NASA的下一代军/民用运输机方案。

　　尽管美国空军的战斗机总能成为公众关注的明星，但真正能够让美国三军部队全球部署，并适应多种任务的还是大型支援飞机，这是真正的战略进攻型力量。其中的一些任务包括攻击、轰炸、运输、空中加油和其他特种任务。研制并部署这些新型的大飞机平台造价十分昂贵，如果根据每一种任务要求，设计并生产一种大飞机，军方将无法负担。所以，大型支援飞机平台的项目不能仅仅针对一种任务进行设计，而需要具备足够的任务弹性以适应各种不同的任务。就像C-130和C-135平台在几十年的服役生涯中被改进成AC-130“炮艇”和RC-135“铆钉接头”，以及其他多种任务改型。

　　当然，下一代大型支援飞机的要求要苛刻得多。正因如此，这种飞机基本的概念是：设计一种可以实现的基本平台，它的载重、航程、内部空间和其他品质都恰到好处，在使用和生产过程中，只需要经过一定的改进改型就可以满足各种任务需要，而不用设计全新的机身平台。在当前阶段，根据不同的任务需求确定出合适的品质就显得十分重要。

　　任务的类型及特点

　　大型支援平台具有广泛的任务适应性，但是其他的一些以多用途为目的而设计的平台却不那么成功了。这是因为在实际使用过程中，任务的转换及未曾始料的需求都可能超出平台的能力。由此可见，在设计之初就应当仔细研究每种可能的任务究竟需要怎样的能力，这样才能制定出切实合理的设计目标。

　　前线攻击：此项任务目前主要由AC-130炮艇部队承担。尽管AC-130威力强大，但是其作战使用至少还受两个条件限制：一是天候，在夜间和能见度不良条件下，作战效能会大打折扣；二是飞行高度，但是为了避免便携式地空导弹、小口径防空炮火等其他小型武器的威胁，AC-130必须在安全高度上飞行。

　　新一代的炮艇武器平台应该具有与现代空中炮艇相同的续航能力，但生存能力必须要更好。新平台的巡航速度也应当比AC-130快。在执行运输能力时，可以使用民航飞机航线（现有的C-130在巡航时，高度低于民航客机，所以不能用其航线）。此外，新平台可根据需要攻击任意一侧的目标，相应的传感器也高度集成。

　　轰炸：此项任务目前由B-52、B-1和B-2重型轰炸机部队以及F-15E战斗攻击机部队承担。虽然B-2的效能出众，但高昂的价格也极大地限制了机队的数量。而B-52、B-1、F-15E则由于信号特征显著造成突防能力相对低下，很难进入严密防范的目标区。美国空军的武器库中需要一种航程远、突防能力强、能够投放大型武器的作战机型。这种需求由来已久，但却难度很高。新机型未必要成为所谓的“B-3”，但要综合B-2和B-52的特点，同时要填补战术战斗轰炸机和高端战略轰炸机之间的巨大空缺。

　　运输：当前，战术运输的任务主要依赖C-130完成，战略空运则由C-5和C-17承担。陆军未来战斗系统FCS的内涵包括未经铺设短跑道的部署能力。尽管当前的C-130具备良好的起降能力，但却无法容纳FCS战车。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。新一代平台应当同时具备大货舱容积和短距起降性能，以满足陆军战略战术机动的需求。从这个角度看来，新机型或许和C-17有些重叠。但事实上，C-17在战术运输和战场生存能力方面的不足之处需要得到弥补，总体而言，C-17太大太高端，而且仍未脱离传统大型运输机的桎梏。

　　空中加油：KC-135和KC-10是为固定翼飞机加油的主力机型；KC-130则主要为旋翼机加油。时间和技术的进展同样让这些可靠的机型开始落伍。新空中加油机应当具备一定的隐身性能，这样，它就可以在离目标区更近的区域为隐身飞机加油而不被发现。

　　特种任务：这有可能是要求最苛刻的任务类型；替代MC-130“战斗魔爪”的机型必须能够在不被探测到的情况下深入敌后，着陆在未经铺设、没有辅助的短跑道上，投放并回收特种部队及其车辆，然后起飞并悄悄地撤出敌空域。而且高空和低空突防都必须考虑到。

　　合并需求

　　以上的有些任务具有某些共性，因而可以归纳为某种通用系统。

　　特种任务要求和运输任务在一些方面有相通之处：短距起降、机场适应性，以及快速的货物/车辆装卸能力。不过，前者在战场生存能力方面要求更苛刻。此外，如果特种任务飞机要求垂直起降的话，就很难与其他任务机型整合为一种设计。

　　在研究过程中，除了对任务进行分类，对大小的分类也经过了研究。大小分为三级：

　　战斗/轰炸尺寸（起飞质量45吨），适合轰炸/炮艇任务，尤其是无人方案。此外还适合作为前沿投放的小型运输机。作为特种用途飞机也非常合适，在这一重量级别，甚至可以考虑用升力风扇实现垂直起降。但这一重量级别可能不适合空中加油和运输的机型。

　　中型运输机尺寸（起飞质量68~160吨），当前，执行各种任务的机型如C-130、C-135、B-2都属于这一区域。未来适应多种任务的支援机型平台很可能也在这一范畴。

　　大型运输机尺寸（起飞质量大于200吨），这一适合运输和空中加油机的区域可能也适合轰炸型号，甚至可以发展出一种武库机。由于在面对严密防御空域时，武库机突防风险太高，不得不采用防区外发射的远程空地武器，它可能更适用于低威胁的地区，就像B-2在伊拉克和阿富汗战场上执行近距空中支援任务。

　　方案设想

　　单机型方案

　　最终，需要由一种机型来执行上述的五种任务。为了达到这个目的，最佳的选择方案是一种中型运输机尺寸的飞机，并需要具备低可探测性、短距起降性和巨大的货舱容积。其中，首要照顾的是运输任务，因为运输机型的产量可能是最多的，而且这可以使得其他任务也较容易得到满足。只需要减小运输机的载荷，就可以增加航程或留空时间。

　　这种飞机的航程必须满足不经过空中加油的部署需求。在确定了载重量和航程后，就可以得到飞机大致的起飞质量范围。通过对起飞质量和滑跑距离的关系综合分析，确定半载时，跑道长度在大约610米。而生存能力主要依靠低RCS的隐身-气动一体化设计和机载电子战设备保证。

　　在设计特点上，该方案采用上单翼布局，四台中等涵道比的涡扇发动机内埋在翼根内。机尾舱门类似C-141运输机，具有较低的气动阻力。根据设想，各个任务型号的机身都很相似，因而可以在基本型机身上做出不可恢复的改动，以满足特定任务需要。

　　通用性虽然降低了费用，但也有明显的性能代价。对于有些任务而言至关紧要的一些性能和部件，对于另外一些任务而言可能就成了累赘。

　　由于基本型是运输机，它所具备的短距起降性能对于炮艇攻击机而言就显得多余。比如在机翼面积和发动机推力方面，炮艇攻击机都不需要那么大。而炮艇攻击机、轰炸机和特种任务飞机在低可探测性外形、中等涵道比半埋式发动机方面付出的重量和结构代价对于运输机和空中加油机而言，也显得有些得不偿失。

　　运输机的货舱地板需要设置货物通道，但这却妨碍了轰炸型和攻击型从底部投放武器，因为货物通道的结构占用了布置武器舱的空间。解决的办法是从飞机机身后部的货舱门向后投放武器。

　　双机型方案

　　不难发现，单机型方案存在巨大的挑战性，所以发展两种不同的改型方案或许是一种明智之举。具备隐身特征的方案可以用作轰炸和攻击机型；能够短距起降但非隐身的方案用作运输机和空中加油机。而特种任务飞机需要考虑究竟如何在隐身和短距起降之间做出取舍，或者另辟蹊径。

　　当设计要求为运载约30吨载荷飞行4820千米航程时，隐身的机型将比非隐身的机型重，空重增加约12.5%，起飞重量增加约16.5%。如果增加航程或者载荷要求，空重和起飞重量的增加幅度会更加显著。

　　一个有趣的现象是，起飞重量的增幅比空重的大，主要是因为隐身机型无法采用大涵道比的发动机，牺牲了一定的巡航效率，要达到同等航程必须携带更多的燃料。但如果有办法把高涵道比的发动机隐蔽地埋到机舱或机翼内，起飞重量的增幅将会得到控制。

　　模块化方案

　　模块化方案的基本思想是让大尺度部件基本保持一致，维持通用性，但具体布局和结构有所不同，以适应不同的任务类型。基于这样的思想，飞机都采用相同的机翼，V形尾翼布局都布置于尾撑末端，而发动机、机身则各不相同。这就使得飞机可以最大限度地适应所执行的任务类型，而不必同时装着为其他任务而准备的设备和结构，减轻了不必要的重量。

　　对于运输机、加油机和特种飞机而言，都采用大涵道比的涡扇发动机，虽然牺牲了隐身性，但获得了最紧迫的大航程/续航时间。其中，运输机和特种飞机都采用4台发动机上置布局，这可以充分地利用康达效应（Coanda Effect），改善飞机的短距起降性能，同时还可及减小跑道异物损伤发动机的危险。而对于不要求短距起降的空中加油机，则采用两台下吊发动机舱设计，能够保持良好的巡航效率。攻击型和轰炸型都采用中等涵道比的涡扇发动机，埋在翼根内，以减小雷达信号特征，提高突防能力。

　　运输机的机身最为肥大，有足够的空间来装载所要求的重型装备，同时，机头有降低雷达信号特征的棱条处理。特种任务型和空中加油型的飞机机身稍小，因为这样就已经能够满足机舱空间的要求了，较细长的机身有助于减小巡航阻力。所不同的是，后者由于对隐身的要求最低，所以机头仍采用传统的椭圆截面设计。炮艇攻击机和轰炸机的机身最为细小，外形完全按照折射雷达波的隐身外形标准设计，其中，轰炸机的机头最为细长，因为它对巡航速度的要求更甚于攻击机，细长的机头有助于提高阻力发散马赫数。

　　大小搭配方案

　　把飞机按大小区分开也可以有效地提高飞机的作战性能。但无疑需要研制两种完全不同的飞机以满足需要，成本方面的代价会比较大。

　　小型方案空重30吨，起飞重量47吨；长17米、翼展33.83米，具备良好的隐身性能，尤其适合作为轰炸型和攻击型，但载重量仅和“飞豹”差不多，略显小，但航程可达5130千米以上。特种任务型具备良好的渗透能力，装备升力风扇或升力发动机甚至可以垂直起降。

　　超大型方案空重150~162吨，起飞重量386~476吨；翼展75.3米。这种飞机可以作为C-5的替代型和C-17的补充型服役；空中加油型号能够同时为两架战斗机提供硬管式加油（现有的加油机只能同时为一架飞机进行硬管式加油）；它还可以被改装成庞大的武库机，携带数量巨大的防区外发射武器，快速而持续地进行远程打击。在研制时，超大型方案可以作为民航客机投产，以减小政府支出。