货舱
针对军方提出可空运M-1主战坦克等重型装备,或能在货舱中两排布置6辆卡车的战略空运要求,C-17货舱设计特别宽,达5.49米、最大高度为4.5米。尽管C-17的长度和C-141差不多,但如此宽大的货舱已与外形尺寸比C-17大得多的C-5货舱(宽5.79米、高4.09米)相当。C-17可装运美国陆军95%的装备,凡是C-5能装载的C-17也都能装。其货舱可同时装载2架AH-64武装直升机和2架OH-58侦察直升机,或并排装18个2.7×2.2米的货盘(货舱地板上14个,尾舱门货桥上4个),或3辆M-2步兵战车和38名士兵,也可与其他车辆混合装载M-1主战坦克、M-2步兵战车等。为了能承受重型装备,货舱地板由合金纵梁加强。尾舱门货桥也可承载18.5吨的载荷,而一般运输机舱门货桥上通常只能放置较轻的载荷。在运送兵员时,可在货舱的每一侧布置27个可折叠式座椅,机身中部布置48个背向双排座椅,共计102名全副武装的士兵。在执行救护任务时,C-17可装载48副担架及随机医务人员。
C-17还是唯一能空投大型武器装备的飞机,如步兵战车等。2004年8月,美国就使用C-17在爱德华兹空军基地成功进行了空投23.8吨重“斯特瑞克”机动火炮系统(MGS)的试验。在C-17货舱顶部布置有起重吊车和牵引机等机内自装卸设备,地板上布置了系留环、导轨、滚珠、滚棒系统等设备,这些设备一直延伸到尾门货桥上,每个系留环承受的拉力为11.340吨。对于标准航空运输货盘,地板上的动力传送滑轨可反向滚动,实现对货盘的翻转操作。这在以往的运输机上是绝对禁止的,因为在空中时载荷在机舱内会产生位移,影响飞机的稳定性,严重时会危及飞行安全。在所有布置于地板上的装卸设备里,最具特色的就是在C-17上首次采用的双列并行载荷装卸系统(DRAS)。这套系统就是利用C-17机身非常宽大的特点,在货舱地板上并行设置两条滑轨,可同时进行装载和卸载载荷操作,效率非常高。特别是在那些条件简陋、缺乏辅助装卸设备的野战简易机场,C-17先进的“载荷管理系统”和完善的机内装卸设备,使其强大的“自装卸能力”优势尽显无遗。
为了保证载荷分布平衡合理、不影响飞行稳定性,C-17配备有“载荷管理系统”,可以精确测量出装卸载荷时所引起的重心变化,并在地面装卸阶段就自动计算并显示出最佳装载位置。“载荷管理系统”与货舱装卸系统相结合,可以在完全无机场保障设备的前提下,只由一名装卸长操作,在15分钟内完成对一架已在货舱尾门外折叠好旋翼的AH-64武装直升机的装载工作。“载荷管理系统”还与飞机计算机综合成一体化系统,不论是在飞行过程中还是在地面静止状态下,均可实现对货舱内载荷的搬运操作。
C-17机身截面设计为底部扁平的圆形,有利于降低机身离地高度。C-17的尾部上翘,货舱门共有两扇,前面一扇放下后即成为货桥,后面一扇由液压操纵向上收起。值得说明的是,C-17的货桥放下后水平夹角仅为9°,比伊尔-76的水平夹角15.3°小得多。水平夹角越小就越有利于大型载荷的装卸,可在很大程度上缩短装卸作业时间。不过,当装卸重量超过29.5吨的单件载荷时,要用一对液压操纵的支撑设备来撑住后部,以防止飞机后翻。除了机尾货舱门外,在机身后部两侧还各有一个向内、向上开启的舱门,在舱门外设有高速气流挡板和跳伞平台,以保证伞兵从这两个侧门跳离飞机的安全。
表面上看,虽然C-17的最大载荷比C-5要小,但这并不表明后者的实际运载效能就比前者高。受货舱内装卸设备及高度的限制,C-17在装运载荷时的空间利用率要优于C-5,特别是在装载外形尺寸较大的载荷时,高度的优势就体现出来了。而且得益于优秀的“一站式运输”能力,从实际运输效率上来看,C-17反倒比C-5高得多。麦道公司曾与美国空军一道作过分析:把两个师空运到国外某个作战地点,如果是C-141的话,需要飞497架次先空运到条件比较好的中转机场,再由C-130运输机飞1177个架次,将部队与装备送至前沿野战机场。而用C-17来执行同样的空运任务,仅用260个架次就能将所有部队和装备一次送达。另外,由于具有空中加油能力,也不需要中途着陆即可飞抵全球任何一处,是名副其实的“环球霸王”。
航电系统
C-17的驾驶舱充分借鉴了MD-11的模式,机组人员三人,即正副驾驶员和装卸长。机组人员通过前机身左侧靠下的登机梯舱门进入驾驶舱。驾驶舱后面有机组人员休息舱,装卸长工作台位于货舱前端。因为座舱采用先进数字式航电系统,包括4个彩色CRT多功能显示器和2个全飞行范围平视显示器等集中显示各种信息,所以大幅减轻了驾驶员的工作负担。
C-17的主要仪表是2个平视显示器和4个彩色CRT多功能显示器,布置在驾驶舱前仪表板上,并有8个备用传统仪表布置在多功能显示器的周围。与一般运输机不同,平显是C-17的主飞行仪表,视角为30°×24°。在短距着陆和低空空投等需要精力高度集中时,可让驾驶员不必将视线移至他处就对基本的飞行状态信息一目了然,并有两种抗干扰模式以更好适应各种战情。在不使用时,可以折叠起来。另一个不同之处是C-17没有采用传统的驾驶盘,而采用类似战斗机的驾驶杆。
多功能显示器为按键式控制,通过翻页可浏览到通讯频段、航线、空域、参照点以及导航等信息。另外,还有2个头顶显示器布置在驾驶员上方遮光板处,主要用于显示基本飞行数据。头顶面板同时包含了飞机的全机监控装置,包含告警与提示系统、飞机地面进近告警系统和中央语音告警系统。当飞机出现任何非正常情况时,声音告警就会提示机组成员,并同时在显示器上显示故障原因。C-17共有4台任务计算机系统,用于任务规划、告警、综合无线电管理和飞行操纵。任务计算机系统控制着56个数字式外场可更换部件,这些部件监控、处理和传送MIL-STD-1553和ARINC429数据总线上的数据,用以操纵飞机和报告机组。当一台任务计算机正常工作时,其余3台余度任务计算机之间进行持续相互检测。
C-17是美国航空工业史上第一架采用四余度数字式电传飞控的大型运输机,本来原设计是双余度电传飞控系统加机械备份,但后来在试验时发现这套系统无法确保在飞行中不会进入T型尾翼布局固有的深失速区域,所以才改为四余度电传飞控系统加机械备份。因为是在大型运输机上首次采用,缺乏可借鉴的资料,工程师们在电传飞控系统的软件方面碰到了不小的困难,这也是第一架原型机首飞时间拖延的主要原因。电传飞控系统由4台GEC电子设备分公司的飞行控制计算机、2台复式大气数据计算机、3个三轴角速度传感器和加速度计、自动驾驶仪,以及每个驾驶杆和方向舵脚蹬上的4通道传感器等设备组成。当2台以上的飞行控制计算机处于正常工作状态时,电传飞控系统全权限4重操控模式发挥作用。如果3台或4台计算机出现故障时,机械备份系统自动接通,飞机具备返回能力。在电传飞控系统中增加了攻角限制器,以限制升降舵偏转角的方法来提供失速保护,防止飞机进入不可恢复的失速状态。另外,C-17还加装了与三代战斗机上类似的“失速预警震杆”告警系统,可以在接近失速状态时通过震动操纵杆来提示飞行员注意,这也是首次在运输机上采用。
考虑到“全球到达”的战术要求,C-17的导航系统也设计得极为先进可靠。这套系统装备GPS全球卫星定位系统、任务计算机、气象雷达、雷达高度表、惯导(INS)、费尔康无线电导航和任务计算机等。导航系统数据库除了有500个主要的导航坐标和其他战术数据外,还存有全球所有“费尔康”导航台的资料。借助于导航系统,2名机组人员即可完成所有飞行任务。导航系统除了可提供全天候、全空域、以及定点空投/空降任务条件下的导航外,还可配合ANIAPN-163编队飞行系统完成复杂气象条件下的松散编队飞行任务。AN/APN-163编队飞行系统是基于短程雷达以及接近告警系统的装置,最多允许18架C-17进行编队,并将编队中其他飞机的位置准确显示在多功能显示器上,与地面应答机结合使用,以提供复杂气候条件下远程大编队的精确空投能力。
