了解一下美国C-17运输机研发技术与过程，感觉一下运20有多高端

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　　一：C-17运输机可起源

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　　C-17最初是1968年在先进的中短距起飞和降落运输(AMST)项目中开始的，波音公司和麦道公司分别研制了yc -14和yc -15用于试飞比赛，冷战结束后，随着美国海外存在的收缩，空运将会在未来的冲突中扮演更重要的角色，美国空军需要一种高容量飞机来增加C-5机群。它可以容纳车辆和直升机，填补短距离的C-141和C-130的战区内战术任务，这个项目被称为C-X(货物-实验)，美国空军没有规定具体的设计，而是要求“坚固、可靠、易于维护和操作…短距起降

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　　洛克希德公司的提案看起来很像一架扩大的C-141，波音公司的提案是扩大YC-14，麦道公司的提案是YC-15的升级版，具有带小翼的掠翼和四个大型涡轮风扇发动机，1981年8月28日，麦道提出的方案(当时被称为D-9000模式)被宣布获胜，并被命名为C-17，合同价值33.87亿美元，C-17项目的成本和需要一再受到质疑，美国空军为这个项目进行了艰苦的斗争。

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　　在1990年的“沙漠盾牌”和“沙漠风暴”军事历史上最大的空运行动中，美国空军本可以以20%到35%的速度完成其空运，如果他们有80架c -17，而不是117架c -141，那么在行动的头12天里，就会在沙特阿拉伯增加50%的地面部队。此外，在索马里摩加迪沙机场地面上的限制条件限制了货物吞吐量。C-17具有优越的地面机动能力，可以使其吞吐量翻倍。C-17是空运飞机技术的巨大进步。“玻璃”驾驶舱和自动监控系统只需三名机组人员，是首架拥有如此小规模机组人员的大型军用运输机，显著降低寿命周期成本。由于缺乏空运机队和C-17带来的好处，国会指示缓慢推进该计划

　　二：C-17运输机经过了多少测试

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　　现代军用飞机需要成千上万的人员和成千上万的供应商为实现统一愿景而努力。C-17的发展面临着许多需要创新方法和完善管理的工程难题，尽管困难重重，这个团队还是在多年后成功地实现了这一愿景。这一成功在严酷的飞行测试中是显而易见的，

　　C-17A是典型的先进飞机研发过程，需要大量重复的工程分析和实验室测试，耗费了多年时间和数百万美元。多年的风洞调查、地面振动测试、材料分析和新制造技术、航空电子环境试验、辐射模式的消声室检查和子系统资格测试，现代设计和制造技术可以让相隔数千英里的零件毫不费力地组装在一起，生产工具和夹具的设计，以及制造基础设施的建设和一般准备也是关键的任务

　　风洞测试在美国空军的阿诺德工程发展中心和NASA的兰利研究中心，通过这些风洞试验和设计研究确立新型飞机的基本外形设计，发动机推力台试验是在亚利桑那州石英区的麦道格拉斯工厂进行的。这些试验包括对试验襟翼部分的早期射流冲击试验。机身的模型用于验证所需的陆军负载的加载和卸载，更详细的货舱地板模型可以演示装载硬件的设备。机翼、垂直尾翼、发动机短舱和起落架的其他功能工程模型协助改进设计和图纸。

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　　在飞行测试之前，C-17电子系统测试至关重要，它拥有56套航空电子系统、19台不同的计算机和大约200万行软件代码，这架飞机异常复杂。综合显示器开发站是一个驾驶舱模拟器，用于评估显示器和驾驶舱照明。作为早期计划中唯一的有人驾驶的C-17模拟器，它也被用于训练和飞行动力学/飞行控制的发展。航空电子集成区协助开发所有主要航空电子元件之间的无故障接口。地面试验台“铁鸟”或飞行控制系统模拟器允许同时测试机械系统和电子飞行控制，协助评估液压运行和容积、电气系统和机械控制元件等整个飞行控制设计的充分性。

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　　两架C-17飞机被用于地面测试，以验证空气/地面载荷设计和疲劳分析。一架通过一个巨大的桁架和大约350个附加液压油缸承受模拟飞行和地面载荷。负载测试大约需要2.5年才能完成。静态测试的高潮是加载机翼直到失效，产生超过10英尺的翼尖偏斜。一架机身被安装在一个类似的桁架上，承受使用载荷循环，以展示结构的必要耐久性和疲劳寿命。美国空军规定了3万小时的使用寿命，预计在30年以上的使用寿命。测试延长到三个等效寿命，以证明寿命和增长潜力的设计。这模拟了超过25000次飞行和36000次降落。

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　　麦道公司在加州长滩机场的54号大楼组装厂为C-17项目扩大到110万平方英尺，一个非常平滑和水平的地板允许大型飞机部件在气垫垫上移动，机尾通过悬挂在天花板上的封闭平台到达，这个平台被称为“空中花园”。第一个C-17部件在1987年11月2日制造，第一个部件在1988年10月24日组装。第一次机翼和机身匹配发生在1990年6月28日，原型测试飞机T-1的装配在1990年12月21日宣布完成，

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　　最初生产的四架飞机(P-1到P-4)和T-1在ini测试时专门用于飞行测试。多弧离子镀。飞机P-5后来被添加到测试程序中除P-4和P-5外的所有安装。飞行试验飞机的主要任务是。T-1包络展开，颤振，飞行质量，稳定性和控制，空气数据校准，失速，空中加油，空中交货系统P-1结构载荷、振动及音响、坑坑洼洼的机场操作航空交付系统,可支持P-2性能，推进航空电子设备，飞行质量。初始运行测试和评估(IOT&E)P-3航空电子，机电系统，全天候气候实验室P-4航空电子设备，任务系统，航空电子、电磁兼容性/干扰,闪电，测试飞机都在货舱或夹层有仪器电子机架和托盘数据监测和记录站。数据经过数字化和遥测传送到DAC或AFFTC地面站，以便在任务控制室中记录和显示。整个机载数据系统可以处理和记录数千个参数

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　　飞机在位于佛罗里达州埃格林空军基地的美国空军气候实验室进行为期6个月的测试，以证明飞机系统可以在华氏65至120度的温度范围内以及雨、雪和冰中运行。P5飞机直接飞往马里兰州海军航空站，进行为期4个月的闪电和电磁兼容性/电磁干扰测试。P-4飞机在得克萨斯州胡德堡进行了为期两周的装载试验陆军装备、车辆和飞机。美国和关岛的许多其他地点被用来进行进一步的气候工作、性能试验，包括半准备的机场和空投试验。在几年的时间里，执行了200多个单独的测试计划。基本机身包络展开试验包括稳定性和控制、颤振和结构载荷试验。全系列机身/发动机性能。无数的系统集成测试被用来验证C-17复杂的系统的正常运作和相互作用。还进行了大量的货物装载和空投试验。人为因素评估确保没有恼人的或潜在危险的人机界面问题，

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　　试飞计划需要2 300个飞行小时，并在大约22个月内完成。首次飞行前，在长滩跑道上进行了低速和高速滑行测试，评估了操纵和制动性能，并研究了起落架的摆振敏感性。C-17A的第一次飞行于1991年9月15日完成，持续了2.4个小时。在接下来的8个月里，T-1将是唯一的C-17试验台，直到1992年5月18日P-1飞行。虽然早期的C-17飞行测试结果显示了一些系统缺陷，因为飞机尾部机身周围有逆向气流，而且在随后的测试中发现，在C-17s之前的编队中存在扰流涡。随着时间的推移，这些困也被克服了。性能不足和超过设计目标的空载重量通过一些小的设计更改的协调努力得到了纠正。

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　　第一架飞机于1995年1月17日投入使用，但C-17还有最后一个障碍。这是由作战测试人员执行的30天可靠性、可维护性和可用性评估，包括模拟战时节奏的9天“激增”和为期一周的模拟多地区冲突空运场景。这架飞机载着战争代表的货物，频繁飞越全国和英国，空投了3000名伞兵和345吨货物，并在半挂车上进行了短距离降落为运送装甲车而准备的简易机场。单个飞机每天最多飞行17.1小时。最繁忙的两天有61架次，飞行时间465小时。整个飞行队共飞行513架次，飞行总时数为2 252.5小时。发射可靠性平均为99.2%，任务可执行率为90.7%，完全任务可执行率为85.1%。比普通飞机要少计划平均每飞行小时2.25小时的维修工时，平均为惊人的低3.45小时。，C-17测试团队抓住机会在重型飞机中创造了22项世界纪录。赢得了1994年美国国家航空协会颁发的科利尔奖。

　　三：C-17运输机的结构

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　　C-17是一艘超大型运输机，其长度与C-141B相当，宽度几乎与C-5相当。机翼有一个明显的六面体和携带四个巨大的下挂引擎。机身结构是传统的半单体结构，主要结构由铝构成，二级结构是钢和钛再加上复合材料的，工作人员通常通过机身前部左舷进入，飞行舱由驾驶舱和乘员休息区组成，休息区由包含电气和航空电子设备的舱壁和断路器盘隔开。

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　　右舷前机身有一个紧急逃生舱口。空中维修/开沟舱口可通过乘员休息区进入飞机顶部，休息区上层床铺后面有逃生点。当被激活后爆炸线在四个点切开飞机外壳产生逃生孔，同时自动弹岀46人的救生阀。货舱地板舱口由钛和铝组成，一个在货舱地板的前端，另一个刚好在飞机底部坡道的前方，允许进入地板下行检查或维修。

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　　机翼是三翼结构，具有超临界翼型部分，以减少跨音速飞行时的阻力和增加内部燃料体积，机翼的续航能力和寿命使得它的重量几乎占到飞机总重量的三分之一，而且它的根部有一英寸厚蒙皮。复合机翼减少了叶尖涡流阻力和涡流强度，总体减阻率可达3%。安装在发动机短舱上的侧翼在升高的AOA处产生强旋涡，延迟了机翼流动分离的开始，有效地提高了最大升力系数。

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　　所有的燃料都包含在机翼的“湿翼”结构中，每个机翼包含一个内舱和一个外舱燃料箱。内舱有一个24,400磅的容量尾部和27,255磅的容量前部。重37,760磅的舷外燃料箱通常通过一个进料箱供给舷外发动机。翼尖处安装一个排气箱，使油箱内的空气压力与环境压力相等，避免油箱在高度变化时损坏。在副翼和襟翼之间的机翼后缘有一个加油桅杆。

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　　每个油箱包含两个潜水泵，进料箱包含一个输送泵。无数的阀门和歧管允许燃料在任何一个油箱之间转移，任何一个油箱可以为任何一个发动机提供燃料。如果所有的油箱泵都停止工作，发动机仍然可以通过重力进给和从发动机驱动泵的吸入进给来供给，自动燃料管理系统根据需要在油箱之间泵入燃料，以保持两翼之间的平均分配，并帮助保持飞机的重心向前。所有这些功能都可以手动执行，并使用驾驶舱的燃油系统面板对单个数量进行监控。

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　　垂直机尾装有双、非互联、两段舵。舵”病房和后段铰接，有两部不相连的双电梯。通过货舱门上方的塞式顶棚舱口梯子到达，这使得维修人员可以很容易地维修机尾内的设备，并通过外部舱盖进入水平稳定器的顶部。

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　　所有的控制表面，除了襟翼和板条完全由碳复合材料制成。襟翼是钛，铝和复合材料的组合，而板条是铝与钛防热板。C-17共有29个操纵面，每个机翼配备四个前缘板翼段，一个副翼，两个襟翼段，和四个扰流片安装在襟翼的前面。每个襟翼部分包括一个向前跨展的气动叶片，产生一个双开槽福勒襟翼配置。在叶片和第一襟翼段之间形成一个固定的槽，在叶片和扰流板段之间形成第二个槽，除了扰流器外，所有的控制表面都由单独的一对液压机械执行机构驱动，每个执行机构采用一个单独的执行机构。

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　　飞机有四个完全独立的4000 psi液压系统，在紧急情况下依靠单液压系统飞行。四个大型液压油箱安装在货舱壁上，以便在飞行前可以直观地检查液面。液压系统由两台系统控制器计算机中的一台自动调节，一个主泵和一个副泵为每个系统提供动力。电动辅助泵在发动机不工作时提供液压。如果发动机完全失灵，右舷起落架的前部底部压缩空气涡轮伸出，气流启动直径27英寸的涡轮供电。主飞机交流电源由四个75-90 KVA 3相，115/200V, 400循环集成驱动发电机提供。200安培变压器整流器将交流电源转换为28伏直流电，两个40安培的镍镉电池也为APU启动、地面加油和紧急供电提供交流/直流电源，供电时间可达30分钟，电源通过交流和直流主电源、传输电源、应急电源以及连接到各种系统和航空电子设备的总线和继电器进行分配。超过2000个独立断路器分布在整个飞行甲板和货物区域。

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　　C-17使用控制杆控制，由于美国空军的偏好和侧边操纵杆无法通过机械备份控制系统，侧边操纵杆被用来代替侧边操纵杆控制器，四冗余数字飞线式EFCS和自动驾驶仪可增加飞机的稳定性和提供专门的飞行控制模式，四个独立的飞行控制计算机(FCC)管理系统。系统运行时只有两台联机的计算机。EFCS拥有多种飞行控制模式，襟翼和板条与位于中间支座上的襟翼/板条手柄一起控制。当飞机即将失速时，电脑会启动操纵杆振动器，并发出声音警告发给机组人员。4台空气数据计算机(ADC)执行所有必要的计算，以向飞行员显示器和FCCs等计算机提供诸如空速、高度、外部空气温度等数据。四个定压式狗腿探测器，两个在机身两侧。

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　　自动飞行控制系统由自动驾驶仪、自动油门系统(ATS)和飞行控制器(FD)组成。FD为飞行员提供必要的手动仪表着陆系统进场，航空电子设备语音通信由两个VHE、两个UHF和两个HF电台提供。超高频无线电具有自动测向能力。导航无线电包括两个VOR/ILS/标志信标接收器、两个测距设备接收器和两个GPS接收器。机身上的30个天线与这些收发器相连。所有无线电的主要控制由具有机组人员接口的综合无线电管理系统执行，通过每个引航站的通信导航控制头和中央基座的任务和通信键盘编程和切换频率，整个飞机有16个对讲控制系统面板。无线对讲机系统允许在飞机内部和周围进行通信，

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　　计算机会计算货物重量和重心数据提供给飞行员，飞行员还使用电脑进行任务计划，导航设备、仪器等等——基本上是世界上所有的导航设备和大约500个主要的导航设备——都是预装，加油机运行航道，空投点和其他信息可能会被添加一个软盘上，通信数据也可以预先编程，以便在飞行中随时提供频率和适当的无线电选择预先编程的任务计划数据通过直接插入，当机组人员登上飞机时，装载机管理员负责安排乘客就座。飞行员上传任务数据并坐在典型的运输机座位上，一个全宽的仪表盘通过中间的基座控制台和飞行员之间的头顶面板进行扩展。四个带有四舍五入键的大型全彩多功能显示器(MFDs)控制着教学面板并显示主要内容，几乎所有的飞机系统信息存储在计算机内存中供维修人员以后下载。该信息通过装载站的笔记本电脑检索，极大地促进了快速维修，

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　　普惠F117-PW-100型发动机采用双转子、单级风扇、高旁通(5.9:1比)涡轮增压，包括一个低速转子的一个风扇级，四个压缩机级，和五个低压涡轮级。高速转子由十二个高压压气机级和两个高压涡轮级组成。第6级和第10级转子叶片角度可以调整，以改善启动和防止压缩机喘振。燃烧部分由一个带有24个喷油器的环形燃烧器组成。所有引气都来自第10、14和17级。发动机短舱有固定的测压入口，包括热排空气防结冰管道。所有控制都是电动的，在节流阀和发动机之间没有机械连接，通过每个发动机上的双通道电子发动机控制(EEC)来调节和优化操作。

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　　发动机附件齿轮箱驱动的基本附件包括两个液压泵、一个地面和飞行气动起动器、一个发电机、一个为EEC提供动力的交流发电机、一个油泵、一个燃油控制单元和一个油泵以及一个扫油泵。用于启动的气动源可以来自外部车、APU或其他发动机。风磨空气启动也是可能的。发动机着火的探测发出声音警报，确定发动机着火，并指示拉出火手柄以释放灭火剂。

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　　主起落架采用了整体顶升特性，电子防滑系统自动避免触地时轮胎漏气，在刹车的情况下，还可以在收缩时停止轮胎转动。单独的紧急制动压力蓄能器允许多达10个全制动应用，在高压液压系统故障的情况下，以及提供一个驻车制动功能。在座舱中心基座上有两个驻车制动手柄，分别用于飞机的两侧。如有必要，可使用货舱内的手柄手动将蓄能器泵至全压。在每个车轮熔断器插头融化，以减轻轮胎压力和避免爆炸破裂，制动温度是一个MFD页面和警告信号提供，以帮助确保防止过热。主起落架舱门由前后外门和前后内门组成。外门旋转到外侧，以保证离地间隙，内门打开与飞机腹部齐平。

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　　环境控制系统(ECS)的功能包括空调、航空电子冷却、客舱加热、飞机增压、冰保护、烟雾探测、挡风玻璃除雾和防冰，以及挡风玻璃雨刷。大多数环境要求的空气由发动机排气提供，货舱加热是地面以下的加热元件作为补充。机身可以通过发动机引气加压，以保持1万英尺或以下的机舱压力高度，并在飞机爬升和下降时自动调节。正常的压力排气是通过前起落架尾部的方形阀完成的。额外的压力排气或紧急减压是通过货体上方机身右侧的三个圆形阀门完成的。尾部货舱包含两个小便池。急救箱、手提式灭火器、事故斧子和其他应急设备都是可用的。一系列22个光敏感烟探测器位于整个飞机与面板指示感烟探测器的位置。

　　四：运20运输机

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　　整个C-17项目耗资430亿美元，从预研到装备用时30年(运20运输机是2007年立项，到2017年装备，仅用十年)，生产一架C-17需要1000多家供应商和15000人的团队合作。生产一架原型飞机需要大约200万工时，在以后的生产中已经逐步减少到75万小时。波音公司对装配线和一些飞机部件进行了改动，以简化结构和降低成本，建造一架C-17的时间从505天减少到389天。中国的运20运输机和C-17运输机有很多相似之处，

　　从上面这些介绍，大家可以了解一架大型军用运输机的研发，测试，生产有多么的复杂了。运20运输机有多高端？俄罗斯只有改来改去的伊尔76，乌克兰已经无法生产的安124，美国C-17运输机已停产，无论重新生产或研发新机，都要二十年了，加上波音没落的质量，不用说客机，连生产KC-46加油机也因质量问题美军都拒收了。现在全球在生产的战略运输机也就中国的运20运输机了。