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全世界现在仍有数百架DC-3飞机能够飞行,这对于一种已经具有80年多年历史的飞机来说是前所未有的情况,其中许多DC-3甚至在经过涡桨升级后继续奋战在日常运营的第一线。
虽然诞生于年,DC-3仍非常适合在偏远地区的简易机场起降并运输4.5吨货物,该机也是通过滑雪起降认证的最大的商用飞机,其坚固的起落架很适应在无铺装跑道上起降,大而轻的机翼也能有效抵御湍流。
我国南极科考队的“雪鹰”就是一架经过涡桨升级的C-47,该机曾参加过诺曼底登陆作战
悠久的DC-3涡桨改装史
年,英国人阿伦·阿诺德·格里菲斯撰写了一篇论文,阐述了使用燃气涡轮发动机驱动变速箱来带动一副螺旋桨的涡桨基本概念,随后皇家航空研究院进一步对该概念进行了研究。
与活塞式发动机相比,涡桨发动机具有突出的轻重量和高燃油效率优点。在第二次世界大战期间,英国航空发动机制造商罗尔斯·罗伊斯和阿姆斯特朗·西德利进一步发展了涡桨概念,前者在年制造出世界上首台生产型涡桨发动机——“遄达”(Trent,与后来的罗罗三转子涡扇同名)。
罗罗RB.50“遄达”涡桨发动机,基本上是驱动一个减速箱的“德文特”II涡喷发动机
阿姆斯特朗·西德利公司此时也在研制马力的“曼巴蛇”(Mamba)涡桨发动机,急需飞行试验台,于是从英国皇家空*那里购买了一架“达科他”Mk.IV运输机,序列号KJ。阿姆斯特朗·西德利公司拆除了该机的两台普惠R-活塞发动机,安装上一对“曼巴蛇”ASMa.3涡桨发动机。由于新发动机舱经过加长以维持重心不变,所以该机的螺旋桨伸出到驾驶舱位置。改装后的“达科他”成为首架涡桨DC-3,该机在年8月27日开始试飞,并一直持续到年。这架涡桨“达科它”在试飞期间测试了多种阿姆斯特朗·西德利涡桨发动机,为该公司的涡桨研发立下汗马功劳。
阿姆斯特朗·西德利“曼巴蛇”涡桨发动机
安装两台“曼巴蛇”涡桨发动机的“达科他”Mk.IVKJ
罗罗也跟风使用“达科他”Mk.IV作为涡桨飞行试验台,先后改装出三架涡桨DC-3,其中第一架改装于年。这些DC-3换装了两台马力的“标枪”(Dart)涡桨发动机,被用于协助开发维克斯“子爵”客机的发动机。
安装“标枪”涡桨发动机的DC-3
到20世纪60年代后期,在航线上运营的DC-3仍剩余大量机身寿命(作为一种早期全金属半硬壳结构飞机,DC-3是典型的强度过剩),但备用发动机数量正在减少,使该机的维护成本快速上升。美国圣芭芭拉的康罗伊飞机公司看到了为DC-3改装涡桨的商机,从美国大陆航空公司的退役维克斯“子爵”客机上买到几台“标枪”涡桨发动机。
但改装涡桨的生意并不好做,最后康罗伊只改装了3架涡桨DC-3,其中第一架名为“康罗伊涡轮三”(三表示DC-3)。该机前身是一架C-47,安装了两台马力的“标枪”发动机,于年5月13日首飞。第二架“康罗伊超级涡轮三”号的改装方式类似,但其前身是一架超级DC-3,具有加长前机身和新尾翼。“康罗伊超级涡轮三”号的发动机舱改装不理想,具有突出了起落架鼓包,螺旋桨至今也较小,限制了该机的性能,服役表现很不成功,在年2月19日的一次地面滑行事故中被毁。
“康罗伊涡轮三”号,由于涡桨发动机重量轻,所以具有长得吓人的发动机舱
“康罗伊超级涡轮三”号
最后一架名为“康罗伊三涡轮三”,该机没有使用“标枪”发动机,而是改用马力的加拿大普惠PT6A-45涡桨发动机。除了两翼发动机舱外,机鼻安装了第三台涡桨发动机,成为一架三发飞机。这架怪机在年11月2日的首飞中飞出了公里/小时的最快速度,关闭机鼻发动机后也能飞到公里/小时。关闭机鼻发动机能提高该机的航程和燃油效率,更适合海上巡逻和搜救任务,以及在南北极冰上机场操作。但机鼻发动机并没有受到飞行员欢迎,因为这台发动机在启动时会让驾驶舱充满烟雾。
“康罗伊三涡轮三”号
康罗伊公司甚至还规划了该机的*用型
在南非,比勒陀利亚的布拉德克专业航空服务国际公司(BSAS)从20世纪90年代处开始就提供DC-3的涡桨改装服务。该公司提供三种主要改装型号,分别是BSASDC3/C-47-65ARTP、-67RTP和-67FTP,可以看出就是使用了不同型号的普惠PT6A涡桨发动机,其中-65AR是马力,-67R是马力,-67F是马力。到目前为止,该公司已经为南非空*和民用客户改装了超过50架涡桨DC-3。
PT6A涡桨发动机
除了基本改装外,BSAS也提供其他改进选项,如把翼根之前的前机身加长1.米以避免对发动机舱进行重大修改。此外还有加强机翼,在前后机身、发动机以及机翼背部增加油箱来提高航程。该公司的涡桨“达科它”可用于执行运输、运兵、空投、空中指挥、炮艇机等任务。在最后一项任务中,该机货舱内部可安装加特林机枪、机炮和榴弹发射器,通过左侧舱门向侧面射击,翼下还可挂载机炮吊舱、火箭巢、空地导弹。
自从“沙克尔顿”巡逻机在年9月退役后,南非空*第35中队就开始用涡桨“达科它”执行海上巡逻和监视任务,该机在机鼻下方安装了一个前视红外转塔,被称为“达科尔顿”,至今仍在服役中。在民用领域,涡桨“达科它”被广泛用于地球物理调查、南极运输和航空喷洒作业。
南非空*第35中队的C-47TP“达科尔顿”
巴斯勒的崛起
在所有DC-3的涡桨改装中,最成功的是巴斯勒涡轮-67(BT-67)。
上世纪80年代,历史悠久的包机公司巴斯勒航空公司获得了联邦快递的合同,在其奥什科什基地为联邦快递向整个美国中西部地区运输快件。巴斯勒公司的DC-3非常适合执行这种短途低容量航班,但该机已经老化,速度缓慢且维护难度很大。看到自己的DC-3要经常飞到偏僻机场进行昂贵维修,再结合DC-3的巨大保有量,公司老板沃伦·巴斯勒看到了升级改装DC-3的巨大商机。年,新注册的巴斯勒涡轮改装公司向联邦航空局(FAA)申请到一份补充型号证书(STC),获得使用普惠加拿大PT6A涡桨发动机替换DC-3的莱特R-“旋风”或普惠R-“双*蜂”活塞发动机的资质,但当时市场反应冷淡。
在DC-3上有超过小时飞行经验的巴斯勒回想起他最初考虑升级该机时的想法:“DC-3是一架美丽、稳定的飞机,机身几乎坚不可摧。我们意识到如果把该机涡桨化并进行现代化升级,那么它还能继续服役上许多许多年。”
所以尽管经历最初挫折,公司还是在年购买了一架DC-3(NTX)专门进行改装。在对改装设计进行改进和优化后,全新的巴斯勒BT-67诞生了,该机注册号也改为NBF。
巴斯勒BT-67原型机DC-3(NBF)
第一架真正的BT-67是N72BF,该机最初是英国皇家空*的一架“达科他”IV。这架BT-67在年7月进行了改装后的首飞,至今仍服役于加拿大KennBorek航空公司。年12月20日,该机从南极洲的霍尔坦纳冰川起飞前往新拉扎列夫站时发生了事故,机身严重受损,现在经过重建后已被修复。
到现在为止,巴斯勒涡轮改装公司已改装了超过60架DC-3,其中就包括我国南极科考站的“雪鹰”。
DC-3的新生
普惠加拿大PT6A-67R涡桨发动机在配合Hartzell五叶螺旋桨后大幅提升了BT-67的性能和载重,这种发动机单台功率轴马力,比替换掉的活塞发动机增加轴马力,重量却减轻了千克。发动机大修间隔时间也从飞行小时提高到飞行小时,发动机预防性停车从平均每小时一次降至120小时一次,计划外维护每飞行小时只需要两小时,这些改进意味着BT-67的维护和运营成本大幅下降,可靠性大幅提高。
PT6A-67R涡桨发动机是BT-67改装的核心
除了更换发动机外,DC-3机身内外还需接受另外32项重大改进才能变身为BT-67。前机身要加长厘米以补偿更轻的涡桨发动机导致的重心变化,因此BT-67的驾驶舱舱壁向前移动了51厘米,使机舱总线长度增加了厘米。BT-67的翼尖外形也进行了修改,提高了气动效率并改善了失速特性。该机的驾驶舱航电、电气系统、燃油控制系统、液压系统和防冰系统也统统进行了现代化升级。机身经过相当于工时的大修后恢复到零小时疲劳寿命标准,同时还进行了强化以承载更大的有效载荷。
BT-67的改装内容
和新车一样,BT-67提供了种类繁多的选装件,如金属控制台表面、装货大舱门、除冰系统、机舱地板绞车、辅助油箱、现代化航电设备、包括传感器在内的特殊任务设备,标准机身还可以安装各种天线以及机鼻和机尾锥。该机甚至还可以安装*用装备,如夜视设备、运兵座椅、夜间照明、翼下挂架、甚至还能被改装成炮艇机。
BT-67*用型
哥伦比亚空*的BT-67炮艇机
BT-67炮艇机内部
巴斯勒公司称与竞争对手提供的DC-3涡桨改装相比,BT-67的优势是彻底拆解机身进行大修和加强,而且其PT6A-67R发动机功率高于竞争对手使用的-65。此外BT-67的发动机排气管经过重新设计,向机翼上方排出热废气,有利于隐藏红外辐射。巴斯勒公司自己生产了大多数改装所需部件,如在机身内原位建造的前机身加长段,电线束和液压部件。
巴斯勒强调BT-67是再制造而不是简单升级,再制造工作从为DC-3除漆开始。在机身被拆开插入加长段前,机身上几乎每个部件都会被拆除进行翻新,并修复了之前产生的任何凹痕、损坏和腐蚀。由于较轻的涡桨发动机增加了机翼的挠性,所以机身中段进行了加强,然后把PT-6A发动机安装在全新的发动机支架上。诸如任务设备、升级内饰和航电设备之类的选装件会在飞机涂装和试飞前安装完毕。再制造需要消耗30到40工时,具体取决于选装件。大约六个月后,DC-3就化身为全新BT-67再次首飞,该机基本价格增值到万美元。
我们不一样
与DC-3相比,BT-67的内部容积增加了35%,有效载荷增加了56%,载油容量增加了%。在耗油率相同的情况下,该机的速度快了24%,降落速度却更慢。
BT-67每小时消耗升航空煤油,可装载4.5吨货物以公里/小时的速度飞行公里,每小时飞行成本仅为美元,这个成本甚至包括维护费用,当天不包括机组人员工资、机场和空管费。在相同成本下,该机可运输千克货物飞行公里。重载BT-67需要米长的跑道就能升空,轻载时仅需一半。
安装滑撬后在极地服役的BT-67
巴斯勒公司表示BT-67的运营成本比原来先的DC-3更低,维护起来更简单。由于活塞式发动机所需的航空汽油现在越来越难得,所以该机的操作灵活性也得到了提高。
在南极,BT-67经常在零下40°C的低温下从0米长毫米厚的冰面跑道上起飞。虽然大多数BT-67都是货机,但CargoNorth公司的飞机已通过载客认证,KennBorek和南极国际物流中心(ALCI)也使用BT-67定期为极地地区的游客和研究人员提供服务。
BT-67电磁勘测机
BT-67除用于商业货运外,还被广泛英语极地科考、空中播种、指挥与控制、禁*、环境研究、地球物理勘探、控制病虫害、客运和部队运输、武装炮艇机。
巴斯勒一般每年改装两架BT-67,抓紧点可以改装三架。飞行时间少于小时的原装DC-3是最理想选择,巴斯勒公司估计仍有足够DC-3值得改装,BT-67的生意至少还能做20至30年。因此以BT-67外貌出现的DC-3很可能会在年之后继续服役,届时该机将飞行超过年!
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