C-5 “银河” Galaxy 大型运输机
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C-5“银河”(Galaxy)是美国洛克希德·马丁公司研制的亚音速远程军用运输机。1963年开始研制,1968年6月原型机首飞,1970年开始装备。

C-5是美军载重量最大的军用运输机,能够将美陆空军和海军陆战队各种重型武器装备运送到全球各地,例如M1A2主战坦克和MH-53直升机等。在海湾战争等多次局部战争中,C-5在战略兵力投送上发挥了重要作用。

C-5的研制背景为美国“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,各大飞机制造公司开始设计,参加投标的公司有洛克希德、波音和道格拉斯等。1965年9月,空军选中洛克希德GL-500-13-7设计方案,即C-5A。
 

C-5的基本设计采用了悬臂式上单翼,由破损安全盒形结构由多梁和机加挤压蒙皮壁板组成。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′。静平衡铝合金副翼。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式襟翼,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式螺旋制动器和扭矩管驱动。悬臂式全金属结构的T型尾翼,由整块金属蒙皮壁板组成单室盒形构件。平尾稍有下反角,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式破损安全结构,截面呈“8”字形。货舱为头尾直通式,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式起落架。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个机轮:前起落架有4个机轮,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个机轮,两两排列呈三角形。全部轮胎尺寸均为49×17-20,前轮胎压9.45×105帕(9.64千克/厘米2),主轮胎压7.65×105帕(7.80千克/厘米2)。有防滑装置。飞机地面转弯是靠主起落架后面脚轮转动进行协助。

通过下面两幅示意图,我们可以了解C-5运送大型装备时的布局方案。例如左图是运送AH-64的方案,经过折叠AH-64的旋翼,C-5可以运载6架此型号直升机;右图是运送M-2步兵战车或M-3骑兵战车的方案,可运载6架。再下面两幅是装卸AH-64和海军特种作战潜艇的照片。典型装运布置包括:2辆M1型坦克;16辆3/4吨载重卡车:一辆M1型坦克和两辆M-2步兵战车;6架AH-64武装直升机;10枚“潘兴”导弹及其发射车辆;36个463L标准集装货盘。货舱通常被划分为两条并列的货物区使用,恰好能并排摆放两个标准空运货架。

驾驶舱下面的机头罩可向上打开,能从前后货舱门同时装卸货物。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。机上有货物空投和伞兵空降设备。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。地板装有可拆卸的滚轮导轨及货物固定部件。由于美军最近10年战略战术上的改变,越来越注重高机动的火力投送,C-5的快速战略运输能力也越发显得重要了。其中一次运送两辆M1坦克的能力在美军中是绝无仅有的。

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C-5每一个飞行小时大约需要进行16小时的地面维护工作。C-5A在使用中曾发现机翼后梁出现裂纹,1978年美国空军决定为所有在服役的77架C-5A更换新机翼,新机翼使用寿命增加到30000飞行小时,相当于服役20年,此项工作于1987年中全部完成。1982年夏天,美国国会批准了洛克希德·马丁公司研制新型C-5B的计划,C-5B的气动外形和内部布局与C-5A相同,采用推力更大的发动机,载荷能力增加,1985年9月10日首飞,1986年1月8日开始交付。此外,目前还有一种C-5D,它应美国空军的要求,换装了新动力装置和数字式电子设备。

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。

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C-5的动力采用4台通用动力公司(GE)的TF39-GE-1C涡扇发动机。单台推力为191.2千牛。驾驶舱内有正、副驾驶员、随机工程师和2名货物装卸员共5名机组人员。上层舱前部有可供15个工作人员休息的舱间,从中央翼之后到机尾的上层舱可载运75名士兵,下层主货舱可载运270名士兵,美国现役陆军师所配备各类武器中97%都可运输。

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此外,洛克希德·马丁公司于同年5月29日发布C-5运输机首套Block 1.1版本的综合操作型飞行软件(OFP)的工程试验版本。该软件是C-5航空电子现代化计划(AMP)的一部分,是形成C-5 AMP的全软件系统综合和试验的基础。Block 1.1只是整套软件系统四部分的第一部分,其它一部分由霍尼韦尔公司的航空电子防御分部研制,用于自动飞行控制系统和飞行管理系统。另一部分由洛克希德·马丁公司的系统综合分部完成,用于通信、导航和监视。作为美国空军C-5现代化改进的第一步,价值4.54亿美元的AMP合同将综合先进的飞行控制、通信/导航系统,以及新的仪表显示系统。C-5现代化改进的第二步,将对发动机、电子设备、液压装置和起落装置进行改造,增加机队作战性能,降低使用成本。2001年12月美国空军授予洛克希德·马丁公司对C-5进行升级的合同,预计2008年6月完成合同。升级计划完成以后C-5的可靠性预计将从目前的60%提高到80%,服役年限将扩展到2040年。

C-5B运输机在2002年将升级电子设备,美空军称之为一个相对低风险、低成本的现代化项目。项目始于1999财年,将保持C-5B与全球航空运输管理要求的一致性。C-5B将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,还将安装交通告警与防撞系统以及地形感知与预警系统。目前计划中将有124架C-5进行升级,估计耗资3.7亿美元。预计该项目将于2005年完成。

2002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。最近,一架装有TCAS的C-5在多佛空军基地上空时,当地的空中交通管制系统突然失灵。这时TCAS警告机组人员有一架轻型机接近C-5的飞行路线,于是C-5改变方向,保证了飞机和机组人员的安全。

C-5空中加油,对比大型的KC-135加油机,可见C-5是如何巨大。C-5在较短的跑道以大载重量状态起飞时,往往少装燃油,因此起飞后不久就需要进行空中加油,有时需要花十几分钟才能完成对接,输油时间长达15分钟,飞行员必须具备极高的驾驶技巧。

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2003年11月,从美国空军退役的第一架C-5移交给位于戴维斯-蒙森空军基地的航宇维护与再生中心。这架飞机进行处理后,将转为长期贮存。C-5开始退役,标志着美军空中机动的未来的发展动向,即由少量的现代化改进的C-5和崭新的C-17替代服役多年的C-5运输机。

C-5执行过的最刺激的任务,莫过于空中发射“民兵”战略弹道导弹了。这是冷战时期美空军的试验计划,由C-5空投“民兵”弹道导弹,待降落伞使导弹竖直稳定后,“民兵”点火发射。后计划因过于复杂,缺乏实用性,而被取消。

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2004年1月,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,该机随即紧急返回巴格达机场着陆。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。

2004年2月,美国媒体披露了C-5运输机航空电子现代化遇到的问题。媒体指出,美国空军C-5运输机的现代化被证明是一个复杂课题,是一个需要重新使用各种商用计划的技术和很多公司的综合应用软件的复杂课题。但是,该机装备全球空中交通管理(GATM)航空电子设备,将可在不断变化的空中交通管制环境中游刃有余。这些关键的全球空中交通管理航空电子设备包括:
   · 未来空中导航系统(FANS)数据链;
   · 航空使用通信(AOC)数据链;
   · 甚高频通信,8.33-KHz间隔;
   · 多工作状态接收机(MMR),有受保护的仪表着陆系统、伏尔导航系统、微波着陆系统和指点信标;
   · 双嵌入惯性导航系统/全球定位系统;
   · 敌我识别/S模式应答机;
   · 交通告警防撞系统Ⅱ(TCASⅡ)7型(加更早的);
   · 增强型近地警告系统(EGPWS);
   · 备用空中交通管制数据链打印机;
   · 通用综合航空电子(VIA)系统,具有6种主要“分区”或应用,例如飞行管理、通信/导航/监视/识别(CNSI)、通信管理、显示服务和全天候飞行控制。

2004年10月,美国空军C-5飞机换发项目的主合同商已经交付了首架飞机。10月3日,洛克希德·马丁公司玛丽埃塔工厂接收了该C-5B运输机。2001年,洛克希德·马丁公司授命负责该机可靠性增强及换发项目(RERP)的系统发展和验证阶段(SDD)工作。实施RERP项目的目的是使C-5飞机的使用寿命延长到2040年。预计,该RERP飞机的首飞将在2005年10月进行,RERP的试验将持续到2007年结束。GE公司的CF6-80C2发动机将用于该项目。9月16日,GE公司宣布,该发动机已经获得FAA合格证。该RERP项目还包括改进C-5飞机的电子、燃油、液压、飞行控制和环境控制系统,以及改进飞机的结构和起落架。目前,美国空军没有透露其112架C-5飞机中有多少架将实施RERP项目。一个空军调查小组最近得出结论,如果改进得当,C-5系列飞机中最老的C-5A飞机可再安全飞行25年。但是,空军也表示,空军能否承受这些改进费用还是一个问题。C-5A飞机实施RERP项目加上C-5航空电子现代化项目(AMP)的总费用估计将达到30亿美元。该C-5B飞机交付给洛克希德·马丁公司玛丽埃塔工厂在Dover空军基地进行AMP。AMP项目的主承包商洛克希德·马丁公司将用数字显示设备取代模拟座舱设备,并改进通信和导航电子设备。洛克希德·马丁公司预测,所有112架C-5飞机都将实施AMP项目。而空军说,进行AMP的C-5飞机数量还没有确定。

C-5 “银河” Galaxy 大型运输机

C-5 “银河” Galaxy 大型运输机2005年9月,首台CF6-80C2发动机安装在可靠性增强和换发计划(RERP)的试验飞机上,标志着洛克希德·马丁公司的C-5"银河"飞机现代化项目达到一个关键里程碑。该RERP是两阶段C-5飞机现代化计划的第二阶段,对飞机的改进超过70%,包括采用新的发动机。C-5A和C-5B试验飞机都是该现代化试验工作的一部分,C-5飞机现代化计划将改进该飞机的可靠性,并以最高的成本效益增加其长期的任务能力。目前,美国空军采办计划要求对使用中的112架C-5飞机实施现代化。洛克希德·马丁公司C-5现代化项目副总裁乔治·舒尔茨说:"C-5确实是不可替代的国家资产。美国现在还没有另一种飞机能完成C-5飞机的任务,C-5飞机的现代化是至关重要的事情。采用新电子设备和发动机的新型C-5M飞机将在全球军力部署和供给方面为美国带来无以伦比的能力。C-5经现代化后将可服役到2040年。"C-5飞机安装了由古德里奇公司设计和生产的新发动机吊架,今年年底将安装新的发动机。C-5 RERP安装了经实践验证的、目前在民用飞机上(包括著名的空军1号飞机)得到广泛应用的CF6-80C2发动机。CF6-80C2发动机的推力超过22250daN,可使C-5飞机携带122.58吨的负载,起飞距离1520米。新C-5飞机的发动机推力提高了22%,起飞距离进一步缩短30%,爬升速度提高58%,可使目前采用TF39发动机的飞机的可靠性和维护性提高10倍。CF6发动机的离港可靠性为99.98%。C-5现代化的第一阶段是航空电子现代化计划(AMP)。AMP采用电子全天候飞行控制系统、自动驾驶仪、导航和安全特性更好的设备取代了模拟座舱设备和系统。全面改进的C-5飞机将在2006年春季首飞,届时将更名为C-5M。

2006年4月,美国空军正在调查4月3日在特拉华州多佛空军基地坠毁解体的C-5B运输机的事故原因。当时飞机上有13名现役和预备役乘员和4名洛克希德·马丁公司员工。幸运的是,机上17名乘员全部幸存。4月3日,当这架满载货物和燃料、准备飞往欧洲的C-5B运输机起飞后不久,一台发动机出现问题。机组试图掉头返回多佛,大约10分钟后,飞机坠毁在距跑道有半英里的一片开阔的草地上,当时是美国东部时区早上6:40,当时的天气多云、微风,能见度为5英里(8千米)。飞机的机尾、机头与机身相分离,左机翼上的1号发动机脱落,航空油料被泄漏,但没有引发火灾,原因是C-5 飞机具有一个氮气系统,使油箱中的燃料上方空间充满惰性气体。尽管空军没有透露该C-5 飞机当时载重,但据一位C-5飞行员称,一架从多佛飞往西班牙Rota的C-5运输机一般携带24万磅(108960千克)航空燃料和15~24万磅(68100~108960千克)货物,飞机的净重约为33万磅(149820千克)。这架飞机机体最近刚由洛·马公司实施了改进改型和航空电子升级,改进了驾驶舱显示器,并引入了新的自动驾驶仪。

一般情况下,C-5飞机可以靠3个发动机飞行,甚至在一定高度限制内能靠2台发动机飞行,而且可以迅速排空燃料。空军没有透露这架飞机坠毁时有几台发动机在工作,也没有说是否有其他系统应急措施介入。空军的一安全调查委员会要用45天对该事故进行评价,然后组建一个事故委员会。至今,已有其他5架C-5飞机在一系列事故中损坏,其中包括2架飞机在飞行试验项目中被烧伤;在1975年的越南战争期间,一架来自前南越首都西贡载有儿童的C-5飞机坠毁,造成138人罹难;1990年来自德国拉姆斯泰因航空基地(Ramstein AB)载有13名机组人员的C-5飞机发生灾难性坠机事故;1974年,一架C-5在美国俄克拉荷马州克林顿市机场紧急着陆时一个轮舱起火,导致飞机冲出跑道后解体,所有乘员幸免遇难。引人注目的是,多佛空军基地临近一个鸟类保护区。1983年,一架C-5在起飞前往欧洲时碰到一群雌鹅。一个发动机失效,另一个被损坏,尽管机翼前缘因无法控制的发动机失效造成大面积受损,最终飞机仍得以安全降落。美国空军没有透露上周发生的坠机事件是否与鸟撞有关。

C-5 “银河” Galaxy 大型运输机

2006年6月,C-5“银河”处女飞行后大约38年了,“银河”机队在本月的早些时候又达到了另一个里程碑,当时第一架装有新发动机和现代化航电系统的C-5M飞机(下图)进行了它的典礼试验飞行。空军称,这种升级飞机命名为C-5M,于6月19日在美国乔治亚州多宾斯空军后备队基地升空飞行。美国空军目前运行着111架C-5,其中49架C-5B,其余是较老型的C-5A。空军正在考虑将其全部现代化为M型配置。空军C-5集团司令官Kevin Keck 上校称,“C-5M将提供无与伦比的能力,它将是一种战略空运飞机,具有运载2倍于其他系统货物的能力。”他说,这些升级是非常有效的投资,C-5M项目将能节省200多亿美元。

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2006年11月,第2架经过完全现代化改装的洛克希德·马丁C-5M"超级银河"试验飞机,11月17日在Dobbins空军后备队基地完成了首次飞行。该机是3架将进行C-5M飞机试验项目的飞机之一,主要用于通用系统和子系统试验、机场性能试验和诊断测试。头2架C-5M飞机均由早期C-5B型改装而来。第3架试验机为C-5A,该机目前正处在达到C-5M标准的现代化改装的最后阶段,计划今年底首飞。第1架C-5M试验飞机今年6月19日首次飞行,迄今完成飞行已超过51小时。8月份该机在爱德华兹空军基地的空军飞行试验中心完成了动态滑行试验。

2007年5月,美国政府最近授予洛克希德?马丁公司一份价值2300万美元的初始合同。根据该合同,洛?马公司将按照“增强可靠性和更换发动机计划(REEP)”对首批C-5M“超级银河”运输机进行改进。“C-5M对保持战略空运能力至关重要”。洛?马公司负责C-5现代化改进项目的副总裁George Shultz表示,“与其它机型相比,C-5M可以安全可靠地携带更多的货物飞行更远的距离。改进后的C-5M将换装通用电气公司的CF-6发动机,该发动机在可靠性、兼容性和耗油率等方面均得到改善,从而使该机的日常使用费用大大减少。这不但足以弥补本次现代化改进的耗资,在今后的服役期内还将为美国空军节省数十亿美元的使用及维护费用。在改进中每投资一美元,飞机的全寿命周期费用将会节省4美元 。”

C-5飞机的改进包括两个阶段:第一阶段通过实施“航空电子设备现代化计划(AMP)”为该机提供一套数字式骨干网络,第二阶段通过实施“增强可靠性和更换发动机计划 (REEP)”大幅提升该机的可靠性、可维护性和实用性。目前C-5飞机已经完成了AMP阶段的改进,装备新型航电系统的飞机累计飞行时间已超过10000小时,其中很大一部分用于支持美军在伊拉克的作战行动。本次签署的初始合同启动了C-5改进的第二阶段。此阶段(RERP)改进的核心是为该机换装通用电气公司研制的CF6-80C2商用发动机,该发动机目前已经拥有用户(包括商用和军用)230家,总飞行时间超过3亿小时。与C-5原有发动机相比,CF6-80C2发动机的推力增加22%,可使飞机的起飞滑跑距离缩短30%,爬升速度提高58%。目前有3架C-5M“超级银河”(分别由2架C-5B和1架C-5A改进而来)参加试飞,累计试飞时间达到260小时。

自服役以来,C-5机队一直是美国军方战略空运的核心。通过对该机的改进可以确保美国空军能达到2006年《四年一度防务评审》(QDR)和2005年机动能力研究(MCS)决议所要求保持的空运能力水平。由于该机尚剩余超过70%的机体结构寿命,预计C-5M“超级银河”可服役到2040年。C-5还是唯一一种可无限制地运送所有空运物资的运输机,由于该机配备有专门的人员客舱,因此可方便地将作战部队连同其武器装备一同运往战区。其空运能力达到其它战略运输机的2倍。

2007年9月,美国空军采办执行官Payton本月27日对美国参议院一个监督小组说,C-5可靠性增强和发动机更换项目(RERP)将突破Nunn-McCurdy修正案要求的监管门槛,因为该项目目前的成本估算额比2001年最初的估算超出50%多。该监督小组是参议院联邦财政管理、政府信息、联邦机构和国际安全分委会。Payton说,我是在与空军部长Wynne商量后决定通知国会的。美空军目前共有111架C-5运输机,包括59架A型机,还有B型和C型机。他说,空军目前估算整个C-5机队改进的总成本将达到132亿美元,但是项目主合同商洛·马公司的估算值却是88亿美元,这让空军感到困惑。美空军可能因为超支而不会改进所有的C-5飞机。

2008年7月,洛?马公司近日报告了有关美国空军价值152美元C-5“银河”(Galaxy)运输机现代化项目的最新费用及生产问题。早在4月份,在C-5“银河”运输机项目的系统开发与验证(SDD)之后,洛?马公司获得了一份价值1.27亿美元的合同并负责将第4架C-5运输机升级到C-5M型。美国政府责任办公室(GAO)在其三月份的报告中指出,在2007年以来,生产和相关开支增长了约108%。洛?马公司首席财务官员Bruce Tanner告诉分析家称,该项目目前所面临的“早期生产问题”影响了洛?马公司航空部第二季度的收入。洛?马公司负责升级52架C-5B运输机,这属于可靠性提高和更换发动机项目的一部分。但是,在2008年年初的时候,美国空军做出把59架C-5A运输机排除在现代化项目之外的决定。美国空军拟定的需求基线为提供约440万吨英里每日的最大运输能力。然而,在期望于2009年5月完成的新的重大研究之中,美国空军计划对需求进行评审。

2008年9月,C-5航电系统现代化项目(AMP)将第一架空军的C-5A纳入现代化项目工作中,实现了另一个里程碑。航电系统现代化项目主要是为C-5机队升级,采用新型数字式显示器及设备替代原来的座舱仪表,使其驾驶舱现代化,并提供必要的通信和导航电子系统以满足全球空中交通管理需求和新的国际飞机飞行标准。空军共有111架C-5飞机要实施航电系统现代化项目,目前已有42架生产型飞机完成约定。航电系统现代化项目在多佛空军基地和特拉维斯空军基地实施安装,计划在2014年第二季度全部完成。

2008年12月, 洛克希德?马丁公司将一架全新改装的C-5M“超级银河”运输机交付给了位于乔治亚州罗宾斯空军基地的华纳罗宾斯空中后勤中心,开始为美国空军服役。该机是3架C-5M试验机之一,其他2架将于2009年2月交付给位于美国特拉华州的多佛空军基地。这3架飞机已经在2008年8月成功地完成了飞行试验。目前空军计划向洛克希德?马丁公司定购52架改进型的C-5M运输机。C-5M“超级银河”是C-5改进而来,第一阶段是航电现代化项目(AMP),改进项目包括加装先进的玻璃座舱和数字化通信系统,目前已经有45架C-5 运输机完成了航电现代化项目。第二阶段是可靠性增强和发动机换发项目(RERP),主要加装了通用公司生产的新型CF6-80C2商用发动机(军用型命名为F108-GE-100),换装了70多种主要零部件和子系统。经过现代化改装的C-5M,大大提高了作战性能,增加了飞机的可靠性,能服役到2040 年。

C-5 “银河” Galaxy 大型运输机

C-5剖析图

C-5 “银河” Galaxy 大型运输机

C-5 “银河” Galaxy 大型运输机

C-5 “银河” Galaxy 大型运输机

机长75.54米
机高19.85米
翼展67.88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
下舱36.91米×5.79米×4.09米(长×宽×高)
容积985.29立方米

空重169643千克
最大商载118387千克
最大燃油重量150815千克
最大起飞重量3779657千克
最大着陆重量288415千克

最大平飞速度919千米/小时
最大巡航速度908千米/小时
经济巡航速度833千米/小时
海平面最大爬升率8.75米/秒
实用升限10895米
起飞滑跑距离2530米
着陆滑跑距离725米
最大载重航程5526千米(5%余油)