CAI研制C-17运输机加劲蒙皮及主轮舱门

大型结构验证

　　2006年时，CAI团队等到了一个绝佳的好机会，当时的空军参谋长维恩（Michael Wynn）想制造一架验证型运输机，指示空军研究实验室针对下述需求提出可行性建议。

　　1、以复合材料为主要使用材料

　　2、经费不超过一亿美元

　　3、研制时间有限，签约后三十个月进行飞

　　4、担负军事任务的运输机

　　在接到命令后，空军研究实验室和波音、洛马、诺格（Northrop Grumman）签订可行性研究合约，请三家公司研究在8000万美元经费及30个月发展时间的限制下，能否造出一架以复合材料为主的军用运输机，并且符合以下要求︰

　　1、460~510米跑道的短场起降能力

　　2、可在泥土跑道上起降

　　3、货舱可容纳两个美军标准3,463升货柜，或20名全副武装士兵加一辆“悍马”高机动性多用途轮式车（High Mobility Multipurpose Wheeled Vehicle，HMMWV）

　　三家公司依据各自的经验提出了概念设计，在设计方式、载运能力、使用技术上有很大的差异，但设计出的机型大小却很相近，大约是C-130运输机的四分之三大。因为机型大小雷同，所以三家公司的经费需求也很接近，约需2亿美元。如果经费上限为8000万美元，就只能造出一架约C-130运输机四分之一大的机体，根本达不到所需的运输能力。

　　空军研究实验室对这个结果十分震惊，因为国防部多年来在降低机体制造费用上投入大量研究经费，而这些研究成果显然未获得航空工业界的采用。空军研究实验室将三家公司的结论交给部队及装备办公室审查，两单位的回复意见认为航空工业界的经营观念有待改进，空军高层因而制定了一个严厉的概括性机关公告（Broad Agency Announcement）︰

　　经费有限，限制经费不超过五千万美元

　　研制加快，2009年10月前飞

　　使用CAI开发（或类似）的复合材料技术

　　在空军指示下，空军研究实验室在2007年1月公开此公告，并要求航空工业界提出先进复合材料运输机（Advanced Composite Cargo Aircraft）的研制规划书，内容须包括︰载重量、结构概念、材料、制造方法、以及在2009年9月30日前完成飞的发展规划。这架运输机将由联邦航空局（Federal Aviation Administration）认证为验证机，并且需要满足下述设计及军用运输性能需求︰

　　可在未整备的跑道上起降

　　全加压式机舱，货舱多可容纳两个美军标准货柜

　　结构可容忍服役期间发生的一般性损伤，包括枪、炮弹射击损伤

　　可停放货柜或轻型轮式车辆的地板，以及提供进出的后开式货舱门

　　巡航速度大于每小时740千米

阶段

　　先进复合材料运输机阶段的工作内容是发展并完成飞机设计，承包商必须把概念设计转化成包含结构细节及各系统的细节设计、定义所采用的特殊关键科技、发展详尽的制造工艺、制订降低飞风险的规划，目标建立进入第二阶段的信心。空军研究实验室收到9家公司的规划书，后选定洛马和极光飞行科学（Aurora FlightSciences）公司进入阶段。

极光飞行科学的设计

　　极光飞行科学的设计以乌克兰安-72军用运输机为基础，保留原机的飞行座舱、发动机、子系统……等，更换全新的复合材料机身、机翼、垂直尾翼、水平尾翼。以现有飞机为制造基础的优点是︰不需大量经费就可获得经实际验证的子系统（发动机、起落架、座舱……等），可完全掌握飞行质量，而且只有采用这种方式才能满足经费和时间的要求。极光飞行科学的设计使用先进复合材料集团（Advanced Composite Group）开发的MTM-45预浸布（prepreg），无需热压炉就能固化，搭配CAI所发展的π形接头接合技术。MTM-45低温固化后的强度比热压炉固化略逊一筹，因此目前只能用于实验型飞机上。

 

铺设复合材料预浸布

　　极光飞行科学的飞机机身分为前、后两段，前机身为复合材料蒙皮，再胶结到以连续压模制造的热塑性保形框（frame）上。起落架及某些承受机翼负载的隔框，则沿用自原机体。后机身为分段式金属件接合的夹芯式蒙皮，再胶结到隔框上；货舱斜板及后舱门沿用自原机体；机翼分成三段，中段当做机翼油箱，由复合材料制造的蒙皮、翼肋、翼梁以π形接头胶结接合；垂直尾翼、水平尾翼为夹芯式蒙皮，以π形接头和翼肋胶结接合。