老瓶装新酒的 C-130J
作者:宁博
C-130 是美国最初的螺旋桨运输机,也是最成功、最长寿和生产架数最多的机型。在柏林封锁事件的背景下,刚由美国陆军独立出来的美国空军于 1951 年向各大飞机制造公司发出提案要求书,并要求各公司必须在两个月内回复, 其要求条件包括:
- 搭载步兵 92 名或空降兵 64 名时行动行径可达 1100 里,或者运载 13608
公斤货物,或者装甲车、火炮和卡车等大型货物往返于 950 浬区间。
- 货物舱门可兼为坡道允许载货车辆直接进入,并有空投伞兵用侧舱
门。
-
可使用示铺装跑道短距起飞。
-
为能空投伞兵及货物,具有速度 125 节或以下的飞行能力 5.即使 1
台发动机失效也能保持良好的飞行性能。
为能达成这些提案要求,洛克希德公司的先进设计部门(外号为臭鼬鼠工厂 SkunWork)很快地完成代号 L-206 的设计,这项设计的具体实用化即为C 一 130,L-206 方案于 1952 年 1l 月从众多厂家中脱颖而出,得到空军试制与测试的合约。原型机 YC 一 130 于 1954 年 8 月在加州伯班克完成首次飞行。空军很满意两架原型机的测试结果,连续在 1953、1954 年订购了 27 架,首架量产型 C-130A 于 1955 年 4 月飞上蓝天,1956 年 12 月开始交付美国空军的战术空运联队,自此以后建立 40 多年以上的运输机种中最显赫的声誉。
C 一 130 的最大特征是其机体设计乃是在彻底追求战术空运目的,使得
今日的军用运输机型态受到 C-130 的影响深远。由后部机身的货舱门装卸货物
的方式起源于第二次世界大战之军用滑翔机,并首先用于 C-123 运输机,而将此方式有效运用的当时美国陆军航空队及稍后改编成空军工程人员,后来皆成为洛克希德公司的工程师。也因此,后部舱门的设计可以分为上下两片,并可以在空中开闭,而且可权充机内加压的隔舱板。采高翼设计使机舱完整撅障碍而且宽敞,可以装载种类繁多的货物。
主起落架收容于机身左右两侧旁的减阻造型内,左右主轮距因此较宽敞,方可在未铺装跑道上运作,减阻造型内还收容有启动发动机的辅助动力装置,以方便在战地自行启动。
C 一 130 的最初量产型是 C 一 130A,采用艾力生厂 T56-A 一 1A 螺旋桨发动机,推力 2790 千瓦(KW),桨叶是 3 枚型式,最大起飞重量 56337 公斤,其中酬载是 15,876 公斤,标准航程是 3520 公里。最初 27 架全装用 AN/AN 一42 雷达,以后的飞机则全部使用 AN/APN-59 雷达,机首也因此便大突出,而得到「小木偶鼻」外号。
C 一 130B 出现在 1958 年,首次飞行在当年 11 月,B 型使用推力提升的 T56-A-7(3020 千瓦),桨叶也换成四片,最大起飞重量增加 61.236 公斤,由于中央翼段增设内部油箱,航程也得以增长。在重量增加的状况下,机身结构强化,液压及航电系统均加以改良。
1961 年最大酬载重量提高至 20412 公斤的性能提升型 C 一 130E 诞生, 首次飞行在当年 8 月,翌年 4 月起开始配备至部队使用,此型与 B 型最大的差异在主翼下方两侧能挂载大型的副油箱,最大起飞重量增加至 70,308 公斤, 续航距离也再度延伸。
1964 年 11 月 C 一 130H 首次飞行,C 一 130H 使用与 C 一 130E 相同的螺旋桨发动机(T56-A-15,推力 3,660 千瓦),但是适合高地及高温状况,并且力图改善燃油消耗率,H 型也从 1974 年起装备新型辅助动力装置以改善机内空调系统。C-130H 同时也是主要输出机型。
与 C-130H 机型相同,但是装载系统与航电系统皆采用英国皇家空军规格的 C-130K(英国改名为力士 C.l 型)
于 1966 年 10 月首次飞行,共生产 66 架,其中后面的 30 架机身延长 4.57 公尺,英国重新命名为力士 C。3 型,洛克希德公司则重新编为 0130H 一 30。
C 一 130H 一 30 的正式生产工作则在印尼空军的订购下进行,1980 年 9 月正式交付印尼使用。机体的延长使得机舱内可多增加两只货盘,搭载士兵可再增加 28 名,比 C-130H 载的还多。不过由于最大起飞重量增加之故,续航距离因而缩短。
C 一 130H-30 保持有 2 个世界航空太空协会的世界记录,以及 1 个美国记录,分别为:
*一次通过可以连续投下 24 个货柜,总重 19,624 公斤。
*一次通过可以空投完整的野战炮部队(包含三只货盘上的货物及 8 名伞兵) *单次空运可以空投 92 名全副武装的伞兵。
C 一 130 系列除了 C 型因计画未实现而未使用外,其余主要机型如下: 1、C-130D 远距离早期警戒线支援运输专用机,配备雪橇,是由 C-130A 改装试验后量产的机型。
2、C 一 130F 乃是专为美国海军生产的机型,1961 年首次飞行。
3、C-130G 乃是专为北极星潜艇舰队支援运输用机型,是为美国海军采用具有 C 一 130E 相同规格的飞机。
尽管 C 一 130 是一架极为成功的战术运输机,但由于螺旋桨发动机推进效率不如涡扇喷气发动机之下,美国曾一度想以新型喷射运输机取代 C-130。最著名的先进中型短场起降运输机(AMST)计画,即试图由波音公司的 YC 一 14 与麦克唐纳道格拉斯公司的 YC 一 15 一起竞标,再由优胜者取代 C 一 130,这项计画最后终因开发费用与性能并不比 C-130 好到哪里而被取消。
AMST 计画的中止意味著取代 C-130 的新世代机种开发工作有困难,但并不代表 C 一 130 不会因航电系统与发动机系统的出现而更新。也由于更新,使得运送酬载、续航距离和安全性大幅增加,洛马公司也认为采用新技术,将可生产较廉价的高性能战术运输机,就在此种背景下,C 一 130J 终于诞牛了。依据过去运作经验,洛马公司研究大约 75 项有关 C 一 130 操作参数,
最后结论是降低人力运用及寿命周期成本方能超越 C 一 130H 的性能和运输能力。C 一 130J 的特征包括下列几项:
*配备全新、更有效率的推进系统。
*最先进双人式控制驾驶舱。
*MIL-STD-1553B 数位式汇流排架构。
*2 部任务电脑。
*综合式诊断系统(IDS)
*易操作的通讯/导航/识别管理系统。
*双全球定位系统与惯性导航系统(GPS/INS)
*数位式防滑煞车系统。
*全新航电系统。
*气象/地貌对照用彩色雷达显示。
*简单化但高可靠性的燃油系统。
*强化环境控制系统。
改良的项目均集中在机身内部,外表尺寸与基本的 C 一 130 并无多大的差异,外观上识别仅有发动机及螺旋桨不同而已。C-130J 主要尺寸为翼展 40.4公尺、全长 19.8 公尺、全高 11.8 公尺,机身延长的 C-130J 一 30,长度成为 34.4 公尺,全长也与 C 一 130H 一 30 相同。
C 一 130J 采用新型的艾力生 AE2100D3 涡桨发动机,螺旋桨则使用复合材料制的道提公司 R391 型 6 片式桨叶,由于零组件较传统叶片少几近一半,重量因而较轻了 15%。
AE2100D3 最大持续推力可达 3.424 千瓦,比起原有的机型多 29%,燃烧效率也增加 23%。发动机的控制是以 FADEC 全权式数安电子控制方式,可以完全自动适应飞行中每一阶段的状况,油门控制阀采用自动化,藉以减轻飞行员的工作负担并提高安全性,另外也具有自动推力控制系统及旋桨无推力自转功能,也外侧发动机因故障导致推力不对称时,飞机也可以自动执行推力制。
驾驶舱采用彩色液晶的多功能显示器组,即所谓的「玻璃式驾驶舱」 与以前的 C 一 130 完全不同,使得两人操纵之事变为可行。由于驾驶舱内宽广, 仍然设有第 3 名驾驶舱乘员座位。两名正副驾驶座位前上方装设有大型的抬头显示器(HUD),除了波音公司所拥有的 C-17 全球霸王Ⅲ式运输机外,大型飞机装设 HUD 的例子仅有 C 一 130J 而已。每具 HUD 具有宽角度的视界,提供飞行员足够操控飞机的主要飞行资讯,诸如高度、角度、滚转率、飞行路泾、空速、 垂直速度和方向等。装设 HUD 系统可以降低飞行时低头看仪表的时间,在空投
/空中加油时维持状况警决心,以及绝佳的进场与降落操控。
仪表板上装有 4 具彩色多功能显示组,皆为高解析度,主动矩阵液晶
显示板(LCD),每一具都可显示任一 12 种不同格式的资讯,包控飞行、导航和机内系统相关的资讯。每具显示组都与夜视影像系统相容,而且也提供良好的对比与强光不可读性。4 具显示组一共取代了 90 个传统电机式仪表,从而提高平均故障时间至 8900 小时。
与夜视影像系统相容的灯光也是 J 型的标准配备,飞机的里里外外皆是如此,以减轻夜间作战任务的风险,包括夜间编队飞行、空中加油、夜间起降、夜间隐密地面作战。飞行员需戴上夜视镜与之配合,飞机本身则不用任何改装。
C-130J 货舱床面长 12,19 公尺、高 2.74 公尺、宽最大 3.12 公尺、最小 3.04 公尺,C-130J 一 30 则是床面长 16.76 公尺,其余相同,这意味著货舱容积与传统的 C 一 130 相同,可搭载的军规 463L 货盘(2.24 公尺 X2.67 公尺)C-130J 是 5 只,C-130J-30 则是 7 只。在目前的 C-130E/H 机队中,只约 50 架拥有全天候空投系统配备,而 C 一 130J/J-30 因为具有整体数字技术, 配合 APN 一 24 低功率彩色式雷达的高解析地貌对照能力以及双 GPS/INS 系统, 可以轻松地执行单机或编队全天候空投任务:)
燃油搭载量 C 一 130J/J-30 皆相同,机内为 25,549 公升,机外副油箱则为 10,479 公升,合计 36028 公升。机外副油箱是挂载于左右两翼双发动机之间,一般 C-130E/H 皆有挂载,但是公开的 C 一 130J/J-30 翼下尚未看见有如此装备。
配合飞机性能的提升,后勤支援/维修性的大大改善也是 J/J 一 30 型的特征之一,有关可靠度与维修性,依据美国空军维修规则 66-1 的计算,人力可由 E/H 型的 4875 人减至 2,994 人,相当于 38%的削减,每个飞行小时维护时间可由 C-130E 的 21 小时,C 一 130H 的 13.5 小时降至 10.3 小时,以 98 架的 C 一 130 机队而言,意味著操作成本可以减少 35%。
数位电子控制的涡桨发动机、数位式航电系统、任务电脑与 MIL 一STD-1553B 汇排流架构等,对于操作成本的降低贡献良多。使用 1553B 汇流排架构废止了传统机内配线方式,而燃油系统的改变、配备整合式诊断系统和维修简单化等都大幅降低人力的需求。整合式诊断系统(IDS)监视机体、系统与纽件的状况,并向机上的任务电脑报告,IDS 是由内建测试的故障侦测/分离系统、组件故障记录/报告管理系统、显示主/次系统的机体维护记录系统所组成是 C-130J 维修性与可靠度增加的主因。J/J-30 型的航电系统都使用低电压的固态化组件,从而延长使用年限。而且新设计使线上可替换模组(LRU)减少 53
%,此外线束系统采用 1553B 的架构减少线束组合 53%,线束端也大幅减少 81
%。整体而言,C 一 130J 比 C-130E 要好 51%,比 C-130H 要好 24%。
C 一 130J 一 30 比起 C 一 130J 早出厂两天,于 1995 年 10 月 18 日出厂。C 一 130J 一 30 量产型第一架,于 1996 年 4 月 9 日在美国乔治亚洲多宾斯空军基地完成首次飞行。飞行时间是 2 小时 11 分锺,最高高度达 3,200 公尺。目 前共有 5 架 J 及 J 一 30 型飞机为取得美国联邦航空总署(FAA)的新型运输适 航认证,进行长达 18 个月的飞行评估计画。截至去年 12 月止,C-130J 系列已累积了 2J00 飞行小时,完成超过 770 次的飞行,预计将于 1998 年内将取得 FAA 认证。
洛马公司 C 一 130J 的定价在 5,000 至 6000 万美元间,视装备而定,
机身加长型的 C-130J-30 则再多出 240 万美元,为维持 C-130 无可取代的多用
途传统,洛马公司将认 J 系统所提升的性能提供未来客户所需要的气象机型
(WC)、电子战机型(EC)与加油机型(KC),进而取代原有早期的几款机型,今年美国海军陆战队已相当中意 KC 一 130J,希望在新年度下增购此一型机队, 用以取代原有的 KC 一 130F。J 型加油机可为固定翼及旋翼飞机进行空中加油, 加油时飞行速度可以控制在宽广的速度领域内,约每小时 185 至 500 公里,较
原有机种提供更高的能力与弹性。挂载的加油吊舱可以每分钟输送 1135 公升燃油,输油能力也高于原有机型。
目前洛马公司已取得生产订单达 41 架,选择订单 63 架。订单中包括英国皇家空军 C-130J 一 30 型 25 架,澳洲空军 C 一 130J 一 30 型 12 架与美国空军 4 架 C 一 130J,选择订单中有 40 架将取决于政府年度预算的多寡,客户包括美国空军、空军预备队司令部、意大利和挪威等。洛马公司计划从今年起进行 C-130J 的世界推销展示旅行。以争取更多的订单。