5月底,美國(guó)運(yùn)輸司令部司令斯蒂芬·萊昂斯( Stephen R. Lyons)上將表示,KC-135的退役計(jì)劃已得到正式批準(zhǔn)。
KC-135空中加油機(jī)于1957年首次加入美國(guó)空軍。近年來(lái),由于其服役時(shí)間長(zhǎng)以及和一些飛機(jī)型號(hào)不匹配兼容,美軍高層對(duì)該如何處置這型服役超過(guò)半個(gè)世紀(jì)的“老將”,紛紛表達(dá)了不同的意見(jiàn)。
直到去年,一些美空軍高層官員還曾表示將延緩KC-135的退役計(jì)劃。但最近,美空軍終于下定決心加速退役KC-135,以為更多的KC-46A騰出資源。
KC-135在航空史上的地位相當(dāng)?shù)挠腥で抑匾鳛橐豢罴佑蜋C(jī),KC-135并不是最優(yōu)秀的,卻對(duì)現(xiàn)代商用噴氣客機(jī)的主流構(gòu)型設(shè)計(jì)起到了重要的啟發(fā)作用。
啟發(fā)商用噴氣客機(jī)經(jīng)典構(gòu)型
波音367-80,編號(hào)707。后來(lái)的波音707型客機(jī)在命名上直接繼承了這一編號(hào),但設(shè)計(jì)卻是在KC-135基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的。
KC-135的前身是波音367-80原型機(jī)。波音367-80設(shè)計(jì)于上世紀(jì)50年代初,當(dāng)時(shí)正是噴氣式飛機(jī)興起、并投入實(shí)用化的開(kāi)端時(shí)代。因此,對(duì)于各種用途的飛機(jī)該如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的外形設(shè)計(jì),當(dāng)時(shí)的航空制造企業(yè)依然處于摸索過(guò)程中,意見(jiàn)并不一致。
“彗星”客機(jī)
1949年,英國(guó)設(shè)計(jì)制造的世界上第一架?chē)姎馐娇蜋C(jī)——德哈維蘭的“彗星”實(shí)現(xiàn)首飛。出于減小飛行阻力等因素,“彗星”選擇了翼根部位內(nèi)埋4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)。一年后,1950年,波音公司代表團(tuán)在參觀“彗星”后提出:采用吊艙設(shè)計(jì)的客機(jī)能獲得更大的總體優(yōu)勢(shì),這促成了波音367-80項(xiàng)目的誕生。
波音367-80本身是一個(gè)概念驗(yàn)證飛機(jī),它同時(shí)承擔(dān)了軍事和民用兩類(lèi)運(yùn)輸用途的探索任務(wù)——在此基礎(chǔ)上誕生的第一個(gè)實(shí)用化型號(hào),就是美國(guó)空軍訂購(gòu)的KC-135加油機(jī)。
KC-135在1956年首飛,并在1957年交付使用。其成功展示了“ 下單翼 + 翼下發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙”這一布局設(shè)計(jì)的 巨大優(yōu)勢(shì):
發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)修理、拆裝,變得異常順手;
發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給機(jī)艙內(nèi)的振動(dòng)和噪聲,也被下置的機(jī)翼進(jìn)行了有效的阻隔衰減;
在型號(hào)發(fā)展中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行升級(jí)也變得方便了很多:特別是涉及到更換型號(hào)、擴(kuò)大尺寸的升級(jí)時(shí),設(shè)計(jì)師不再需要對(duì)機(jī)體進(jìn)行過(guò)多改動(dòng)。
KC-135在前、中期的主要缺陷在于它是美國(guó)空軍早期需求下的產(chǎn)物,最早其實(shí)只考慮給美國(guó)空軍的戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)加油,因此長(zhǎng)期匱乏軟管加油能力。這一缺陷在進(jìn)行多點(diǎn)加油項(xiàng)目改進(jìn)后被彌補(bǔ)。
KC-135的這一設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)迅速被民用飛機(jī)行業(yè)的專家捕捉到,并擴(kuò)展到了民用運(yùn)輸領(lǐng)域——
在美國(guó)空軍的許可下,波音公司以KC-135的生產(chǎn)型作為基礎(chǔ),發(fā)展出了民用的波音707客機(jī):這一型號(hào)的出現(xiàn),標(biāo)志著當(dāng)代噴氣式航空運(yùn)輸時(shí)代的真正開(kāi)啟。
自此之后,除非存在著“必須能在惡劣條件跑道上起降”等特殊需求,KC-135/波音707構(gòu)型就是中大型噴氣式飛機(jī)的最佳范本。直到半個(gè)世紀(jì)后的今天,最晚近研制出的空客A350、波音787等型號(hào)也依然延續(xù)了這一設(shè)計(jì)框架。
經(jīng)典的加油機(jī),但不算完美
KC-135和波音707的衍生關(guān)系是早期航空史上的特例:由于軍隊(duì)對(duì)空中加油機(jī)的需求量遠(yuǎn)低于民航客貨機(jī),而加油機(jī)的服役周期又遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于民航客貨機(jī),因此,在后來(lái)的西方的大型加油機(jī)發(fā)展中,基本都是先有客機(jī)平臺(tái),繼而再衍生出空中加油機(jī)型號(hào)。
而由于KC-135的“經(jīng)典設(shè)計(jì)”,后續(xù)多個(gè)加油機(jī)型號(hào)都繼承了KC-135設(shè)計(jì)思路——而之所以能成為“經(jīng)典”,是因?yàn)镵C-135良好地兼顧了多種運(yùn)輸功能。
KC-135油箱分布
從攜帶燃油的能力上限來(lái)說(shuō),KC-135這樣的飛機(jī)受限于最大起飛重量,在裝滿了燃油之后,飛機(jī)內(nèi)部的貨運(yùn)空間還有很大一部分地方是空的。因此最優(yōu)化的設(shè)計(jì),就是保證飛機(jī)能攜帶足夠多燃油的同時(shí),依然保留一個(gè)可以高效操作的主貨艙。
飛機(jī)可以按任務(wù)需求的差異,靈活地執(zhí)行空中加油、運(yùn)人、運(yùn)貨等多種任務(wù),甚至是混合任務(wù)而不需要臨時(shí)進(jìn)行改裝——比如拆裝油罐等等。
為了滿足這一要求,KC-135一共設(shè)計(jì)有22個(gè)油箱;除了翼梁間的整體油箱外,其余油箱分布在機(jī)身底艙,在重心分布上非常均衡。底艙上方的主貨艙沒(méi)有舷窗,它以犧牲舒適性為代價(jià),降低了成本并提高了機(jī)身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;可以運(yùn)載6個(gè)463升體積的貨盤(pán)、37.6噸的貨物、或者80名乘客。具體運(yùn)輸能力要視飛機(jī)的總載油量而定。
KC-767/KC-46,設(shè)計(jì)上采用地板下運(yùn)油,地板上面前面運(yùn)貨、后面運(yùn)人的設(shè)計(jì),這是對(duì)KC-135設(shè)計(jì)的繼承和發(fā)展
不過(guò),對(duì)于軍用加油機(jī)中的另一類(lèi)型號(hào):由戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)發(fā)展而來(lái)的加油機(jī),KC-135的設(shè)計(jì)就不適宜了——
為了優(yōu)先保障極端情況下的運(yùn)輸能力:尤其是針對(duì)裝甲車(chē)輛等特殊的大件貨物,軍用運(yùn)輸機(jī)的貨艙會(huì)追求最大的通道截面,通常不會(huì)分割出底艙設(shè)計(jì)。
對(duì)于這樣的機(jī)種而言,可以快速拆卸的機(jī)內(nèi)大容積油罐往往才是性價(jià)比最高、最能保留機(jī)體原設(shè)計(jì)核心優(yōu)勢(shì)的做法。
伊爾-78
這種設(shè)計(jì)在東西方都可以見(jiàn)到,比如基于伊爾-76平臺(tái)發(fā)展而來(lái)的伊爾-78空中加油機(jī),以及基于C-130平臺(tái)發(fā)展而來(lái)的KC-130空中加油機(jī)。
顯然,這樣的加油機(jī)設(shè)計(jì)思路和KC-135完全不同——為了滿足惡劣環(huán)境中起降、以及大尺寸貨物運(yùn)輸?shù)男枨?,這樣的空中加油機(jī)需要在改裝造價(jià)、飛行阻力、以及成員舒適性上付出很大的代價(jià),從性能效費(fèi)比等方面來(lái)說(shuō)并不劃算。
KC-130對(duì)直升機(jī)進(jìn)行加油
但運(yùn)輸機(jī)平臺(tái)改裝的加油機(jī),在一些作戰(zhàn)場(chǎng)景中也有其特有優(yōu)勢(shì)——作為低速空中加油機(jī)為直升機(jī)進(jìn)行加油。
要對(duì)直升機(jī)進(jìn)行空中加油,加油機(jī)必須能在300公里/小時(shí)以下的低速飛行中,依然能同時(shí)保證重載、并留有充足的操縱反應(yīng)能力……而這種低速性能,幾乎只能在“渦輪螺旋槳?jiǎng)恿?+ 超大面積機(jī)翼”的設(shè)計(jì)框架下,才能經(jīng)濟(jì)可靠的實(shí)現(xiàn)。而主流商用飛機(jī)不可能做這樣的設(shè)計(jì),它只會(huì)出現(xiàn)在對(duì)惡劣環(huán)境起降、短距起降有著強(qiáng)烈需求的中輕型軍用戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)上。
綜合來(lái)說(shuō),KC-135并非完美無(wú)缺的型號(hào),在服役期間也曾屢屢遭到“后來(lái)者”們的挑戰(zhàn)。譬如上世紀(jì)六、七十年代,由于其最大起飛噸位有限,美軍就轉(zhuǎn)而采購(gòu)了噸位更大的KC-10空中加油機(jī)。但從基本的設(shè)計(jì)思想、以及對(duì)后續(xù)型號(hào)的影響來(lái)看,說(shuō)KC-135是航空史上影響力最大的空中加油機(jī)并不為過(guò)。
排版:藍(lán) 風(fēng)
文案:侯知健
編審:武 晨
監(jiān)制:王 蘭
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