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美军规划新战略运输机,如何才能一机取代C-5和C-17?

来源:中国航空新闻网发表时间:2025-12-03 13:55:27浏览量:236

根据《战区》等媒体报道,美国空军目前正在考虑研发新一代战略运输机,并希望其能在21世纪40年代开始交付,以同时取代现有的C-17A“环球霸王”和C-5M“银河”战略运输机。该项目被命名为“下一代空运平台”(NGAL),目前仍处于总体规划的早期论证阶段,性能指标和技术路线都高度不确定。

美军规划新战略运输机,如何才能一机取代C-5和C-17?

C-5与C-17

美国空军机动司令部司令约翰·拉蒙塔涅(Johnny Lamontagne)表示,截至2025财年初,美国空军保有52架C-5M和222架C-17A战略运输机。但目前这两种机型均已停产。波音曾在2025年6月表示,有客户希望推动C-17生产线重启,但目前并未落实实质性工作。而设计年代已相当久远的C-5M则已不可能再复产。

美军规划新战略运输机,如何才能一机取代C-5和C-17?

C-5

C-5运输机由洛克希德·马丁公司研制,机体制造工作均完成于1973年之前。由于基本型C-5A在服役初期就发生了因结构强度和耐腐蚀能力不足而产生裂纹的情况,因此C-5家族在1987年之前进行了重大结构改进,主要是更换了新型机翼。改进后的机体的预期寿命是20年日历寿命或者3万飞行小时。C-5M则是改进航电和更换新型发动机的改进型,未见结构有重大改进的报道。

C-17由原麦道公司(后被波音合并)研制,预期寿命是3万飞行小时和30年日历寿命。美军现役的C-17中,首架飞机交付于1993年,最后一架交付于2013年。总体而言,C-17的机群年龄并不大,整体状态良好。

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C-17

从美军近年报道的使用反馈,尤其是在阿富汗等地进行长期的跨洲战略运输任务经验看,C-5和C-17两种机型有显著的能力差异。

最大载重量为74.7至77.5吨的C-17能够满足大多数运输需求,且能直接降落在接近战场一线的未铺装跑道上,运载物资分发到前线单位的效率很高。

而最大载重量超过118吨的C-5,尽管非常依赖高等级跑道,只能往返于中枢基地,但其更大的载重量和更大的货舱截面积和尺寸依然有其独特优势。当美军要运输大量物资或者超大件/超重型货物时,C-5的任务能力依然能超过C-17;其中一些任务甚至是C-17所无法执行的。

美国空军在对NGAL项目进行规划论证时,显然会考虑到以上战场经验。目前NGAL仅对外披露了一些模糊的性能要求,包括“更高的速度,更高的作战灵活性;无论是在地面还是空中都必须具备更好的威胁防御能力”等。而这些具体要求落实在现有运输机体系中,具体指的是什么?值得逐一分析。

“更高的速度”指什么?

C-5和C-17都是典型的上单翼军用运输机构型,为了顾及极端运输场景下的最大尺寸货运要求,货舱截面积较大,导致机身粗壮。

同时为了具备更好的跑道适应能力,它们均采用了上单翼布局以抬高发动机吊舱的离地间隙;这使两种飞机的主起落架舱都必须安置在机腹下外侧形成更大的凸起,以免压缩货舱空间、抬高货舱地板并导致增加货物装卸难度。这些设计都会导致较高的气动阻力,因此其飞行速度要低于同时代的喷气式客机。

美军规划新战略运输机,如何才能一机取代C-5和C-17?

波音-777飞机

在速度上,C-5和C-17相差不多,C-17经济巡航速度在马赫数0.74至0.77,最大巡航速度在马赫数0.77至0.80。换发后的C-5M稍高一些,经济巡航速度在马赫数0.77至0.79,最大巡航速度在马赫数0.79至0.82。作为对比,波音-777客机的经济巡航速度大约在马赫数0.82至0.85,最大巡航速度为马赫数0.89左右。

从性能取舍的角度来看,NGAL项目应该不会要求运输机具备超声速飞行能力。一方面减小阻力的气动外形要求,会与大尺寸货舱形成难以妥协的矛盾;另一方面,高速机翼设计的低速升力劣势,会使NGAL的起降性能恶化到无法满足军用运输机的起码标准。

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美军早年的一种概念探索方案

基于现有的飞机设计理论推测,NGAL要求的“速度更高”,大概率是指其经济和最大巡航速度将进一步靠近马赫数0.9甚至更高的高亚声速区间。在传统构型很难有显著速度提升余地的前提下,这有可能会涉及气动布局的显著变动,比如翼身融合构型的运用。

“更高的作战灵活性”指什么?

从美军近年来对未来运输机特性的讨论和争辩来看,其作战灵活性概念可能涉及以下几个方面:更大的起降地点选择余地,在高威胁环境下具备有效的生存活动能力,以及利用载荷航程和滞空优势发挥多种平台作用。

美军规划新战略运输机,如何才能一机取代C-5和C-17?

美军规划新战略运输机,如何才能一机取代C-5和C-17?

绰号“超级青蛙”的波音倾转旋翼运输机方案

上述三个要素中,起降地点的选择能力主要取决于短距起降能力甚至是垂直起降能力。C-17在这一方面已经取得了突破,作为战略运输机获得了近似于战术运输机的前线起降能力。考虑到战略运输机要实现重载垂直起降,目前在工程上仍然遥不可及,因此NGAL项目可能会要求未来的运输机具备高于C-17的起降能力,允许在非铺装跑道上,以更短的距离,实现更大重量的起降。

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洛马公司早年的ATT方案概念图

在高威胁环境下活动,意味着运输机需要具备较强的隐身以及自卫对抗能力。此前美国工业界已公开过多种大型隐身运输机的概念方案,但很多问题一直没有获得公认良好的解决方案。比如在巨大尺寸的货舱构件无法避免的情况下,全机的信号特征能否真正控制到能形成有效隐身效果的极低水平?比如设计制造和运营成本必然会大幅度上升,这个上升幅度能否控制在可接受水平内?

此外,美军近年来一直在尝试开发运输机类平台的多用途能力,在不过多增加机载设备占用体积重量和机组人员编制的情况下,为此类飞机添加通信中继等功能。目前此类尝试多在加油机上进行,不排除未来会扩展到战略运输机上。

如何获得“抵御更强威胁的防御能力”?

从俄乌冲突战场上双方针对机场的打击情况可以发现,在现代战场上,无人机对运输机的地面生存能力形成了严重挑战。

在安全性较低的区域,运输机需要尽快完成货物装卸和燃油补充,尽量缩短地面停留时间才能有效抵御这种威胁。

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北美飞机公司1992年提出的特种作战运输机概念方案,采用机翼升力风扇。

这种要求,除了涉及机载/地面燃油加注系统的流量压力等设计规格需要修改外,还取决于运输机自身的设计,尤其是吨位尺寸级别。比如C-5货舱可前后开启同时装卸的设计,装卸速度优于C-17只能从后方开启的设计。C-5更大的货舱尺寸,使很多大型车辆或飞行器,可以直接或仅需要简单折叠就能装载;C-17可能就需要装备进行一定程度的拆卸、或是倾斜装载。

而在空中,战略运输机可能面临的威胁则主要来自远程空对空和地对空导弹。

俄乌冲突战场上,俄军A-50预警机被远程伏击的战例是一个非常典型的例子。从美国军队和工业界近年的讨论看,目前各界并没有生成确定的应对思路,此前常见的解决思路包括机体隐身化,配备电子干扰吊舱等自卫设备,近几年随着AI的快速成熟,也有人提出为运输机安排无人僚机。

总而言之,未来的战略运输机应该采用什么设计取向,运用哪些技术,具备哪些标志性的性能指标,目前还处于各方激烈争辩的阶段。包括NGAL项目提出的这些目标,如果要落实在具体设计制造工作中,也依然也存在大量相互矛盾或者不可兼容的部分。因此,总体来说,NGAL项目要在规划上形成共识并细化冻结设计还需要更多时间。至于最终参选的方案,会选择什么样的布局路线,则只能等待时间的见证。

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关键词: 运输机 C-5 C-17

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