DHC-4型飛機:研發歷程,背景,方案設計,試驗改進,設計特點,短距起降,動力系統

DHC-4 “馴鹿” 是加拿大20世紀50年代研製的輕型短距起降運輸機，首機在1958年7月30日首飛，1959年9月5日交付加拿大政府。由於年事已高，基本已退出現役。

“馴鹿” 的起降性能極為出色，能在長度不足 400 米的劣質跑道上全載起降，其中在跑道上實際滑行的距離僅 200 余米，特別適合支持反恐/反游擊戰爭，使用費用比同樣有效載荷的直升機低得多。

基本介紹

中文名：DHC-4短距起降運輸機
外文名：de Havilland Canada DHC-4 Caribou
研發單位：德•哈維蘭加拿大（DHC）公司
首飛時間：1958年7月30日

研發歷程,背景,方案設計,試驗改進,設計特點,短距起降,動力系統,起落架,貨艙,駕駛艙,裝備套用,美國,越南,澳大利亞,加拿大,印度,西班牙,馬來西亞,其他,

研發歷程

背景

40年代末，德·哈維蘭加拿大（DHC）公司憑藉單發的DHC-2“海狸”和較大型的DHC-3“水獺”通用飛機建立了聲譽，從此以製造堅固耐用的“叢林飛機”而聞名。所謂“叢林飛機”，就是在偏遠地區提供不定期客運和貨運的飛機，如阿拉斯加、加拿大北部、非洲叢林和澳大利亞內陸等。這些地區交通基礎設施不足，需要飛機具有很好的短距和粗糙地面的起降能力。

1954年美國陸軍打破了此前只能裝備輕型觀測固定翼飛機的限制，從美國空軍手中獲得了裝備短距起降戰術運輸機的許可。陸軍提出裝備一種大小相當於道格拉斯DC-3/C-47的戰術運輸機，可載貨3噸，能與CH-47“支奴乾”協同向前線部隊運輸補給並後撤傷員。陸軍要求該機堅固耐用並有很好的短距起降能力，這與“叢林飛機”的特點不謀而合。

方案設計

DHC也在1954年開始研製DHC-4“馴鹿”，一開始的方案基本上是“水獺”的雙髮型，固定式起落架，後機身側面裝貨，總重5897千克。但陸軍的招標開始後，DHC-4“馴鹿”的設計被推倒重來，採用雙發上單翼布局，應陸軍的要求改為尾部裝貨的直通貨艙，起落架可收放，並沿用了“水獺”的全翼展雙縫襟翼。在尾翼布局上DHC考慮了單雙垂尾，最後選擇了大型單垂尾和十字形平尾布局。DHC從5種備選發動機中選擇了普惠的R2000活塞發動機，允許該機的最大起飛重量達到12927千克。DHC很快就製造了一架風洞測試模型，一個安裝在卡車上進行滑跑測試的機頭儀表模型，以及一架安裝在DHC-3“水獺”上的飛行測試模型。

試驗改進

美國陸軍急切地想早日組建短距起降運輸機機隊，在“馴鹿”原型機首飛前的1957年初就決定購買5架DHC-4預生產型用於評估，編號為YAC-1，這成為當時美國陸軍最大的固定翼飛機。陸軍的採購引起了美國飛機製造商的抗議，紛紛反對陸軍採購外國製造的軍用飛機。實際上陸軍早在1951年就採購了DHC-2“海狸”（編號L-20），在1955年採購了DHC-3“水獺”（編號U-1），與DHC已經建立起了緊密的關係。

DHC在加拿大國防部的資助下開始製造兩架DHC-4“馴鹿”原型機，首機在1958年7月30日首飛，1959年9月5日交付加拿大政府。1959年3月美國陸軍的第一架YAC-1 57-3079首飛，該機在2月24日的一次試飛中因尾翼抖振而墜毀在加拿大阿克斯布里奇附近，幸好正副飛行員安全跳傘。事故調查表明原型機存在設計缺陷，為此機身加長1.14米，並加強了操縱鋼索來解決抖振問題。陸軍隨後增購了第6架YAC-1，後續6架YAC-1都進行了上述改裝並在年內全部交付。

機身加長後“馴鹿”的重心範圍變寬，成為一大優點。YAC-1在試飛中還出現了偏航問題，這是因後機身渦流分離而導致的。一開始DHC在垂尾根部增加背鰭，但效果不大，最後在貨艙門兩側從機腹到機尾增加了長長的邊條才解決問題。為了增強短距起降性能，第二架YAC-1 57-3080安裝了下垂機翼前緣和翼刀，以及失速告警系統，這些成為生產型的標準配置。第4架YAC-1 57-3082被用於測試自動駕駛儀、可逆槳螺旋槳、前緣除冰系統（也成為生產型的標準配置）。

YAC-1安裝兩台1080千瓦（1450馬力）的R2000活塞發動機。與DHC-4原型機不同，YAC-1的翼面上方排氣管加長了近兩倍。 “馴鹿”的海平面巡航速度為274千米/時，在2286米高度、50%功率時巡航速度293千米/時，最大航程2253千米。YAC-1在試飛中表現出了很好的短距起飛性能，在零風速下可在僅15米寬300米長的粗糙跑道上起降。

設計特點

短距起降

“馴鹿”是DHC設計的第三種短距起降飛機，比“海狸”和“水獺”大上許多。這種外形有些怪異的中型戰術運輸機採用雙發上單翼布局，機尾翹起以方便卡車裝卸貨物。機翼呈倒海鷗外形以縮短主起落架支柱長度並改善飛行員的視界，後緣安裝了全翼展雙縫襟翼以保證短距起降能力，最外側的襟翼也作為副翼使用。尾部安裝大型梯形垂尾和十字形布局的平尾。該機採用傳統的全金屬半硬殼結構，結構簡單且堅固耐用，只需簡單維護。雙縫襟翼和巨大的垂尾提供了很好的操控性和機動性，尤其在低空低速狀態下。

動力系統

DHC-4安裝兩台普惠R2000氣冷雙排14缸“孿黃蜂”星形發動機，單台最大功率1080千瓦（1450馬力），驅動漢密爾頓-標準公司的三葉恆速變距螺旋槳。R2000是一種歷史悠久的發動機，早在1939年就安裝在道格拉斯DC-4上進行了首飛。二戰中普惠大規模生產該發動機，累計運行時數已無法統計。當時R2000是當時世界上保有量最大的發動機之一，單日累計運行時數就有10000小時。發動機的大修間隔為1200~1800小時，在所有操作條件下的耐用性和可靠性非常符合“馴鹿”短距起降、簡易機場操作、以及高利用率的要求。

大多數的“馴鹿”在交付時都安裝了槳轂罩，但在服役後一般都拆掉以改善維護性。一些“馴鹿”後來還換裝了可逆槳螺旋槳以進一步降低降落滑跑距離。“馴鹿”的“花瓣”式發動機罩分為三塊，向後張開方便發動機維護。

“馴鹿”的所有燃油都存放在發動機外側的機翼油箱中，總載油量3138升。貨艙內還可最多安裝3個美國陸軍標準1326升橡膠軟油箱。這種油箱看起來就像是超大號內胎，可增加飛機的轉場航程，也可用於向前線運輸燃油。越戰中美國陸軍的一架“馴鹿”被改裝為空中加油機進行了測試，但沒有正式列裝。

起落架

“馴鹿”的起落架非常堅固，緩衝行程很長，可在未經平整的叢林、灌木、沙漠跑道上起降。所有起落架都安裝了雙輪低壓輪胎，主起落架向前收入發動機艙，前起落架向後收入前機身。地勤可在兩個半小時內不使用特殊工具就為起落架安裝上雪地滑撬。

貨艙

“馴鹿”的尾部大型裝貨艙門面積達3.5平方米，分為上下兩部分。上半部分向上收入尾部，下半部分向下放出形成裝貨斜坡，並可調整角度以適應陸軍標準3噸卡車的車廂，使貨物迅速通過滾道進入貨艙。貨艙頂部還安裝有單軌吊掛可吊裝貨物。在裝載小型車輛時，斜坡可完全放下並搭載跳板使車輛可直接駛入貨艙。空投傘兵時尾部艙門開在空中打開，下艙門呈水平姿態。尾部艙門打開後不影響飛機的飛行操控性，所以“馴鹿”可以艙門開啟的方式運輸管道之類的超長貨物。後機身兩側開設了人員艙門，早期批次的艙門為向前打開然後放下登機梯，後期批次改為背面集成了登機梯的下開式艙門。在緊急情況時乘員可拋掉右側人員艙門逃生。該機駕駛艙頂部有一個艙門，底部有一個逃生艙門。

“馴鹿”的貨艙容積為32.56立方米，可容納兩輛吉普，或載32名步兵或26名傘兵，或22副擔架、4名坐姿傷員和4名醫務兵，或30名乘客和他們的行李，載貨的話可裝3噸貨物，貨艙布局可快速在上述模式中變化。“馴鹿”的機腹內有三根堅固的縱梁，除承受貨物重量外，也可以保值機腹迫降時的安全性。強化貨艙地板可承受976千克/平方米的壓強，地板上集成了貨物系留點、滾道，側壁可安裝緩衝板。

駕駛艙

“馴鹿”採用三人制機組，座艙布置簡單實用，充分考慮了機組的動作自由和舒適性。所有控制開關都觸手可及，有趣的是無線電控制台在不使用時可以向前滑動收起。座艙位置較高，機鼻下塌，座艙玻璃總面積為2.97平方米，是同時期運輸機平均值的4倍。因此機組有著很好的視野，從翼尖到翼尖的水平可視角度為265度，從機鼻到尾部的縱向可視角度為183度。抗鳥撞風擋玻璃配備有雨刮和電加熱除冰除霜裝置。

飛行員可駕駛DHC-4以陡峭的下滑角度進場並把前輪精確落在跑道起點上，這樣可最大限度地利用跑道的長度。該機的重心範圍很寬，對貨艙的貨物擺放位置沒有嚴格要求。以11794千克的最大重量起飛時，滑跑距離僅為165米，以17.6%的坡度爬升到15米淨空時距起點僅311米。以同樣重量降落時滑跑距離僅為160米，15米淨空以14.8%坡度降落的起點距停止終點的距離也是311米。“馴鹿”裝載3噸貨物以11794千克的重量起飛時最低跑道要求僅為365米。

裝備套用

美國

1959年美國陸軍訂購了56架DHC-4生產型，編號AC-1，1961年全部交付。AC-1安裝兩台1080千瓦（1450馬力）的R2000-7MD發動機，空重7997千克，最大起飛重量11794千克時極速348千米。3048米高度巡航速度293千米，海平面爬升率413米/分，失速速度僅為105千米/時。雙發實用升限7559米，單發實用升限2682米。裝載2449千克貨物的最大航程1770千米。AC-1和原型機的區別就是重新布置了機翼油箱，使內油容量從2725增加到3134升；三片式主起落架艙門簡化為兩片式；右側人員艙門改為可拋式；輔助動力單元（APU）從左發動機艙移到左側機身；增加供氧系統等。

1962年因美國三軍統一飛行器編號規則，該機的編號被改為CV-2A。為了滿足美國交通部的要求，DHC對“馴鹿”進行了結構加強以以支持12927千克的最大起飛重量，編號為DHC-4A。最大起飛重量起飛時，該機的起飛滑跑距離從CV-2A的165米增加到221米。陸軍訂購了103架DHC-4A，原編號AC-1A，1962年改成CV-2B，於1963年開始交付。CV-2B後期批次在機鼻的雷達罩內安裝了一台AN/APB-158氣象雷達，先前出廠的CV-2B和大多數CV-2A後來也加裝了該雷達。CV-2B於1963年開始交付，連預生產型在內美國陸軍共採購了165架“馴鹿”，成為最大的DHC-4用戶。

1961年美國陸軍向越南部署“馴鹿”，這些飛機全機塗上了橄欖綠。陸軍很讚賞“馴鹿”的短距起降能力，當時美國空軍的費爾柴爾德C-123“供應者”載貨量是“馴鹿”的兩倍，但是短距起降能力就差了很多。“馴鹿”可以向陸軍的前哨基地運送給養，而這種基地往往只在崎嶇地形上開闢了非常簡易的跑道。

在完全無法降落時，美國陸軍使用了一種被稱為低空提取（LOLEX）的特別技術，被稱為低空傘降提取系統（LAPES）。飛機以一人之高飛越目標區域，並用減速傘拖出貨艙內安裝在減震托盤上的貨物，投放精度和效率遠高於傘降空投。在戰爭中“馴鹿”經常冒著炮火降落在前沿機場，並保持發動機運轉，在貨物卸完後就立即起飛。在這驚險過程中有一些“馴鹿”被擊落。

1966年美國陸軍與空軍達成約翰-麥克康奈爾協定，陸軍同意放棄戰術運輸機，作為交換空軍同意放棄其裝備的大多數直升機。1967年1月1日陸軍第17、57、61、92、134、和135航空連的“馴鹿”被分別移交給空軍新成立的第537、535、536、459、457、和458部隊運輸中隊，陸軍僅保留了15架。在空軍CV-2A和CV-2B的編號分別被改為C-7或C-7A，並改塗東南亞三色迷彩，繼續重負荷服役，有幾架安裝了無線電中繼設備後被作為戰場無線電中繼站。

中央情報局（CIA）的“馬甲”——美洲航空公司也裝備了兩架“馴鹿”用於秘密任務，一些與美洲航空公司有關聯的其他“民間”公司也租借一些美軍的“馴鹿”。此外在60年代與CIA合作的台灣亞洲航空公司也使用過3架“馴鹿”。

越戰中美軍共損失了20架“馴鹿”，美國陸軍的少數幾架“馴鹿”一直服役到80年代，空軍預備役和國警隊部隊的“馴鹿”也在80年代被洛克希德C-130“大力神”取代。陸軍“金色騎士”跳傘表演隊曾裝備一架預生產型“馴鹿”作為跳傘載機和支援飛機，在機身上繪製了漂亮的塗裝。戰後澳洲“馴鹿”繼續服役，參加過聯合國維和行動，為此有些塗成了白色的聯合國塗裝，2009年退役。

越南

1971年美軍開始從越南撤離，空軍把大多數的“馴鹿”都移交給南越空軍，僅有32架飛回美國裝備了空軍預備役和國警隊部隊。南越空軍無力維護這些已被重度使用的“馴鹿”，越來越多的飛機被迫停飛。到1975年西貢被解放時，南越還有一些能飛的“馴鹿”，隨後被新成立的越南社會主義共和國接收。

澳大利亞

澳大利亞皇家空軍從1964年起開始接收19架“馴鹿”，編號A-4。澳洲“馴鹿”一經交付就隨第35中隊被部署到越南，因為該中隊的無線電呼號是“袋鼠”，所以也被戲稱為“袋鼠航空公司”。澳洲“馴鹿”多數通體橄欖綠，也有少數塗上了迷彩。

加拿大

讓人有些驚訝的是儘管加拿大政府提供了DHC-4原型機的採購資金，卻並沒有成為“馴鹿”的大用戶，僅裝備了9架。實際上DHC-4是享受加拿大政府補貼的加拿大項目，目的是推動加拿大的經濟發展，最終證明這筆投資還是很合算的。

1960年加拿大武裝部隊裝備了首批5架“馴鹿”，其中包括兩架原型機，編號CC-108-1。1964年加拿大又購買了4架DHC-4A，編號CC-108-1A。前5架CC-108-1後來升級成CC-108-1A，1971年加拿大剩餘的“馴鹿”被賣給坦尚尼亞。

印度

印度“馴鹿”的數量多於加拿大，1963年初印度空軍向美國陸軍租借了兩架“馴鹿”進行評估，隨後購買了20架DHC-4A，於1964~1968年接收。印度的“馴鹿”多使用在西北邊境的多山地區，在1971年的印巴戰爭中甚至被作為輕型轟炸機使用，一直服役到1983年。

西班牙

西班牙也是“馴鹿”的主要用戶，在1967~1970年間西班牙空軍獲得了12架“馴鹿”，編號T.9，後來又購買了一些美軍的二手“馴鹿”，一直服役到1991年。

馬來西亞

1966~1973年間馬來西亞空軍獲得了18架“馴鹿”，2000年退役，被CN 235雙發渦槳飛機取代。

其他

其他的“馴鹿”用戶還有：喀麥隆空軍（2）、加納空軍（8）、肯亞空軍（6）、科威特空軍（2）、阿曼警察（3）、瑞典空軍（1）、馬來西亞空軍（2）、坦尚尼亞空軍（4）、泰國邊境警察（3）、烏干達空軍（1）、尚比亞空軍（5）。

民間公司大概僅購買了6架全新的DHC-4A，其他大部分是軍隊退役下來的二手“馴鹿”。直到今日許多經過了現代化改裝的“馴鹿”在運營中。美國新澤西州開普梅的PEN渦輪公司提供DHC-4T升級服務，使用普惠加拿大公司的PT6A渦槳發動機取代了R-2000。該公司至少改裝了兩架DHC-4T，其中一架在1992年墜毀。

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