飛上藍天的時候 恐怕誰也想不到 這傢伙一服役就是70年 只不過 顯有人知的是 在大力神服役的十幾年後 美國空軍就啓動了一項 大力神後繼機器化 試圖用噴氣式運輸機 來取代這款螺旋槳戰機 大家好 我是機艙們老亨特 今天咱們來聊一聊 美國這款消失在歷史長河中的 運輸機YC-14 在上世紀70年代初 美國空軍開始積極探索 短距起降戰術軍用運輸機 計劃開發一款新運輸機 替代50年代開始服役的 洛克希德C-130 空軍在1972年提出了設計標準 希望新款運輸機 在有效載荷12噸的情況下 起飛滑跑距離達到600米左右 這個標準在當時是比較嚴格的 畢竟那個時代的C-130 還需要大約1200米的距離 才能承載此負載 新運輸機想要在更重的情況下 做到更短的起飛距離 必須要做出技術上的突破 參賽的選手 啊不 是參與競標的選手有很多 最終只有波音和麥道兩家入選 美軍之所以提出這個要求 主要還是希望能夠擁有 更強的野戰起降運輸機 衆所周知 前線的野戰機場 一般環境都比較簡陋 跑道長度又短又窄 而且道路也不平整 遍佈沙石或者雜物 都是很常見的事情 想要在這種條件下短距離起降 波音公司的設計師們 首先要提升的 就是飛機的升力係數 以及各種反推力裝置 來達到縮短起降距離的目的 但傳統的前沿翼 開縫式精翼等氣動力增生技術 提升飛機升力係數能力有限 根本不可能滿足美軍的設計指標 在這種情況下 參與競標的波音公司 只能選擇另闢蹊徑 最初波音高層一度鍾情於 內吹精翼增生技術 這種技術說白了 就是從發動機壓氣機引出氣體 經過機翼上的管道 在精翼後緣噴出形成氣幕 保持其上下表面的壓差 起到增加機翼有效面積的作用 進而大幅提高飛機的空氣動力升力 波音在之前的707項目中 就曾用過類似的技術 有着一定的技術儲備 只不過該技術曾是洛克希德 C-5運輸機項目的手下敗將 因此波音這次的舉動 多少有點碰運氣的感覺 誰知還真被他碰對了 美國空軍自從上次拒絕了波音之後 一直都對這種技術很感興趣 也給了波音繼續研發下去的自信 但很快 波音的這種自信就被NASA打破 原來NASA工程師曾在50年代 進行過一種外吹精翼實驗 他們發現 這種技術相較於波音的內吹精翼而言 不僅結構簡單 而且還有相當大的技術延展性 畢竟此前使用內吹精翼技術的霍頓 H126還諸域在前 那沉重複雜的機翼 爲該技術蒙上了一層陰影 很快波音就改換研發目標 開始研發外吹精翼中的 上表面吹氣精翼技術 該技術實際上是平流體吸附效應的 一種高效率應用 大推力發動機的排氣 在吹上機翼上表面的時候 機翼後緣精翼偏轉 就能夠使得氣流流動偏轉 出現邊界吸附效應 從而達到動力增生的效果 在這裏老亨特給大家小小解釋一下 什麼是邊界吸附效應 用一個較爲直觀的表現手段 就是用湯勺去觸碰流水就會發現 水會隨着湯勺的下側向下流淌 而不是按照重力方向直直地朝下 實際上這種吸附效應 也是大部分飛機機翼的運行原理 機翼通過改變氣流的方向產生升力 機翼和空氣之間的反作用力越大 升力就越大 雖然該效應在1910年代就被應用了 但到波音研發運輸機的時候 該技術還是不算成熟 因此波音在此次競標項目中 採用該技術是冒着很大風險的 幸運的是 在波音的大量經費和人力工事下 只用了6個月時間 就基本掌握了這項技術實用化的關鍵 在後續的實驗當中 波音在一架YC-123D試驗機上 驗證了該技術 成功將它的起飛滑跑距離 從366米降低到230米 因此波音決定 將其應用在參選的YC-14運輸機上 但除了這個技術作爲賣點之外 波音還考慮到美軍對野戰機場起降的需求 決定在下一代運輸機設計上 採用噴氣動力 這有兩個好處 一是噴氣運輸機要比螺旋槳運輸機 更加適應邊界吸附效應 另一方面 噴氣動力也能夠實現 比螺旋槳更高的推進效率 因此波音項目團隊 選擇了當時世界上推力最大 技術含量最高的渦扇發動機 CF6-50D 每臺推力爲230KN 發動機產生的氣流 全部從機翼上表面經過 配合專門設計的大角度 可使一部分氣流 沿翼面偏轉向下 產生強大的推力 最終極大縮短飛機起飛滑跑距離 而其搭載平臺YZ-14 是一架空重約53400KG的戰術運輸機 最大起飛重量約12噸 機長40.14米 翼展39.32米 高14.74米 它是一款採用了 懸臂式上單翼佈局的全金屬 半硬殼結構大型雙閥飛機 佈局爲常規的平直翼T型尾 前三點是起落架 雖然這種佈局並不新鮮 但這種中規中矩 對一架軍用運輸機而言 卻是十分合理的 畢竟隨着運輸機 噸位體積的不斷飆升 中低翼設計的缺點越來越突出 增大的螺旋槳 或者是翼下懸掛的 噴氣發動機短艙 使得機翼離地的距離必須增大 但如此以來 爲增加沉重機身的離地距離 所付出的代價也就隨之增大了 不但對機身起落架的強度要求更高 而且裝卸貨物也很麻煩 這個時候 這種上單翼佈局 便凸顯出其優秀之處 既可留出足夠離地距離 給異調式噴氣式發動機 又使得機身能貼近地面 方便裝貨 至於另一邊的競爭對手 麥道公司 也推出了自己的產品 YC-15 雖然這款運輸機的外形 並不如波音有衝擊力 但麥道還是爲其準備了新技術 也就是超臨界技藝 與更傳統的異形相比 這種機翼設計 可降低跨音速波阻力30% 同時提供出色的低速聲力 大多數當代飛機 都使用後掠翼來降低波浪阻力 但這導致低速操控性較差 從而使它們不適合短距起降操作 同時 麥道設計團隊和波音一樣 也爲運輸機 使用了外部吹氣精翼來增加聲力 該系統使用雙槽精翼 將部分噴氣廢氣向下引導 而其餘廢氣則通過精翼 然後由於抗打效應而言 向下的曲線流動 和波音Y4不同的是 麥道的YC-15是一款快速拼裝產品 它使用的4臺發動機 是波音727和道格拉斯DC-9上的 惠普GT-8D-17 前起落架來自道格拉斯DC-8 機頭部分和駕駛艙 則源自道格拉斯DC-10 從其他飛機借用的零件 包括 去自A-10的通用空中加油裝置 C-141的防翻倒穩定器支柱 該機的貨艙最多可以容納150名士兵 它的首次飛行於1975年8月26號進行 第二架原型機於12月進行 它們在麥道公司內部 先進行了一段時間的測試 這是因爲波音公司的產品 直到近一年後才準備就緒 1976年11月 波音和麥道的產品 都被轉移到愛德華空軍基地進行測試 其中 YC-15在大多數條件下均符合規格 就其尺寸而言 這是一架非常好的短距起降飛機 在進行短距離起降的時候 其着陸目標點 還比跑到末端多出了91米 雖然由於反推力裝置啓動緩慢 該飛機無法在高溫高空條件下 持續維持所需的高度 但總的來說 其性能已經達到了美軍的要求 至於另一邊的波音 雖然最早的試飛 是在1976年8月9號試飛 進度比麥道要晚 但相較於麥道的YC-15 波音的運輸機顯得更加精雕細琢 設計師除了爲運輸機 裝備了先進的多普勒自動導航系統 及地圖顯示裝置之外 還爲YC-14設計了 先進的三人體制駕駛艙 即只保留飛行員副駕駛 和隨機工程師席位 撤銷了傳統的導航員席位 同時YC-14繼承了波音飛機 一貫重視人機功效的設計傳統 其空調系統可保證飛機在1萬米高空 艙內環境舒適 而且由於空調的功率足夠大 當運送一腐爛貨物時 甚至可以用該系統冷凍主貨艙 另外作爲一架會被部署到前線的運輸機 該機的起落架設計也十分的巧妙且堅固 它的雙輪前起落架 可以進行轉彎操縱 主起落架則爲串聯雙輪 在起飛後可以被收入機身左右兩側的艙室內 這個設計使得起落架 不會佔據寶貴的主機身空間 更加方便貨艙的設計 而它的另一個好處就是 起落架的左右主輪輪距較寬 即便是在不平坦的土路上 也能保持良好的穩定性 不過這種凸起的起落架設計 也會增大飛行阻力 但就總體而來 YC-14的起落架設計還是利大於弊 因此後來各種運輸機都沿襲了這種設計 只不過讓人意外的是 波音精心推出的YC-14 居然在試飛中爆出了一個又一個的問題 例如美軍在進行風洞測試的時候發現 該機在進行地面高度飛行的時候 由於地效作用會導致發動機 吹在機翼上的氣流發生紊亂 導致原本吸附在機翼上的氣流分離 這會嚴重影響吹氣增生技術的效果 因此後來的波音工程師只能在機翼表面 增加很多擾流片來解決 當機翼角度小於30%的時候 這些擾流片會自動收起 在解決完這個問題之後 波音本以爲萬事大吉 準備迎接勝利到來 但很快美軍又發現 YC-14的尾翼也有點問題 位置同樣會影響上表面吹氣增生效果 爲此波音工程師又不得不將其垂尾 向前移動設計 也正是因爲這兩個問題的出現 導致波音的YC-14飛機的進度被延誤 但波音仍然堅信自己家的設計是最好的 美軍在兩架飛機的試飛中也認爲 YC-14的性能要比競爭對手更優秀 而且YC-15的設計也更趨於保守 在試飛中 YC-14還展示了攜帶M60巴頓主戰坦克的能力 而YC-15則沒有展示這一點 這一切都讓波音以爲勝券在握 但誰知 作爲甲方的美國空軍卻突然改變了主意 1976年3月 空軍參謀長戴維·瓊斯要求空軍系統司令部 考慮是否可以使用單一型號的飛機 來執行戰略和戰術空運任務 或者是否可以在AMST項目的基礎上 衍生出一款戰略運輸機 這個要求無疑是十分困難的 意味着無論是波音還是麥道 都需要對其設計進行重大改變 甚至是推倒重來 最終在美軍要求的改變下 導致該競標項目流產 洛克希德的C-130 繼續扛起美軍戰術運輸機大梁 至於美軍則轉而推出了新的C-X計劃 該計劃最終選擇了擴大和升級麥道 YC-15的提案 也就是後來的C-17運輸機 而波音的YC-14則再也沒了後續 好了 本期視頻到這裏也就結束了 沒訂閱本頻道的記得訂閱一下 在這裏老亨特先行謝過 你的支持是老亨特做視頻最大的動力 最後再祝願屏幕對面的你身體健康 咱們下期再見