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改进型dc3运输机(航空史话一生二)

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前言

【航空史话】关于美国二战时期飞机的系列文章快要终结了,有读者提醒淘金客遗漏了非常重要的一种飞机,那就是运输机。读者们非常专业——越是现代化的战争,后勤等辅助力量的重要性就越发突出。普通人可能没有注意到,二次大战这样的总体战争,仅就人数而言,辅助和作战之比已经超过了1:1,到现代更是达到了3~5:1!一支现代化的军队中,一线直接参加作战的人员总数还不到25%。

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后勤在非一线作战部队中占据了相当大的比重,而运输机是其中非常重要的一环,尽管在物资运送的总量上,远远不能和船运、车辆运送等手段相比,但在克服地形障碍、运送的及时性等方面却有着不可替代的优势

从1开始

二战盟军运输机中的绝对主力,非产量超过10000架的道格拉斯的DC-3/C-47“达科它”莫属!注意,【航空史话】之前介绍的各种飞机编号都采用的是军用编号,而DC-3却是这种飞机的公司编号,军用编号是C-47。淘金客在称呼这种飞机时更愿意用它的公司编号,因为它不仅仅在二战中为胜利做出了巨大贡献,而且战后还真正做到了铸剑为犁——2015年,我国家海洋局为南极考察订购的BT-67型“雪鹰601”号固定翼飞机正式交付,这型飞机的绰号是“涡轮达科它”,正是涡桨版的DC-3

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我国首架南极科考固定翼飞机“雪鹰601”,机体已经有80高龄

让人惊讶的是,这种BT-67型飞机并不是全新生产的,它全部采用早年生产的DC-3运输机的机体,通过补强延寿、更换动力以及更换设备而成,这也就是说最“新”的BT-67到如今也有近80岁高寿了!说起DC-3系列飞机的真正历史,要从近90年前的DC-1算起。拙作《「航空史话」首次轰炸日本本土——革命性的马丁B-10轰炸机》(点此跳转)一文中提到过,波音在B-9轰炸机输给了马丁B-10以后,将B-9上采用的全金属结构、无支撑下单翼另外加上封闭式座舱等当时最新的技术,在1933年2月推出了划时代的民用波音247客机,时速高达200英里(320公里),成为当时最耀眼的明星。

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划时代的波音247客机

不过波音247尽管非常优秀,但却遭遇了尴尬的问题:产能和垄断。前60架波音247全部被出售给巨头与波音航空有关联的美国航空,其目的当然非常明显。所以当另外一家航运业巨头“洲际西部航空公司”(TWA)也想采购波音247时,波音以生产线满负荷为由拒绝了这笔订单,TWA总裁一怒之下转向道格拉斯公司,提供资金并承诺订单,要求提供同样的全金属单翼运输机,道格拉斯当然是一拍即合!针对波音247的不足之处,TWA公司特别提出“在满载及一台发动机失效的情况下,在TWA所属的机场都要能够正常起飞、爬升和降落的能力。”

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注意波音247机身上的LOGO,初期所有的波音247客机被美国航空垄断

由此淘金客想到现代民航机的“双发延程飞行”,意思是说如果用双发飞机飞一条国际航线,航线必须满足飞机在任意位置上1台发动机失效后,飞机用单台发动机飞行XX分钟之内能到达备降机场。1985年以前,这个XX分钟是60分钟,假设双发飞机只用单发飞行的速度是500公里每小时,那就意味它所飞行的航线上,任意一点的500公里范围内必须要有备降机场,广阔的太平洋、大西洋上的航线是很难满足这样的要求的,所以双发飞机直到1985年还不能用于跨洋飞行。不过到1985年对“双发延程飞行”对波音767放宽到了120分钟,波音777出现时又放宽到180分钟……如今满足“双发延程飞行180分钟”的双发飞机已经成为跨洋航线的主力军了。

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纽约到伦敦,60分钟双发延程飞行设定的航线必须是折线,而120分钟可以跨洋直飞。图中60分钟的距离是435海里

这说明即使到现在,发动机的功率极大地提升了,但双发飞机的单发飞行能力仍然是件值得关注的事。而在1930年代波音247虽然优秀,配套的普惠普惠S1H1-G“黄蜂”星型空冷发动机功率还只有550马力,单发飞行能力堪忧。因此道格拉斯专门对此进行优化,DC-1选择了莱特SGR-1820-F“旋风”星型空冷发动机——二战中许多战机的发动机早期型,单台功率提升到690马力,富余的功率大大提高了单发飞行的安全性

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面对波音的垄断,TWA和道格拉斯推出了DC-1,单发安全性极好!

DC-1采用了较为宽大能让旅客直立的全金属半硬壳机身——所谓半硬壳是指机身的蒙皮也要承受载荷,有别于之前飞机上普遍采用的框架承力而蒙皮不承力的机身。全金属半硬壳结构首先是能减轻结构重量,让载荷分布更合理;其次是硬壳机身强度更好,高速飞行时不会因蒙皮受风压变形而增加阻力。机翼也是先进的悬臂式下单翼,能有效降低发动机短舱和起落架的高度,大大方便地面维护,也提高了紧急情况下迫降的安全性。机舱内配置了12个豪华座椅(比波音247多2个)、厨房和洗手间。为了减小噪音,座椅安装在橡胶制成的软支撑上,舱壁内侧铺设了吸音垫,发动机和支架之间也有厚厚的橡胶减震垫。

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公开展示的DC-1

1933年7月1日,DC-1完成了相当成功的首飞,只有化油器有些小毛病。此后的试飞也非常顺利,尤其是在道格拉斯和TWA重点关注的单发飞行测试中,试飞机组只使用一台发动机就从新墨西哥州阿尔伯克基(TWA 海拔最高的机场)飞到了亚利桑那州温斯洛。TWA非常满意并欣然付款,这架DC-1原型机后来被广泛用于各种试验飞行,打破了多项世界纪录,1935年DC-1用了11小时5分钟横跨美国大陆,把陆航的战斗机、轰炸机都甩在了身后!完成试飞任务后,痴迷航空的“钢铁侠”霍华德·休斯买下了DC-1继续用于速度竞赛,最后被出售给西班牙政府,因发动机故障在马耳它失事坠毁。

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DC-1独此一架

量产的2

TWA对DC-1的测试结果喜出望外,立刻下了20架的订单,不过量产这20架的时候根据试飞结果做了调整和改进,主要改进是放大,将机身延长,座位数增加到14个,量产型主要采用的发动机是功率从710马力到875马力的各种型号的莱特SGR1820型,SG是民用型号的前缀。另外道格拉斯还利用DC-1测试了普惠的SG-D“黄蜂”发动机——这是R1690发动机的民用型,测试的结果非常良好,这样一来客户在订购新飞机时也可以选择普惠的发动机了。

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真正量产时机身做了放大

真正量产的这种新飞机改动比较大,道格拉斯起初把它称为DC-1改进型,很快就改成了DC-2,因此DC-1事实上只制造一架。首架DC-2于1934年5月出厂,11日首飞,TWA的订单随即就增加到了25架。如此先进的飞机也备受其它国家和公司的关注,荷兰的福克公司先下手拿到了欧洲地区的特许生产权,日本的中岛也购买了生产许可证……最终采用莱特发动机的DC-2累计交付了156架,普惠发动机的DC-2A生产了2架,波兰订购的3架DC-2B安装了680马力的英国布里斯托“人马座”VI型发动机,日本中岛也特许制造了5架。

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量产的DC-2客机很成功

好飞机不仅在民间销售得很旺,也吸引了美国军方的注意。不过找上门来的第一个不是大客户美国陆航——空军的前身,而是次一等的美国海军,出手购买了5架标准配置的DC-2客机,配710马力的莱特R-1820-12“旋风”发动机,海军给出的编号是R2D-1,常来的朋友们应该已经明白的编号的含义:R代表运输、2代表某公司为海军制造的第2种此类型的飞机、D是道格拉斯的公司编号,后面的-1是第一个子型号。R2D-1被海军当成运送人员的专机使用,还分配了2架给“四等人”海军陆战队。

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海航最早购买道格拉斯的DC-2作为专机使用

最大的潜在客户美国陆航其实早就关注了DC-2,但当时内部存在一些观望——被波音247引领起来的这一波配全金属、单翼、收放起落架的先进运输机正在火热发展中,除了波音和道格拉斯,洛克希德、马丁等公司也使出全力,都知道这次变革之中,落后太远就意味着被彻底淘汰。此外当时美国还是孤立主义盛行,国会老爷们把经费卡得很紧。不过DC-2展示了超群的优秀性能,终于让陆航下了决心——关于洛克希德和马丁两家公司(现在成了一家啦)同期产品,请参见拙作《「航空史话」飞翔在星辰和大海之间——二战PBM“水手”水上飞机》(点此跳转)和《「航空史话」无英华可以自见——二战巡逻轰炸机“文图拉”》(点此跳转)。

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其它公司的新客机也颇受重视,洛克希德的客机后来也参了军

陆航和海军一样首先购买了1架标准的DC-2客机,配750马力的莱特R1820-25发动机,换装了军用标准的仪表和设备,分配到的编号是XC-32,用于该机型的初始评估,后来成为陆航的VIP专机,多数情况下成为陆航安德鲁斯将军的空中指挥专机。XC-32本来只此1架,但二战爆发后陆航又紧急征召24架DC-2客机入伍,和XC-32用途、配置都非常接近,尽管比后续其它飞机的入伍年代更靠后,还是沿用了这个编号——定为C-32A。战后比较完发了的C-32A们又纷纷还给了各航空公司。事隔多年以后,美国空军采购波音757用于运输,又将C-32这个编号启用,请注意区分。

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DC-2/C-32运输机

XC-32的测试结果让陆航感到满意,于是正式下了批量采购订单,但要对DC-2进行大改,主要内容是内部的改进——取消民航客机的豪华座椅等设施,加强了地板——从只能承载旅客的体重到能承载较重的货物,机身侧面开了一个高6英尺(1.83米)高5英尺的大舱门方便货物进出。另外,仪表、无线电等设施都按陆航标准安装,发动机功率提升到750马力,DC-2从此正式成为一架真正的多用途运输机,这是传奇的“达科它”的第一步,不过它还是基于较小的DC-2机身,陆航编号还是C-33,共生产了18架。

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DC-2/C-33运输机,注意侧面那个大舱门

巅峰的3

陆航和道格拉斯还基于后来DC-3的技术对DC-2进行改进,产生了C-38、C-39、C-41、C-42等多种型号运输机,批量都不大,最多的C-39制造了35架。陆航这一系列的型号数字,越来越接近后来最具传奇的色彩那个数字“47”了。不过真正的“47”要等到道格拉斯推出DC-3型客机。话说DC-1、DC-2在TWA的资助下大获成功之后,连TWA的主要竞争对手美国航空——之前垄断了波音247的巨头——都坐不住了,CEO亲自致电道格拉斯公司,询问能否在DC-2的基础上研制一种带卧铺的客机

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首架DC-3于1935年首飞,注意垂尾前的背鳍

道格拉斯起初不为所动,但美国航空的CEO承诺了20架订单,于是工程师团队立刻着手改进,相比DC-2,新卧铺客机机身截面从方形变成了椭圆,宽度增加2英尺,阻力反而有所有下降;翼展加大了10英尺(3.05米),翼尖也从方形变为诱导阻力更小的椭圆形;垂尾加大面积——增加了向前延伸的背鳍,水平尾翼也加大了;起落架强化;选择的莱特R1820发动机也终于达到了1000马力……1935年12月,卧铺机DC-3成功首飞,1936年美国航空将DC-3投入商业运营。

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DC-3内部的卧铺

DC-3的出现改变了整个航空客运业,对于推广普及“乘飞机旅行”功不可没,它在白天时可以搭载24名旅客,夜间飞行时座椅打开可以变成16个卧铺,仅加3次油耗费15个小时就能横跨美洲大陆!“睡一觉就到了东/西海岸”成为最有利的竞争口号。相比之下耗时巨长的火车自不用说,传统上这段航程是由福特3发飞机用48小时才能完成的,现在的竞争对手波音247也需要更多次加油速度更慢,经济性也颇有不如!因此DC-3大获成功——仅美国航空、TWA等美国航空公司就购买了400多架,这在航空业还不算发达的年代是个惊人的数字!

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改成座位的DC-3内部

陆航一直严密关注的DC-3的发展,他们首先订购的还是客运的VIP版,编号还不是“47”而是C-41A。注意C-41是C-33的改进版,而C-41A是基于DC-3A的——和DC-2A一样,DC-3编号后带“A”,表明是采用普惠R-1830“孪生黄蜂”发动机,看过淘金客之前文章的读者应该知道,普惠发动机的质量优于莱特发动机,所以后来生产的DC-3以及C-47军用运输机几乎都采用了普惠发动机。陆航采购的这架C-41A的普惠R-1830-21发动机最大起飞功率达到了1200马力,于1939年交付。

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最早参军的DC-3编号还是C-41,VIP要员运输机

随即道格拉斯等来了传奇的“47”——陆航要求在DC-3的基础上研制军用运输机,给予了编号C-47,改进的内容几乎和C-33一样:机体外形没什么大的改动,但内部完全不一样了,货舱门比C-33更大,地板同样加强,座椅卧铺被拆光改成了沿两侧舱壁的28个面对面可折叠帆布座椅,翼展又加长了6英尺,单级2速机械增压的1200马力普惠R1830“孪生黄蜂”发动机成为标配……全新C-47比前辈DC-2/C-33的载重量大了一倍有余,最大超过6000磅(2.7吨),宽敞的机舱能轻松装下1辆吉普车还能再带些迫击炮、拖车之类,或者一整套37毫米反坦克炮,或者14副担架……

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C-47最显著的特征就是硕大的后舱门

待续

珍珠港事件后的第16天,第一架C-47出厂,次年1月开始陆航,“47”的传奇从此开始。英国空军也接收了相当数量的C-47,并给它取名“达科它”——对于美国生产的运输机英国人一向以美国地名来命名,道格拉斯给C-47取的名字原本是遵循道格拉斯“SKY-XX”规律的SKYTRAIN“天空列车”(类似的例子还有AD-1“天袭者”、A-4“天鹰”……),但显然“达科它”更加朗朗上口容易理解,也流传得更为广泛,最后连DC-2/C-33等同系列的飞机都被这样称呼了。

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英国人给C-47取的名字“达科它”更受欢迎

C-47全系列的产量约为16079架——数字来源是军事维基,其中有民用的DC-3有607架,军用的C-47共有10048架,苏联特许生产的“里-2”4927架,连死对头日本都仿制生产了487架各种以三菱发动机为动力的L2D2-L2D5系列“泰比”(斑纹猫,盟军取的引号)运输机。直到今天,包括我国在内还有数百架“达科它”在飞翔,这充分说明它的基础设计已殝完美,飞行爱好者中流传着一句俏皮话:“一架DC-3最好的替代者是另一架DC-3”

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日本生产的L2D系列运输

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