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DHC-4型飞机

DHC-4型飞机

DHC-4型飞机

DHC-4 “驯鹿” 是加拿大20世纪50年代研製的轻型短距起降运输机,首机在1958年7月30日首飞,1959年9月5日交付加拿大政府。由于年事已高,基本已退出现役。

“驯鹿” 的 起降性能极为出色,能在长度不足 400 米的劣质跑道上全载起降,其中在跑道上实际滑行的距离仅 200 余米,特别适合支持反恐/反游击战争,使用费用比同样有效载荷的直升机低得多。

基本介绍

  • 中文名:DHC-4短距起降运输机
  • 外文名:de Havilland Canada DHC-4 Caribou
  • 研发单位:德•哈维兰加拿大(DHC)公司
  • 首飞时间:1958年7月30日

研发历程

背景

40年代末,德·哈维兰加拿大(DHC)公司凭藉单发的DHC-2“海狸”和较大型的DHC-3“水獭”通用飞机建立了声誉,从此以製造坚固耐用的“丛林飞机”而闻名。所谓“丛林飞机”,就是在偏远地区提供不定期客运和货运的飞机,如阿拉斯加、加拿大北部、非洲丛林和澳大利亚内陆等。这些地区交通基础设施不足,需要飞机具有很好的短距和粗糙地面的起降能力。
安装了浮筒的DHC-2“海狸”安装了浮筒的DHC-2“海狸”
1954年美国陆军打破了此前只能装备轻型观测固定翼飞机的限制,从美国空军手中获得了装备短距起降战术运输机的许可。陆军提出装备一种大小相当于道格拉斯DC-3/C-47的战术运输机,可载货3吨,能与CH-47“支奴乾”协同向前线部队运输补给并后撤伤员。陆军要求该机坚固耐用并有很好的短距起降能力,这与“丛林飞机”的特点不谋而合。

方案设计

DHC也在1954年开始研製DHC-4“驯鹿”,一开始的方案基本上是“水獭”的双髮型,固定式起落架,后机身侧面装货,总重5897千克。但陆军的招标开始后,DHC-4“驯鹿”的设计被推倒重来,採用双发上单翼布局,应陆军的要求改为尾部装货的直通货舱,起落架可收放,并沿用了“水獭”的全翼展双缝襟翼。在尾翼布局上DHC考虑了单双垂尾,最后选择了大型单垂尾和十字形平尾布局。DHC从5种备选发动机中选择了普惠的R2000活塞发动机,允许该机的最大起飞重量达到12927千克。DHC很快就製造了一架风洞测试模型,一个安装在卡车上进行滑跑测试的机头仪表模型,以及一架安装在DHC-3“水獭”上的飞行测试模型。
“驯鹿”三面图“驯鹿”三面图

试验改进

美国陆军急切地想早日组建短距起降运输机机队,在“驯鹿”原型机首飞前的1957年初就决定购买5架DHC-4预生产型用于评估,编号为YAC-1,这成为当时美国陆军最大的固定翼飞机。陆军的採购引起了美国飞机製造商的抗议,纷纷反对陆军採购外国製造的军用飞机。实际上陆军早在1951年就採购了DHC-2“海狸”(编号L-20),在1955年採购了DHC-3“水獭”(编号U-1),与DHC已经建立起了紧密的关係。
安装在DHC-3“水獭”上的飞行测试模型安装在DHC-3“水獭”上的飞行测试模型
DHC在加拿大国防部的资助下开始製造两架DHC-4“驯鹿”原型机,首机在1958年7月30日首飞,1959年9月5日交付加拿大政府。1959年3月美国陆军的第一架YAC-1 57-3079首飞,该机在2月24日的一次试飞中因尾翼抖振而坠毁在加拿大阿克斯布里奇附近,幸好正副飞行员安全跳伞。事故调查表明原型机存在设计缺陷,为此机身加长1.14米,并加强了操纵钢索来解决抖振问题。陆军随后增购了第6架YAC-1,后续6架YAC-1都进行了上述改装并在年内全部交付。
製造中的第一架DHC-4“驯鹿”原型机製造中的第一架DHC-4“驯鹿”原型机
机身加长后“驯鹿”的重心範围变宽,成为一大优点。YAC-1在试飞中还出现了偏航问题,这是因后机身涡流分离而导致的。一开始DHC在垂尾根部增加背鳍,但效果不大,最后在货舱门两侧从机腹到机尾增加了长长的边条才解决问题。为了增强短距起降性能,第二架YAC-1 57-3080安装了下垂机翼前缘和翼刀,以及失速告警系统,这些成为生产型的标準配置。第4架YAC-1 57-3082被用于测试自动驾驶仪、可逆桨螺旋桨、前缘除冰系统(也成为生产型的标準配置)。
YAC-1安装两台1080千瓦(1450马力)的R2000活塞发动机。与DHC-4原型机不同,YAC-1的翼面上方排气管加长了近两倍。 “驯鹿”的海平面巡航速度为274千米/时,在2286米高度、50%功率时巡航速度293千米/时,最大航程2253千米。YAC-1在试飞中表现出了很好的短距起飞性能,在零风速下可在仅15米宽300米长的粗糙跑道上起降。

设计特点

短距起降

“驯鹿”是DHC设计的第三种短距起降飞机,比“海狸”和“水獭”大上许多。这种外形有些怪异的中型战术运输机採用双发上单翼布局,机尾翘起以方便卡车装卸货物。机翼呈倒海鸥外形以缩短主起落架支柱长度并改善飞行员的视界,后缘安装了全翼展双缝襟翼以保证短距起降能力,最外侧的襟翼也作为副翼使用。尾部安装大型梯形垂尾和十字形布局的平尾。该机採用传统的全金属半硬壳结构,结构简单且坚固耐用,只需简单维护。双缝襟翼和巨大的垂尾提供了很好的操控性和机动性,尤其在低空低速状态下。

动力系统

DHC-4安装两台普惠R2000气冷双排14缸“孪黄蜂”星形发动机,单台最大功率1080千瓦(1450马力),驱动汉密尔顿-标準公司的三叶恆速变距螺旋桨。R2000是一种历史悠久的发动机,早在1939年就安装在道格拉斯DC-4上进行了首飞。二战中普惠大规模生产该发动机,累计运行时数已无法统计。当时R2000是当时世界上保有量最大的发动机之一,单日累计运行时数就有10000小时。发动机的大修间隔为1200~1800小时,在所有操作条件下的耐用性和可靠性非常符合“驯鹿”短距起降、简易机场操作、以及高利用率的要求。
DHC-4的“花瓣式”发动机罩DHC-4的“花瓣式”发动机罩
大多数的“驯鹿”在交付时都安装了桨毂罩,但在服役后一般都拆掉以改善维护性。一些“驯鹿”后来还换装了可逆桨螺旋桨以进一步降低降落滑跑距离。“驯鹿”的“花瓣”式发动机罩分为三块,向后张开方便发动机维护。
“驯鹿”的所有燃油都存放在发动机外侧的机翼油箱中,总载油量3138升。货舱内还可最多安装3个美国陆军标準1326升橡胶软油箱。这种油箱看起来就像是超大号内胎,可增加飞机的转场航程,也可用于向前线运输燃油。越战中美国陆军的一架“驯鹿”被改装为空中加油机进行了测试,但没有正式列装。

起落架

“驯鹿”的起落架非常坚固,缓冲行程很长,可在未经平整的丛林、灌木、沙漠跑道上起降。所有起落架都安装了双轮低压轮胎,主起落架向前收入发动机舱,前起落架向后收入前机身。地勤可在两个半小时内不使用特殊工具就为起落架安装上雪地滑撬。

货舱

“驯鹿”的尾部大型装货舱门面积达3.5平方米,分为上下两部分。上半部分向上收入尾部,下半部分向下放出形成装货斜坡,并可调整角度以适应陆军标準3吨卡车的车厢,使货物迅速通过滚道进入货舱。货舱顶部还安装有单轨吊挂可吊装货物。在装载小型车辆时,斜坡可完全放下并搭载跳板使车辆可直接驶入货舱。空投伞兵时尾部舱门开在空中打开,下舱门呈水平姿态。尾部舱门打开后不影响飞机的飞行操控性,所以“驯鹿”可以舱门开启的方式运输管道之类的超长货物。后机身两侧开设了人员舱门,早期批次的舱门为向前打开然后放下登机梯,后期批次改为背面集成了登机梯的下开式舱门。在紧急情况时乘员可抛掉右侧人员舱门逃生。该机驾驶舱顶部有一个舱门,底部有一个逃生舱门。
运兵时的货舱布置运兵时的货舱布置
“驯鹿”的货舱容积为32.56立方米,可容纳两辆吉普,或载32名步兵或26名伞兵,或22副担架、4名坐姿伤员和4名医务兵,或30名乘客和他们的行李,载货的话可装3吨货物,货舱布局可快速在上述模式中变化。“驯鹿”的机腹内有三根坚固的纵梁,除承受货物重量外,也可以保值机腹迫降时的安全性。强化货舱地板可承受976千克/平方米的压强,地板上集成了货物系留点、滚道,侧壁可安装缓冲板。

驾驶舱

“驯鹿”採用三人制机组,座舱布置简单实用,充分考虑了机组的动作自由和舒适性。所有控制开关都触手可及,有趣的是无线电控制台在不使用时可以向前滑动收起。座舱位置较高,机鼻下塌,座舱玻璃总面积为2.97平方米,是同时期运输机平均值的4倍。因此机组有着很好的视野,从翼尖到翼尖的水平可视角度为265度,从机鼻到尾部的纵向可视角度为183度。抗鸟撞风挡玻璃配备有雨刮和电加热除冰除霜装置。
飞行员可驾驶DHC-4以陡峭的下滑角度进场并把前轮精确落在跑道起点上,这样可最大限度地利用跑道的长度。该机的重心範围很宽,对货舱的货物摆放位置没有严格要求。以11794千克的最大重量起飞时,滑跑距离仅为165米,以17.6%的坡度爬升到15米净空时距起点仅311米。以同样重量降落时滑跑距离仅为160米,15米净空以14.8%坡度降落的起点距停止终点的距离也是311米。“驯鹿”装载3吨货物以11794千克的重量起飞时最低跑道要求仅为365米。
大坡度前轮接地降落方式大坡度前轮接地降落方式

装备套用

美国

1959年美国陆军订购了56架DHC-4生产型,编号AC-1,1961年全部交付。AC-1安装两台1080千瓦(1450马力)的R2000-7MD发动机,空重7997千克,最大起飞重量11794千克时极速348千米。3048米高度巡航速度293千米,海平面爬升率413米/分,失速速度仅为105千米/时。双发实用升限7559米,单发实用升限2682米。装载2449千克货物的最大航程1770千米。AC-1和原型机的区别就是重新布置了机翼油箱,使内油容量从2725增加到3134升;三片式主起落架舱门简化为两片式;右侧人员舱门改为可抛式;辅助动力单元(APU)从左发动机舱移到左侧机身;增加供氧系统等。
1962年因美国三军统一飞行器编号规则,该机的编号被改为CV-2A。为了满足美国交通部的要求,DHC对“驯鹿”进行了结构加强以以支持12927千克的最大起飞重量,编号为DHC-4A。最大起飞重量起飞时,该机的起飞滑跑距离从CV-2A的165米增加到221米。陆军订购了103架DHC-4A,原编号AC-1A,1962年改成CV-2B,于1963年开始交付。CV-2B后期批次在机鼻的雷达罩内安装了一台AN/APB-158气象雷达,先前出厂的CV-2B和大多数CV-2A后来也加装了该雷达。CV-2B于1963年开始交付,连预生产型在内美国陆军共採购了165架“驯鹿”,成为最大的DHC-4用户。
1961年美国陆军向越南部署“驯鹿”,这些飞机全机涂上了橄榄绿。陆军很讚赏“驯鹿”的短距起降能力,当时美国空军的费尔柴尔德C-123“供应者”载货量是“驯鹿”的两倍,但是短距起降能力就差了很多。“驯鹿”可以向陆军的前哨基地运送给养,而这种基地往往只在崎岖地形上开闢了非常简易的跑道。
在完全无法降落时,美国陆军使用了一种被称为低空提取(LOLEX)的特别技术,现在被称为低空伞降提取系统(LAPES)。飞机以一人之高飞越目标区域,并用减速伞拖出货舱内安装在减震托盘上的货物,投放精度和效率远高于伞降空投。在战争中“驯鹿”经常冒着炮火降落在前沿机场,并保持发动机运转,在货物卸完后就立即起飞。在这惊险过程中有一些“驯鹿”被击落。
进行LAPES空投训练的澳大利亚A-4进行LAPES空投训练的澳大利亚A-4
1966年美国陆军与空军达成约翰-麦克康奈尔协定,陆军同意放弃战术运输机,作为交换空军同意放弃其装备的大多数直升机。1967年1月1日陆军第17、57、61、92、134、和135航空连的“驯鹿”被分别移交给空军新成立的第537、535、536、459、457、和458部队运输中队,陆军仅保留了15架。在空军CV-2A和CV-2B的编号分别被改为C-7或C-7A,并改涂东南亚三色迷彩,继续重负荷服役,有几架安装了无线电中继设备后被作为战场无线电中继站。
东南亚迷彩的空军C-7东南亚迷彩的空军C-7
中央情报局(CIA)的“马甲”——美洲航空公司也装备了两架“驯鹿”用于秘密任务,一些与美洲航空公司有关联的其他“民间”公司也租借一些美军的“驯鹿”。此外在60年代与CIA合作的台湾亚洲航空公司也使用过3架“驯鹿”。
越战中美军共损失了20架“驯鹿”,美国陆军的少数几架“驯鹿”一直服役到80年代,空军预备役和国警队部队的“驯鹿”也在80年代被洛克希德C-130“大力神”取代。陆军“金色骑士”跳伞表演队曾装备一架预生产型“驯鹿”作为跳伞载机和支援飞机,在机身上绘製了漂亮的涂装。战后澳洲“驯鹿”继续服役,参加过联合国维和行动,为此有些涂成了白色的联合国涂装,2009年退役。
“金色骑士”跳伞表演队使用的YAC-1 57-3082“金色骑士”跳伞表演队使用的YAC-1 57-3082

越南

1971年美军开始从越南撤离,空军把大多数的“驯鹿”都移交给南越空军,仅有32架飞回美国装备了空军预备役和国警队部队。南越空军无力维护这些已被重度使用的“驯鹿”,越来越多的飞机被迫停飞。到1975年西贡被解放时,南越还有一些能飞的“驯鹿”,随后被新成立的越南社会主义共和国接收。

澳大利亚

澳大利亚皇家空军从1964年起开始接收19架“驯鹿”,编号A-4。澳洲“驯鹿”一经交付就随第35中队被部署到越南,因为该中队的无线电呼号是“袋鼠”,所以也被戏称为“袋鼠航空公司”。澳洲“驯鹿”多数通体橄榄绿,也有少数涂上了迷彩。

加拿大

让人有些惊讶的是儘管加拿大政府提供了DHC-4原型机的採购资金,却并没有成为“驯鹿”的大用户,仅装备了9架。实际上DHC-4是享受加拿大政府补贴的加拿大项目,目的是推动加拿大的经济发展,最终证明这笔投资还是很合算的。
1960年加拿大武装部队装备了首批5架“驯鹿”,其中包括两架原型机,编号CC-108-1。1964年加拿大又购买了4架DHC-4A,编号CC-108-1A。前5架CC-108-1后来升级成CC-108-1A,1971年加拿大剩余的“驯鹿”被卖给坦尚尼亚。

印度

印度“驯鹿”的数量多于加拿大,1963年初印度空军向美国陆军租借了两架“驯鹿”进行评估,随后购买了20架DHC-4A,于1964~1968年接收。印度的“驯鹿”多使用在西北边境的多山地区,在1971年的印巴战争中甚至被作为轻型轰炸机使用,一直服役到1983年。
印度空军的DHC-4A印度空军的DHC-4A

西班牙

西班牙也是“驯鹿”的主要用户,在1967~1970年间西班牙空军获得了12架“驯鹿”,编号T.9,后来又购买了一些美军的二手“驯鹿”,一直服役到1991年。

马来西亚

1966~1973年间马来西亚空军获得了18架“驯鹿”,2000年退役,被CN 235双发涡桨飞机取代。

其他

其他的“驯鹿”用户还有:喀麦隆空军(2)、加纳空军(8)、肯亚空军(6)、科威特空军(2)、阿曼警察(3)、瑞典空军(1)、马来西亚空军(2)、坦尚尼亚空军(4)、泰国边境警察(3)、乌干达空军(1)、尚比亚空军(5)。
民间公司大概仅购买了6架全新的DHC-4A,其他大部分是军队退役下来的二手“驯鹿”。直到今日许多经过了现代化改装的“驯鹿”在运营中。美国新泽西州开普梅的PEN涡轮公司提供DHC-4T升级服务,使用普惠加拿大公司的PT6A涡桨发动机取代了R-2000。该公司至少改装了两架DHC-4T,其中一架在1992年坠毁。

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