木易
在2016年4月份,美國空軍開始對其主力C-17運輸機進行氣動外形的改進,以減少飛機的阻力,進而降低耗油率。美國空軍研究實驗室在加州愛德華茲空軍基地開展了這項C-17減阻項目,由418飛行試驗中隊,測試洛馬公司的渦流控制技術在C-17上的減阻效果。
C-17是波音公司為美國空軍研制的戰(zhàn)略軍用運輸機,具備短場起降能力,用于將快速反應部隊部署到主要軍事基地或直接運送到前方基地,必要時也可勝任戰(zhàn)術運輸和空投任務。C-17幫美軍大幅提高了全球調動部隊的能力。
但在C-17領先世界的光環(huán)下,也存在弊端,就是油耗高。C-17目前已經(jīng)是美國空軍中的“耗油大戶”。在美國縮減軍費的背景下,就連美國空軍也對C-17的高油耗吃不消,因此考慮降低C-17的阻力以降低油耗。
美軍采取的措施是通過安裝整流裝置和小型葉片改善C-17的空氣動力學性能,在不降低飛行性能的前提下實現(xiàn)減阻的效果。這些減阻裝置由洛馬公司設計,共有三組。一組是安裝在C-17發(fā)動機掛架根部的整流罩,第二組是安裝在C-17翼梢小翼根部的整流罩,而第三組是安裝在飛機尾部左右兩側的12片微型葉片。
這些整流裝置和小型葉片都由洛馬公司使用3D打印技術制造而成,而且在測試飛機上安裝的時候使用了激光定位安裝和簡易密封技術。激光定位安裝可省掉制作特殊的工裝設備的過程,而簡易密封裝置能簡化安裝程序,并能在測試完成后快速拆除而不損害機體。
早在安裝測試前,美軍就用風洞進行了模擬空氣動力學計算。在實機安裝測試的時候,美軍還是用波音公司開發(fā)的軟件來收集飛機飛行中各項數(shù)據(jù),匯總后將分析這些減阻措施是否有效果,進而決定是否在美國整個220多架C-17的運輸機群中推廣這項減阻措施。
美軍計算如果C-17阻力降低1%,每年就能節(jié)省710萬加侖的燃油。只要能實現(xiàn)減阻1~2%的目標,美軍每年就能節(jié)省4 800萬美元的燃油費,可見大型運輸機的油耗多么驚人。
相比之下,其它國家一些新型軍用運輸機盡管最大起飛重量沒有C-17大,但發(fā)動機卻比C-17的F117-PW-100發(fā)動機更加耗油,因此美軍這種利用3D打印技術快速修改設計挖掘潛能的做法,還是值得借鑒的。