NASA的下一代軍/民用運輸機方案。

　　盡管美國空軍的戰斗機總能成為公眾關(guān)注的明星，但真正能夠讓美國三軍部隊全球部署，并適應多種任務(wù)的還是大型支援飛機，這是真正的戰略進(jìn)攻型力量。其中的一些任務(wù)包括攻擊、轟炸、運輸、空中加油和其他特種任務(wù)。研制并部署這些新型的大飛機平臺造價(jià)十分昂貴，如果根據每一種任務(wù)要求，設計并生產(chǎn)一種大飛機，軍方將無(wú)法負擔。所以，大型支援飛機平臺的項目不能僅僅針對一種任務(wù)進(jìn)行設計，而需要具備足夠的任務(wù)彈性以適應各種不同的任務(wù)。就像C-130和C-135平臺在幾十年的服役生涯中被改進(jìn)成AC-130“炮艇”和RC-135“鉚釘接頭”，以及其他多種任務(wù)改型。

　　當然，下一代大型支援飛機的要求要苛刻得多。正因如此，這種飛機基本的概念是：設計一種可以實(shí)現的基本平臺，它的載重、航程、內部空間和其他品質(zhì)都恰到好處，在使用和生產(chǎn)過(guò)程中，只需要經(jīng)過(guò)一定的改進(jìn)改型就可以滿(mǎn)足各種任務(wù)需要，而不用設計全新的機身平臺。在當前階段，根據不同的任務(wù)需求確定出合適的品質(zhì)就顯得十分重要。

　　任務(wù)的類(lèi)型及特點(diǎn)

　　大型支援平臺具有廣泛的任務(wù)適應性，但是其他的一些以多用途為目的而設計的平臺卻不那么成功了。這是因為在實(shí)際使用過(guò)程中，任務(wù)的轉換及未曾始料的需求都可能超出平臺的能力。由此可見(jiàn)，在設計之初就應當仔細研究每種可能的任務(wù)究竟需要怎樣的能力，這樣才能制定出切實(shí)合理的設計目標。

　　前線(xiàn)攻擊：此項任務(wù)目前主要由AC-130炮艇部隊承擔。盡管AC-130威力強大，但是其作戰使用至少還受兩個(gè)條件限制：一是天候，在夜間和能見(jiàn)度不良條件下，作戰效能會(huì )大打折扣；二是飛行高度，但是為了避免便攜式地空導彈、小口徑防空炮火等其他小型武器的威脅，AC-130必須在安全高度上飛行。

　　新一代的炮艇武器平臺應該具有與現代空中炮艇相同的續航能力，但生存能力必須要更好。新平臺的巡航速度也應當比AC-130快。在執行運輸能力時(shí)，可以使用民航飛機航線(xiàn)（現有的C-130在巡航時(shí)，高度低于民航客機，所以不能用其航線(xiàn)）。此外，新平臺可根據需要攻擊任意一側的目標，相應的傳感器也高度集成。

　　轟炸：此項任務(wù)目前由B-52、B-1和B-2重型轟炸機部隊以及F-15E戰斗攻擊機部隊承擔。雖然B-2的效能出眾，但高昂的價(jià)格也極大地限制了機隊的數量。而B(niǎo)-52、B-1、F-15E則由于信號特征顯著(zhù)造成突防能力相對低下，很難進(jìn)入嚴密防范的目標區。美國空軍的武器庫中需要一種航程遠、突防能力強、能夠投放大型武器的作戰機型。這種需求由來(lái)已久，但卻難度很高。新機型未必要成為所謂的“B-3”，但要綜合B-2和B-52的特點(diǎn)，同時(shí)要填補戰術(shù)戰斗轟炸機和高端戰略轟炸機之間的巨大空缺。

　　運輸：當前，戰術(shù)運輸的任務(wù)主要依賴(lài)C-130完成，戰略空運則由C-5和C-17承擔。陸軍未來(lái)戰斗系統FCS的內涵包括未經(jīng)鋪設短跑道的部署能力。盡管當前的C-130具備良好的起降能力，但卻無(wú)法容納FCS戰車(chē)。另外，C-130的巡航速度低、生存能力不佳，也限制了它的多用途性能。新一代平臺應當同時(shí)具備大貨艙容積和短距起降性能，以滿(mǎn)足陸軍戰略戰術(shù)機動(dòng)的需求。從這個(gè)角度看來(lái)，新機型或許和C-17有些重疊。但事實(shí)上，C-17在戰術(shù)運輸和戰場(chǎng)生存能力方面的不足之處需要得到彌補，總體而言，C-17太大太高端，而且仍未脫離傳統大型運輸機的桎梏。

　　空中加油：KC-135和KC-10是為固定翼飛機加油的主力機型；KC-130則主要為旋翼機加油。時(shí)間和技術(shù)的進(jìn)展同樣讓這些可靠的機型開(kāi)始落伍。新空中加油機應當具備一定的隱身性能，這樣，它就可以在離目標區更近的區域為隱身飛機加油而不被發(fā)現。

　　特種任務(wù)：這有可能是要求最苛刻的任務(wù)類(lèi)型；替代MC-130“戰斗魔爪”的機型必須能夠在不被探測到的情況下深入敵后，著(zhù)陸在未經(jīng)鋪設、沒(méi)有輔助的短跑道上，投放并回收特種部隊及其車(chē)輛，然后起飛并悄悄地撤出敵空域。而且高空和低空突防都必須考慮到。

　　合并需求

　　以上的有些任務(wù)具有某些共性，因而可以歸納為某種通用系統。

　　特種任務(wù)要求和運輸任務(wù)在一些方面有相通之處：短距起降、機場(chǎng)適應性，以及快速的貨物/車(chē)輛裝卸能力。不過(guò)，前者在戰場(chǎng)生存能力方面要求更苛刻。此外，如果特種任務(wù)飛機要求垂直起降的話(huà)，就很難與其他任務(wù)機型整合為一種設計。

　　在研究過(guò)程中，除了對任務(wù)進(jìn)行分類(lèi)，對大小的分類(lèi)也經(jīng)過(guò)了研究。大小分為三級：

　　戰斗/轟炸尺寸（起飛質(zhì)量45噸），適合轟炸/炮艇任務(wù)，尤其是無(wú)人方案。此外還適合作為前沿投放的小型運輸機。作為特種用途飛機也非常合適，在這一重量級別，甚至可以考慮用升力風(fēng)扇實(shí)現垂直起降。但這一重量級別可能不適合空中加油和運輸的機型。

　　中型運輸機尺寸（起飛質(zhì)量68~160噸），當前，執行各種任務(wù)的機型如C-130、C-135、B-2都屬于這一區域。未來(lái)適應多種任務(wù)的支援機型平臺很可能也在這一范疇。

　　大型運輸機尺寸（起飛質(zhì)量大于200噸），這一適合運輸和空中加油機的區域可能也適合轟炸型號，甚至可以發(fā)展出一種武庫機。由于在面對嚴密防御空域時(shí)，武庫機突防風(fēng)險太高，不得不采用防區外發(fā)射的遠程空地武器，它可能更適用于低威脅的地區，就像B-2在伊拉克和阿富汗戰場(chǎng)上執行近距空中支援任務(wù)。

　　方案設想

　　單機型方案

　　最終，需要由一種機型來(lái)執行上述的五種任務(wù)。為了達到這個(gè)目的，最佳的選擇方案是一種中型運輸機尺寸的飛機，并需要具備低可探測性、短距起降性和巨大的貨艙容積。其中，首要照顧的是運輸任務(wù)，因為運輸機型的產(chǎn)量可能是最多的，而且這可以使得其他任務(wù)也較容易得到滿(mǎn)足。只需要減小運輸機的載荷，就可以增加航程或留空時(shí)間。

　　這種飛機的航程必須滿(mǎn)足不經(jīng)過(guò)空中加油的部署需求。在確定了載重量和航程后，就可以得到飛機大致的起飛質(zhì)量范圍。通過(guò)對起飛質(zhì)量和滑跑距離的關(guān)系綜合分析，確定半載時(shí)，跑道長(cháng)度在大約610米。而生存能力主要依靠低RCS的隱身-氣動(dòng)一體化設計和機載電子戰設備保證。

　　在設計特點(diǎn)上，該方案采用上單翼布局，四臺中等涵道比的渦扇發(fā)動(dòng)機內埋在翼根內。機尾艙門(mén)類(lèi)似C-141運輸機，具有較低的氣動(dòng)阻力。根據設想，各個(gè)任務(wù)型號的機身都很相似，因而可以在基本型機身上做出不可恢復的改動(dòng)，以滿(mǎn)足特定任務(wù)需要。

　　通用性雖然降低了費用，但也有明顯的性能代價(jià)。對于有些任務(wù)而言至關(guān)緊要的一些性能和部件，對于另外一些任務(wù)而言可能就成了累贅。

　　由于基本型是運輸機，它所具備的短距起降性能對于炮艇攻擊機而言就顯得多余。比如在機翼面積和發(fā)動(dòng)機推力方面，炮艇攻擊機都不需要那么大。而炮艇攻擊機、轟炸機和特種任務(wù)飛機在低可探測性外形、中等涵道比半埋式發(fā)動(dòng)機方面付出的重量和結構代價(jià)對于運輸機和空中加油機而言，也顯得有些得不償失。

　　運輸機的貨艙地板需要設置貨物通道，但這卻妨礙了轟炸型和攻擊型從底部投放武器，因為貨物通道的結構占用了布置武器艙的空間。解決的辦法是從飛機機身后部的貨艙門(mén)向后投放武器。

　　雙機型方案

　　不難發(fā)現，單機型方案存在巨大的挑戰性，所以發(fā)展兩種不同的改型方案或許是一種明智之舉。具備隱身特征的方案可以用作轟炸和攻擊機型；能夠短距起降但非隱身的方案用作運輸機和空中加油機。而特種任務(wù)飛機需要考慮究竟如何在隱身和短距起降之間做出取舍，或者另辟蹊徑。

　　當設計要求為運載約30噸載荷飛行4820千米航程時(shí)，隱身的機型將比非隱身的機型重，空重增加約12.5%，起飛重量增加約16.5%。如果增加航程或者載荷要求，空重和起飛重量的增加幅度會(huì )更加顯著(zhù)。

　　一個(gè)有趣的現象是，起飛重量的增幅比空重的大，主要是因為隱身機型無(wú)法采用大涵道比的發(fā)動(dòng)機，犧牲了一定的巡航效率，要達到同等航程必須攜帶更多的燃料。但如果有辦法把高涵道比的發(fā)動(dòng)機隱蔽地埋到機艙或機翼內，起飛重量的增幅將會(huì )得到控制。

　　模塊化方案

　　模塊化方案的基本思想是讓大尺度部件基本保持一致，維持通用性，但具體布局和結構有所不同，以適應不同的任務(wù)類(lèi)型�；�于這樣的思想，飛機都采用相同的機翼，V形尾翼布局都布置于尾撐末端，而發(fā)動(dòng)機、機身則各不相同。這就使得飛機可以最大限度地適應所執行的任務(wù)類(lèi)型，而不必同時(shí)裝著(zhù)為其他任務(wù)而準備的設備和結構，減輕了不必要的重量。

　　對于運輸機、加油機和特種飛機而言，都采用大涵道比的渦扇發(fā)動(dòng)機，雖然犧牲了隱身性，但獲得了最緊迫的大航程/續航時(shí)間。其中，運輸機和特種飛機都采用4臺發(fā)動(dòng)機上置布局，這可以充分地利用康達效應（Coanda Effect），改善飛機的短距起降性能，同時(shí)還可及減小跑道異物損傷發(fā)動(dòng)機的危險。而對于不要求短距起降的空中加油機，則采用兩臺下吊發(fā)動(dòng)機艙設計，能夠保持良好的巡航效率。攻擊型和轟炸型都采用中等涵道比的渦扇發(fā)動(dòng)機，埋在翼根內，以減小雷達信號特征，提高突防能力。

　　運輸機的機身最為肥大，有足夠的空間來(lái)裝載所要求的重型裝備，同時(shí)，機頭有降低雷達信號特征的棱條處理。特種任務(wù)型和空中加油型的飛機機身稍小，因為這樣就已經(jīng)能夠滿(mǎn)足機艙空間的要求了，較細長(cháng)的機身有助于減小巡航阻力。所不同的是，后者由于對隱身的要求最低，所以機頭仍采用傳統的橢圓截面設計。炮艇攻擊機和轟炸機的機身最為細小，外形完全按照折射雷達波的隱身外形標準設計，其中，轟炸機的機頭最為細長(cháng)，因為它對巡航速度的要求更甚于攻擊機，細長(cháng)的機頭有助于提高阻力發(fā)散馬赫數。

　　大小搭配方案

　　把飛機按大小區分開(kāi)也可以有效地提高飛機的作戰性能。但無(wú)疑需要研制兩種完全不同的飛機以滿(mǎn)足需要，成本方面的代價(jià)會(huì )比較大。

　　小型方案空重30噸，起飛重量47噸；長(cháng)17米、翼展33.83米，具備良好的隱身性能，尤其適合作為轟炸型和攻擊型，但載重量?jì)H和“飛豹”差不多，略顯小，但航程可達5130千米以上。特種任務(wù)型具備良好的滲透能力，裝備升力風(fēng)扇或升力發(fā)動(dòng)機甚至可以垂直起降。

　　超大型方案空重150~162噸，起飛重量386~476噸；翼展75.3米。這種飛機可以作為C-5的替代型和C-17的補充型服役；空中加油型號能夠同時(shí)為兩架戰斗機提供硬管式加油（現有的加油機只能同時(shí)為一架飛機進(jìn)行硬管式加油）；它還可以被改裝成龐大的武庫機，攜帶數量巨大的防區外發(fā)射武器，快速而持續地進(jìn)行遠程打擊。在研制時(shí)，超大型方案可以作為民航客機投產(chǎn)，以減小政府支出。