美國空軍C-17戰略戰術運輸機正在進行最后一階段阻力降低試驗

  目前美軍的C-17“環球霸王”III因其較高的使用率，成為美國空軍航空燃料消耗最大的用戶。這也是為什么第418飛行試驗中隊的一個團隊從去年開始參與到美國空軍研究實驗室（AFRL）的C-17減阻項目當中。

  第418飛行試驗中隊目前正使用洛克希德·馬丁公司制造的3D打印部件努力完成最后三個階段的試驗（整個項目包含五個階段研究內容）。洛馬公司所生產部件的安裝將使用激光定位裝置找到正確的位置然后使用粘合劑將部件粘合到飛機上。根據試驗經理的表述，激光定位系統的使用能夠使團隊跳過安裝工裝的設計與制造。粘合劑簡化了安裝工作，更重要的是當飛行試驗結束移除相應部件后能夠將飛機恢復到初始狀態。

  該中隊正在對不同構型的部件進行試驗，來審視外部結構修改是否能夠改進飛機附近的流動。此前的計算流體力學模擬和風洞試驗中，已經識別出引發額外阻力以及擬進行優化的C-17機身區域。

今年春天，已經完成了前兩個階段的試驗。這些試驗中對渦控技術公司（Vortex Control Technologies）制造的兩種不同構型部件進行了測試。設置這些部件以及采用不同構型都是為了降低阻力、改進燃油效率。

  第418飛行試驗中隊的項目工程師Bogdan Wozniak稱“阻力降低每改進1%，每年會節省710萬加侖燃油。每降低1%~2%阻力，意味著每年節省2400到4800萬美元。”

  目前，試驗團隊正準備對第五個也是最后一個構型進行試驗，這些部件都由洛馬公司生產。已經完成的第三階段試驗中在C-17后機身安裝了12個微狹板（microvane），第四階段中在每側機翼上增加了3個整流片。

  第五階段，將在保留這12個微狹板和6個整流片的基礎上，在每側的翼梢小翼上增加2個整流片。

美國空軍研究實驗室（AFRL）管理、第418飛行試驗中隊負責測試的C-17阻力降低項目第三、四、五階段中，C-17后機身每側粘貼了6個微狹板。所有五個階段試驗用C-17由路易斯-麥科德聯合基地提供。圖片來源：美國空軍。

  C-17阻力降低項目第四階段中，在每側發動機掛架處的機翼前緣附近設置了3個整流片。這些整流片設置在此前由計算機模擬識別出的流動混亂區域。第四階段試驗了這些整流片同后機身每側6個微狹板共同作用的效果。圖片來源：美國空軍。

  每個階段都將進行至少3次飛行試驗，一次飛行品質回歸飛行以及在0.74馬赫和0.77馬赫下的巡航性能飛行。試驗團隊還將在12月進行空投試驗，以確認微狹板不會影響C-17的空投任務。

這些飛行通常都在同一狀態下進行，這樣每個階段搜集的數據都能進行準確對比分析。第418飛行試驗中隊在所有飛行中使用了同一架C-17。這架飛機是從路易斯-麥科德聯合基地借來的，此外還借用了四名維護人員。

  “飛機和大氣數據都是飛機在以定值的空速、定值的高度直線、水平飛行的條件下測得的，同時風速、大氣湍流度也要低，要以90度側風飛行以減小迎風和順風效應。每次飛行都要在固定的空速和高度下飛行8小時，這樣可以得到用于分析的足夠數據。”Wozniak說。

  飛行數據由一套波音公司開發的計算機程序搜集和處理，該程序可輸出升力和阻力參數，并進行對比分析以觀察到底阻力降低了多少。

  飛行試驗是AFRL這一項目的最后一個階段，此前已經進行了計算流體力學模擬和縮比模型風洞試驗。搜集到的數據將送往位于懷特-帕特森空軍基地的AFRL，他們將研究這些改進是否改善流動、降低阻力。稍后，空軍領導將最終決定是否在整個C-17機隊采用這些改進措施。

  在愛德華茲空軍基地的試驗團隊包括第412試驗聯隊的人員、洛馬公司和波音公司的承包商，以及來自加拿大、英國和澳大利亞的代表。

  C-17阻力降低項目最后一次飛行預計將于12月進行。