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空中航母?盘点波音747最不为人知的10大用途

 随着第1,574架(也是最后一架)波音747商用飞机的交付,斯蒂芬·布里奇沃特(Stephen Bridgewater)怀旧的回顾了“天空女王”(Queen of the Skies)以及一些奇特的和独特的分支产品。

N863GT以Atlas Air和德国运输公司Apex Logistics的拆分颜色为装饰,并携带着一张小小的图形,以向设计师乔·萨特(Joe Sutter)致敬,后者常被称为“747之父”。这是最后一架“巨无霸”747-8F专用货机,恰巧的是,因为Sutter最初设计747时就非常注重货运用途。

 

神奇团队

第一架 747 是大约 50,000 名波音员工的工作成果。这支被称为“神奇团队”的项目团队在不到 16 个月的时间内建造了 747 原型机,从而创造了航空历史。

波音公司当时失去了美国空军 CX-重型物流系统 (CX-HLS) 合同,以生产后来成为洛克希德 C-5 的飞机。

波音公司的忠实客户泛美航空的创始人胡安·特里普 (Juan Trippe) 要求波音公司首席执行官比尔·艾伦 (Bill Allen) 制造一架比当时服役的 707 飞机更大的新型喷气式客机。

其实当时通过修改CX-HLS的设计应该足以满足Trippe的需求,但 Sutter 坚持认为这架飞机必须是全新设计的。现有设计中的高位机翼被改成了传统的低位机翼配置,但泛美航空希望保留 CX-HLS 的载货能力。Trippe 的推理很简单——当时认为超音速客机时代即将到来,速度较慢的客机很快就会变得多余,而 747 因此可能很快就会被降级为运载货机。

当然,备受期待的超音速客机时代并未完全实现,因此 747 将继续成为一种长期服役且高度发达的机身,实现大众航空旅行和更便宜的机票。几十年来,基本的 747 机身也经过修改以用于多种“非标准”用途。我们选择了前 10大用途名来纪念这一伟大机型的服役历史。

 

01

航天飞机运载飞机

NASA使用了两架改装过的747飞机来将航天飞机从降落地点运回肯尼迪航天中心的发射场。航天飞机被装载在巨大的Mate-Demate设备的顶部,这些设备可以承受航天飞机从地面起飞时候的应力,并在运输途中确保航天飞机安全固定在747飞机顶部。

SCA飞机是从标准的747飞机改装而来的,具有三个支撑结构,这些结构与机身顶部相连,用于保持航天飞机的稳定,另外还在标准水平尾翼的末端安装了两个垂直稳定器,以增强定向稳定性。除了航天飞机之外,还安装了飞行员逃生系统,包括从驾驶舱延伸到机身底部的舱口以及用于启动舱口释放和机舱窗户释放机制的火药。

然而,SCA不仅仅运输航天飞机。在2010年,波音Phantom Ray隐形无人战斗机在密苏里州圣路易斯的兰伯特国际机场进行了50分钟的试飞。这是SCA服役33年以来首次搭载航天飞机以外的飞机。

 

02

平流层天文台

直到2022年底,NASA还使用一架经过高度改装的747SP机身,作为红外天文学的平流层天文台(SOFIA)进行运营。该飞机被改装以在机身后部运载一架重达17吨的2.5米直径反射望远镜,并设计为红外天文学观测飞机,从高空观测星体。该飞机进行了143次飞行,主要从帕尔默代尔起飞,也曾在智利的圣地亚哥和新西兰的基督城进行过飞行。

03

激光防御者

SOFIA的研究主要是纯科学性质的,而YAL-1则是为了更具杀伤性的目的而设计。基于747-400F机身,YAL-1配备了一个兆瓦级化学氧碘激光器(COIL),被设想为一种导弹防御系统,用于在导弹发射后不久摧毁战术弹道导弹。激光并不是直接烧穿目标,而是加热导弹表面,使其因飞行应力而失效。然而,为了达到有效效果,YAL-1需要比较接近潜在的导弹发射点,这使它非常容易受到敌方飞机和地对空导弹的攻击。曾经考虑过使用激光攻击敌对飞机甚至低地球轨道卫星,但是由于它们的热信号与导弹不同,难以检测。唯一的YAL-1于2002年首次飞行,但直到2007年才进行了对空目标的低功率激光试射,又经过了三年的时间,才进行了高功率激光试验并成功摧毁了一枚试验导弹。虽然成功了,但2010年该项目的资金被削减,YAL-1项目于2011年12月被取消。

 

04

宇宙女孩

 

另一架改装的747,“宇宙女孩”,在最近成为头条新闻,因为它从英国土地上进行了首次水平火箭发射。这架原来属于维珍航空的747-400客机已经被维珍银河和维珍轨道改装为“母船”,用于其发射者一号发射火箭。

将其改造为投放船的工程工作很少,因为747一直设计有第五个机翼下挂点,以容纳备用发动机。这个下挂点位于机身和左内部发动机之间,这使得发射者一号可以从宇宙少女在35,000英尺高空释放,然后进入轨道。

 

05

空军一号

 

或许最著名的747飞机是由美国空军运营的两架VC-25A飞机,通常被称为“空军一号”。大多数747飞机通常搭载数百名乘客,而VC-25A仅配置了70个座位,用于总统助手、工作人员和新闻记者。VC-25A于1990年投入使用,预计将一直服役到2027年左右,届时将由基于最新747-8i型号的VC-25B飞机取代。

 

06

末日飞机

虽然空军一号在和平时期为总统提供交通服务,但在紧急情况下,另一种747变体将成为他的交通工具。美国空军拥有一支由四架E-4“守夜人”飞机组成的舰队,执行先进机载指挥所的任务,作为国家紧急空中指挥所(NEACP)计划的一部分,提供战略指挥和控制能力。

 

07

梦想提升者

宇宙女孩最大的有效载荷仅为880磅,而标准的747-400F可以搭载超过270,000磅的货物。虽然波音大型货机(LCF)-通常称为梦想运输者-可以搭载类似的货物重量,但其宽敞的气泡式机身容积为65,000立方英尺,是-400F的三倍。这种巨大的飞机被设计用于在意大利、日本和美国之间运输波音787梦想客机的零部件,以避免与海上航运相关的延迟。一个铰接式的尾部使得从后方容易进行装载,而一个圆形的机舱则让梦想客机机身可以轻松地被搭载。第一架被改装成LCF配置的747-400于2006年首次飞行,它们都在2023年仍在使用中。

 

08

超级水箱

本世纪之交发生了一系列水上轰炸机事故,这使得使用改装的活塞动力客机灭火的日子不可避免地已经接近尾声。长荣国际航空公司设计了一种将747改装成为世界上最大的灭火飞机的计划,并成功地改装了747,使其能够搭载多达74,000升的防火液或水。该超级轰炸机配备了一个加压的液体投放系统,长荣公司声称可以以高压或像下雨一样的速度分散防火液,而通常以500英尺和160英里/小时的速度飞行,同时铺设3英里长、150英尺宽的防火液带。总共制造了三架(改装自747-100、-200和-400),第一架于2009年投入使用,最后一架于2021年退役。

 

09

空中试验台

尽管747的第五个发动机吊架本来是用来运送非活动动力装置的,但在该型号的使用寿命内,它曾多次以五个“活”发动机飞行。发动机制造商越来越倾向于使用普遍的巨型机作为最新一代动力装置的试验平台。

通用电气的747-400 N747GF被用于测试发动机,如为波音777X设计的GE9X涡扇发动机,而罗尔斯罗伊斯则自2005年以来一直使用前国泰航空的747-200 N787RR进行动力装置的评估,如Trent 1000。

通用电气和罗尔斯罗伊斯只是用他们想要测试的原型动力装置替换掉747的一个常规发动机,而普惠加拿大公司则略有不同。该公司从加拿大的蒙特利尔-米拉贝尔机场操作两架747SP(C-GTFF和C-GPAW),并将试验发动机安装在机身侧面。

通用电气还曾将一架波音747-100用于测试平台角色,直到2018年。使用50年历史的飞机来开发未来飞机所需的技术,使其更加清洁、环保和高效,这似乎非常适合。

 

10

高密度、短距离

虽然大多数747操作者关注的是他们的飞机能飞多远,但日本市场有些不同。由于该地区的地形,短途飞行的需求非常大,波音公司特别为满足这一需求而创建了747-400D(国内版)。该机型作为一种高密度座椅型号,针对短途国内航段进行了优化设计,单一配置下可容纳660名乘客。为了降低多次起降对机身造成的压力,该机型取消了传统的-400机型所配备的翼尖延伸和翼端小翼。1991年至1995年期间仅生产了19架747-400D,但据报道,日本航空公司希望将这一概念推向更高水平,取消了厨房、洗手间甚至可收纳的起落架,以减轻重量和增加载客量。据说还考虑在固定的起落架上安装空气动力学罩,但遗憾的是,这种高度不同寻常的衍生版的图纸尚未公开。

 

更多可行性?

固定起落架747只是许多其他提出的747版本中的一个,这些版本从未离开设计阶段。在所有奇怪的提出的飞机用途中,波音公司官方历史学家迈克·隆巴迪最喜欢的是波音747 AAC(空中航空母舰)。该研究是在1970年代早期由美国空军飞行动力学实验室(USAF FDL)在莱特-帕特森空军基地的一项合同下进行的,建议使用747-200作为“母船”,其中包含最多十架波音985-121“微型战斗机”。AAC将通过其腹部的发射舱门释放战斗机,并且不仅可以在飞行中加油,还可以回收它们并重新装填武器以准备下一次出击。可以说,这架飞机从未建造过…

与747 AAC类似,同样乐观的是1970年代末提出的747 CMCA(巡航导弹搭载飞机)。到那时,美国对其巡航导弹计划寄予了极大的信心,而当时美国空军需要一种从空中发射导弹的方式,而政治纷争使得洛克希德·马丁公司B-1 Lancer的开发和建造变得困难。转向值得信赖的747,专家们建议将机身改装为搭载70至100枚AGM-86 ALCM巡航导弹,这些导弹将从最多八个旋转式发射器中发射。发射将通过机身后部的侧门进行。不用说,这种搭载武器的缓慢“客机”易受敌方战斗机攻击,因此计划被放弃,转而采用更传统的战略轰炸机。然而,这并不是武装747概念的终结,因为MC-747计划提出了一批24/7空中警戒的导弹巡逻飞机,每架飞机搭载四枚Minuteman III核弹道导弹。人们认为,从大型炸弹舱门(嫁接在客机腹部的舱门)空投导弹可以在30,000英尺的平飞状态下提高其射程15%,在爬升中发射可以提高25%。

多年来,波音公司和NASA探索了各种构型变化,以使747飞得更远,载得更多。



文章摘自英国皇家航空学会会刊《Aerospace》

2023年3月刊

翻译:唐笑亮