历经波折终成正果——C-17“环球霸王”运输机发展回顾

万磁王

　　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。

独特的主起落架设计

主起落架向内侧相向旋转90度再向上收起

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　　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。

反推装置把发动机排气导向前上方45度

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　　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。

外吹襟翼对襟翼制造的要求很高

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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。

C-17在未铺装跑道甚至是沙漠降落时，反推装置有助于防止发动机吸入砂砾，在降落时机翼上表面的扰流板也会升起帮助减速

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　　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。

C-17在未铺装跑道起飞

　　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。

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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%。

C-17和C-5大小最直观的对比，虽然尺寸相差悬殊，但C-17的货舱宽度和C-5相同

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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。

美国空军总够订购了223架C-17，最后一架已于2013年9月2日交付。由于没有更多的外销订单，波音公司表示，将于2015年年中关闭C-17军用运输机的生产线，比原计划提前三个月。为了挽救C-17，波音推销该机的民用型BC-17货机，但无人问津