化鲲为鹏,解读中国运—20

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  2013年1月26日,陕西阎良机场,一架外-形硕大的运输机启动了发动机,在4台涡轮风扇发动机的隆隆轰鸣中,运输机逐渐开始滑跑加速,在滑行不远之后一个漂亮的抬头,起落架轻盈地离开了跑道,升上了空中,直奔蓝色天际。这架飞机,便是中国自主研发的首款大型运输机——运20。运-20的成功首飞,标志着-中国航空工业继歼-20隐身战斗机、歼-15舰载战斗机以及“鹘鹰”多用途战斗机之后又一个重大航空装备项目取得标志性突破,标志着中国成为全球少数几个掌握军用大型运输机制造技术的国家之一,其意义足以比肩甚至超过载-人航天工程。
  运20由中航工业西飞集团研制开发,采用四台高涵道比涡轮风扇发动机作为动力,机翼为上单翼设计,采用T型尾翼布局,机长约47米,翼展约45米,机高约15米,最大起飞重量超过200吨,最大载重量66吨,高于俄罗斯-主力运输机伊尔76,略低于美国主力运输机C-17“环球霸王”。
  一直以来,中国能够独立研制开发性能较为先进的战斗机、直升机、轻型和中型运输机以及各种通用飞机,但在大型运输机研制领域,却长期留有空白。缺少大型军用运输机的事实,严重制约了中国空军的远程空运能力,限制了军事部署的速度和规模,同时更使得中国空军的空中预警指挥机、空中加油机、电子战飞机等特种飞机缺少合适的发展平台,只能依靠国外进口装备。对于中国这样领土辽阔的大国,急需研制和装备具有较高技术性能的大型运输机,除了军事用途,大型运输机还能在和平时期承担抢险救灾、海外撤侨等处理突发事件的任务,具有重要的战略意义。
  如果说轰炸机、攻击机是进攻的利剑,战斗机是防御的坚盾,那么运输机就是“战力倍增器”。喷气式大型运输机的巡航速度达800~900千米/时,是陆上运输的15倍,海上运输的25-倍,经过空中加油可实现跨洲甚至全球运输,对瞬息万变的现代战争意义重大。利用大型运输机的平台基础,还可开发出空中加油机、预警机、电子侦察机等多种衍生型号,其技术也有助于研发战略轰炸机,都是一支体系完整、具备攻势作战和洲际作战能力的战略空军所必需的机型。
  大飞机不是小型飞机的简单放大。大型飞机的研制,要求航空工业在结构力学、气动布局、总体设计、先进航电、飞控技术、大型航空发动机等领域具备相当的技术实力。由于基础薄弱又长期受技术封锁,我国运-7、运-8中小型运输机都直到上世纪80年代才量产,具备战略远程投送能力的大型运输机只有近年从俄罗斯进口的伊-尔76。因此,运-20的首飞成功,堪称中国航空-工业的重大突破。
  在运20成功首飞之前,外界一直猜测它可-能只是俄罗斯伊尔76的简单仿制品,但实际上运20在航电、飞控、总体设计以及结构方面,都采用了诸多自主先进设计,具备浓郁的创新色彩。
  从照片上看,运20的机身截面呈现代化-的钟形,而非伊尔76的圆筒形,外观更加“粗-胖”,具有更宽敞的货舱。伊尔76的货舱长20-米,宽3.4米,高3.46米,在装载主战坦克、自行火炮、重型工程车辆和直升机等重装备时常面临宽度、高度不足等问题,在运20上都应该得到-更好地解决。
  运20采用3人制机组,这表明其飞行控制系-统、航电设备比较先进,自动化程度高。相比之下,伊尔76现役型号的座舱仍以机电式仪表为-主,需7~8名机组人员操作。据分析,运-20可能还采用了电传操控系统,比伊尔76上的机械-式操控系统反应更快、安全性更高。
  作为后发优势的一部分,运20在整机加工工艺上也采用了目前流行的整体成型加工方法,有助于减少易出问题的铆接,提高翼梁、框架等主要结构的生产质量、减轻结构重量,提高机体寿命。这种优势在国产的歼-11、歼-15战斗机上也有所体现。国产大型运输机的成功研发,是中国空军从国土防空力量向攻守兼备的空中机动力-量转变的重要体现,有望成为中国空军向战略空军腾飞的起点。
  大型运输机受到各国青睐,是由多方面因素决定的。首先是航空技术的进步,使这一级别的运输机可以部分兼具“超大型”的大运载量和“中型”的简易跑道起降能力。其次是近年来开发的新一代装甲车辆对防护、火力和舒适性的要求更高,体积和重量增大,20吨级的中型运输机渐渐力不从心。此外,大型运输机的尺度吨位与大型客机相仿,造价和维护成本相对适当,操作调度也较为方便。
  综合媒体报道分析,运20在大型运输机中处于“重量级”,66吨的载重量明显高于A400M、C-2和安-70的35~40吨,与伊尔-76的最新改型伊尔476相当,小于C-17的78吨。但运20的气动设计仍较为保守,综合性能仅约C-17的六成水平。毕竟,我国在大飞机研发领域缺少积累,目前只是刚取得了零的突破。
  应当指出,运输机级别的选择和性能的取舍,不仅取决于研发国的工业实力,同样与地理位置、战略需求和军事决心等密不可分。比如西欧国家民用航空技术先进,但由于本土面积不大、公路铁路网发达,冷战时长期处于防御态势,又兼有美国可依靠,故长期未能自行发展大中型军用运输机,A400M的研发也一路磕磕绊-绊。
  按照大型运输机研发的一般规律,运20首飞成功后至少还需要3年左右时间进行各项测试、验证和修正等工作,才能投入批量生产,正式成规模列装可能要到2020年以后。这其中最大-的变数,就是与其配套的国产发动机能否如期完成——目前给运20原型机提供动力的,仍是伊尔-76上的俄制老式D-30发动机。众所周知,发动机技术是代表现代制造业最高水平的明珠,“中国制造”从汽车、舰船到飞机几乎无不受限于这块短板,大飞机所用的高涵道比涡轮风扇发动机,至今全球只有欧美俄寥寥几家巨头企业能够制造,即便俄罗斯也与世界先进水平有所差距。研发中的国产大飞机C919和ARJ21,为了能-尽快达到商用要求,也分别采用进口和国际合作模式。
  中国航空工业当然十分了解我们的一贯“弱项”,有消息称目前我国正为运20自行研制的配套发动机名为涡扇-18(WS-18),该发动-机早已开始研制,中国航空工业投入了巨大人力和物力,广泛借鉴世界先进高涵道比涡轮风扇发动机设计经验,突破了一系列关键技术,已经取得了重大进展。涡扇-18一旦完成研制,有望使运20具备较好的技战术性能,并突破限制其性-能、装备数量的最大瓶颈。
  鉴于我国目前的军事需求,运20的计划装备数量至少在100~200架以上,而且目前已有计划研制体量更大、运载能力更强、类似C-5或安-124级别的超大型运输机。国产发动机是否“给力”和“准时”,将是推进我国运输机计划的重中之重。
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