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晨枫小苑

来的都是客,相逢握握手

 
 
 

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晨枫  

西西河水浪打浪,一浪打到网易上。我本是喜欢纸上谈兵的一介草民,在西西河那边开了一个小铺子,这是海外华人的一个精神家园。我是一个一坐下来就不动窝的懒人,但架不住友人的邀请,到网易也开了一个茶摊。阿庆嫂是怎么说来着:来的都是客。希望您能喜欢我这小号。来来来,先握一个手! 当然,主有主规,客有客道。请勿随地吐痰,喧哗扰众,或者乱贴小广告。不欢迎指桑骂槐,更不准恶语伤人。

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大运的意义   

2013-01-14 00:30:52|  分类: 鹰击长空 |  标签: |举报 |字号 订阅

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这几年军迷有福了。每年到喜庆日子,常会有点惊喜。2012年有两个惊喜:先是沈飞歼-31首飞,这个被军迷戏称为“粽子”的隐身战斗机的定位、性质和性能尚在迷雾中,运-20又现身了,而且首飞在即。20073月,中国决定同时启动200吨级大客和大运项目,大客和大运自然是大型客机与大型运输机的简称。大客C-919已经逐渐成形,大运却长期深锁在迷雾中,直到现在。虽然网上流传的图片依然很不清晰,但已经可以看出一些端倪了。

 

国务院立项的决定中指出,大运和大客应该在技术和资源上尽量共享,于是人们猜测,大运和大客是否会共用机体,以节约研发开支和缩短研发时间。这实际上是不可行的。大运是为了满足中国空军在未来战争中空中机动的要求而研制的。作为大运,主要要求是:

1、具有野战机场起落能力

2、具有良好的低空低速能力,以便于空投操作

3、具有良好的快速装卸能力,包括机内货物移动系统

4、能够运送长大物件和车辆,货舱地板强度可以承载超重货物

5、具有空投专用设施

 

大客则是为了满足富裕起来的人们出行的需要,主要要求是:

1、安全

2、舒适

3、省油

4、可靠,可以保证出航率

5、低噪音

 

这些主要要求的不同,决定了大运和大客是十分不同的两种大型飞机。事实也确实如此,C-919采用大客中常见的下单翼、低平尾、常规前三点起落架和翼下双发布局,运-20采用上单翼、高平尾、机腹多轮起落架和翼下四发布局。这是由大运和大客的基本特点决定的。对于大运来说,上单翼有利于保证翼下发动机的离地净空,避免在粗糙跑道上起飞、降落时地面扬起的砂石损坏发动机;多轮起落架是降低对野战机场跑道压力所必需的,也有利于降低机舱地板高度和尾门-装卸跳板的角度,便利快速装卸和车辆驶入驶出;高平尾降低平尾下洗气流对机尾空投的影响;四发则保证强劲动力,有利于缩短起飞距离,或者在敌人火力下空投完成后迅速加速爬升离开,并增加抗战损能力。

 

就机舱截面而言,大运和大客也有不同。客机是用来载客的,地板和天花板之间的高度需要保证旅客可以舒适地站立,更高则没有必要。在可能的情况下,也需要保证地板下能容纳标准航空集装箱,便于适当载货。另一方面,机侧舱壁以近乎直立为宜,否则靠窗旅客要么头部空间受到挤压,要么腿部空间受到挤压,都不舒适。由于这些因素的考虑,客机地板大多在机舱截面1/3高度左右,地板以下是货物空间。大运则不同,需要机舱容积最大化,以便装载长大但并不超重的物件,如导弹运载车、特种车辆等,所以地板尽可能低,天花板则完全空出来,保持最大的完整空间。大客的地板只要能承受旅客和机舱设备的重量就可以了,大运需要承受载运的重型装备,地板需要额外加强,而且需要有大量的系留点,用于固定装备;还要有帮助货物在机舱内移动的滚轮、导轨和舱内牵引行车。

 

现在还无从得知运-20在多大程度上采用了现代大运常见的先进技术,但有一点是肯定的,这是一代采用先进概念的新型大运。

 

在传统上,大运分为战术运输机和战略运输机,两者的区分主要还不是由载重量和航程决定,而是由使用方式决定。战略运输机注重跨越战区的洲际空运,主要用于向具有完善跑道和机场设施的后方节点机场空运,然后由战术运输机从节点向前线野战机场作二次分发空运,或者直接空投、空降。美国的C-5是典型的战略运输机,C-130则是典型的战术运输机。从C-17开始,这个界限模糊了。C-17具有机舱宽大(可以运载M1坦克)、载重量大、航程远和起落性能好(对跑道的要求不超过C-130)的优点,是结合C-130的野战机场起落性能和C-5的战略运输性能于一身的优秀大运。2008512日,四川汶川发生强烈地震,中国军民立刻行动,发起自救,世界各国也迅速派出救援,518日,两架美国空军C-17从美国夏威夷希卡姆空军基地连续飞行14小时,直飞成都双流机场。双流机场并没有遭到严重破坏,所以C-17的短距起落性能并没有受到真正考验,但潜力是明摆着的。运-20正是采用这样先进概念的新型大运,虽然具体技术性能尚待解密。

 

外电声称中国是因为受到C-17支援救灾受到刺激,才发愤研制运-20,这是自作多情了。中国空军早就希望装备大运,并从俄罗斯和乌兹别克引进伊尔-76填补空缺。国务院启动大运、大客的决定也是在20073月公布的,比汶川地震早一年多时间,这还不算国务院决定前早就启动的预研。汶川地震后看到C-17受了刺激,4年后就能够推出准备首飞的运-20,中国航空还没有那么神。另一方面,中国订立的大型高新科技计划或许不够透明,但绝少放空炮,这和印度层出不穷但屡屡放水的宏伟计划恰成对比,但这是题外话了。

 

和美俄等大国相比,中国空军的远程空中投送能力不足,这是公认的事实。问题在于,到底有多少不足。如果光看伞兵空投能力,除了武力制止台独的情况外,中国空军并没有对大规模增加伞兵空投能力太急切的需求。但是大运的用处远远不止伞兵空投和对伞兵作战的保障。事实上,现代运输机的重点在于运输重型装备,而不是运载更多的伞兵。C-17的载重量超过C-130三倍多,但运载伞兵的能力相差无几。

 

中国正在执行一项全面精兵政策。精兵的依据是现代军队高度的火力、机动能力和信息能力,使依赖大量兵员的分兵把守方式不再必要。军事空运就是这其中机动能力的重要一环。重装甲地面部队全面依赖空运,这在短时间内不现实,也没有必要。但空军战斗机部队应该也有可能迅速地远程部署,以应付突发事件。中国空军的歼10、歼11战斗机已经有相当长的航程,为全疆域作战提供了良好的条件。然而,战斗机可以自己飞到战区,后勤保障部队的器材、燃油、武器没法自己飞到战区,用地面运输则时间太长。国庆50周年时,东海舰队的飞豹转场到北京参加检阅,三个月前就开始转运器材了。这一方面是我军对转场部署经验和准备不足的体现,另一方面也是现代战机需要大量保障器材的写照。由于器材的体积、重量和前线机场的条件,大运是实现战斗机远程部署的必要保障。随着未来战争行动中空中力量使用规模的增加,中国空军对大运的需求会急剧增加。即使对地面部队而言,兵员可以用征用的民航飞机运送,但装备和补给还是要靠大运。事实上,近年的几次美军大规模作战中,大运出动架次和出动强度急剧增加,但用于空投的出动架次在总出动架次中无足轻重。

 

即使对于伞兵作战来说,单纯空降伞兵甚至空降轻型伞兵战斗车辆也已经不再足够,大运能够运载主战坦克不是一个很奢侈的要求。空降作战的制胜要素一在突然,二在突击力。 当装甲车辆在后方部队中也已经大量装备的时候,只有徒步和轻型车辆能力的空降兵只能攻克基本不设防的目标,最多就是警察局一类的东西,稍微有点坚固防御的 地方就不要惹事生非。这给空降作战的实用价值大打折扣。要是空降兵能配备哪怕是少量的坦克,在敌后的冲击力就绝对是数量级的提高,心理震撼作用更是轻装伞兵所不可能比拟的。空降兵的坦克当然不是一 定要空投,轻装伞兵夺取简易着陆场后,具有短距起落能力的大运突击着陆(air assault landing),卸下坦克,这就可以了。突击着陆的主战坦克不要求远程机动,或者与敌人装甲部队对抗,只要求能压倒敌人的轻装甲部队和对轻防护目标的机动突击。

 

大运也是预警机、雷达监视飞机、电子战飞机、加油机等大型军用飞机的理想平台。诚然,美国用波音707737767等作为预警机、雷达监视机、电子战飞机、加油机等的平台,油耗低,机体技术成熟,在实战中取得了良好的效果,但这是在对手没有能力破坏美国空军基地的情况下取得的。大型民航客机要求跑道长、平整,要求有相当的地面支援设施。全面大战时,这些设施是否能够保证是很成问题的。大运对简易机场和简陋的地面保障设施比较适应,对中国这样不能保证战时大型机场使用率的情况比较适合。同时,大型军用飞机也日益要求配备电子对抗天线、导弹来袭告警、箔条、闪光弹等对抗敌对地空导弹和空空导弹的设施,大运本来就有这样的要求,在机体设计时预留了安装这些东西的地方,要加强这方面的能力也比较容易、自然,更不用说兼做业余运输机。民航飞机要增加这方面的能力,就没有那么简单。美国正在研制的KC-46A加油机从波音767改装而来,但貌似简单的改装正在遇到巨大的困难,波音已经被迫吃下研发的超支部分,有危险成为一个蚀本生意。加油机已经不再是单纯的加油机了。2008年版KC-X计划流产时,入选的空客KC-45方案提供了更好的空运能力是获胜的因素之一,波音抗议这不是原竞标要求之一,迫使KC-X流产。再次竞标后,波音KC-46获胜,但波音并不能忽略加油机的空运能力要求。从民航客机改装而来的加油机通常只使用机舱地板以下的空间装载燃油,地板上的空间可以在少装燃油的时候搭载人员或者物资。波音KC-135在这方面没有多少考虑,但麦道KC-10已经有考虑。空客KC-45大大加强了这方面的能力,可以有效地补充永远紧缺的美国空军战略空运力量,用加油机运输人员和一般物资,把运输机的运力腾出来用于体积和重量更大的装备。波音KC-46的运输能力低一点,但还是很可观,为此需要配备地板系留点、滚轮、导轨、舱内牵引行车等设备,使得本来低风险的研发节外生枝。另外,加油机的岗位处在战区边缘,不可避免地要受到敌对战斗机的威胁。在某种意义上,打掉加油机是事半功倍的好事,将迫使大批油量不足的战斗机提前返航,甚至迫使战斗机油尽坠落。所以,KC-46要求加装座舱装甲、防弹油箱、雷达和红外预警、箔条和红外曳光弹等自卫系统,还要装备战场态势分析和威胁规避系统,根据敌情和需要加油的友机的情况实时规划最优待机位置,并回避可能的空中和防空威胁。如果威胁程度进一步提高,加装自卫电子战系统甚至自卫空空导弹也是可以想象的。另一方面,加油机的位置使其成为网络中心战的理想节点,加油机上加装数据链、保密通信和中继通信系统,可以作为战区战斗机的通信总机,加速信息的收集和分发。对于预警机、电子战飞机、雷达监视飞机,同样的问题也存在,甚至更大。这些特殊要求使得从大客改装的优越性大大降低,何况中国在近期并没有合适的大客可供改装,C-919并不比运-20更成熟。

 

在战术飞机和洲际导弹之间,中国还需要一个中远程的半战略打击能力,这就是战略轰炸机。专业的战略轰炸机的设计和制造都很复杂,代价昂贵。除了B-2那样的隐身轰炸机,从B-52到图-160都只能以远程空射对地攻击导弹(主要是空射巡航导弹)为主要打击手段,临空轰炸已经过时。既然轰炸机已经主要是巡航导弹载机,那没有理由不能用大运完成同样的任务。空射巡航导弹可以安放在特制的托盘上,像空投物资一样由机尾空投,在空中用阻力伞稳定后,导弹和托盘分离,点火,开始自己的飞行。理论上,这样投放的发射精度要受一点损失,但在大运尾安装一个简单的雷达或激光装置,实时测定导弹-托盘的三维位置,实时更新导弹的导航数据,发射精度是可以解决的。何况巡航导弹的命中精度不取决于发射精度,而是取决于中途和末端制导的精度。

 

脱离军用,大运在民用方面也大有可为。汶川地震救灾中,中国空军暴露了紧急救灾空运能力不足。在未来的抢险救灾中,地面运输可能受到灾害影响而放慢甚至受阻,水运更是受到航道的限制,只有可以在简易跑道上起飞、降落的新型大运才能提供及时、大量的救援。这不光对国内抢险救灾如此,对国际人道援助也如此。另一方面,随着经济建设的发展,大型设备的运输成为新的挑战。边缘地区新建设施需要超大型设备的话,现有铁路或者公路受到桥梁、涵道的限制常常无法整体运输,拆解运输对于有些紧密设备并非合理选项,大运就可以用来整体运输。另外,现有工厂设备发生无法修复的故障的话,需要抢运替换设备,公路和铁路动辄十几天,海运更是旷日持久,对于停产一天就是几百万元产值损失的工厂是不可接受的,动用大运整体运输是最经济的办法。

 

中国大运应该具有5000公里以上的航程,足够在中国国土上任意部署,也可以通过空中加油或者在友好国家机场三级跳向更远的国外部属。载重量应该达到50吨以上,最好60吨左右,这个载重量足够运载中国的主战坦克。中国大运有三个起点可以考虑。1、伊尔-76路线,2、安-70路线,3C-17路线。应该指出的是,这不是指伊尔-76、安-70或者C-17的直接改型,而是以相应的技术概念作为全新设计的起点。如果走伊尔-76或者安-70路线,还有可能获得伊柳辛或者安东诺夫的技术合作。

 

伊尔-76基本型的载重量为40吨(后期增加到48吨),满载航程5000公里,最大起飞重量195吨,机舱宽度3.4米,高度3.45米;安-70的载重量为47吨,载重35吨时航程5000公里,最大起飞重量145吨,机舱宽度4米,高度4.1米;C-17的载重量为77.5吨,载重72吨时航程4400公里,最大起飞重量265吨,机舱宽度5.49米,高度4.5/3.76米(后机身/机翼下)。

 

伊尔-76路线采用窄机身,技术难度较低,飞行阻力较小,但不适合运输宽大物件,已经不适合现代大运的潮流了。中国空军继续使用甚至继续引进伊尔-76,这是因为这是唯一现实的选择。C-17路线最豪华,但技术难度大,也大大超过中国空军的需要。安-70比较适中,但应该适当放大,增加载重量和航程,可能的话,也应该适当增大机舱尺度。另外,安-70的桨扇发动机具有省油、推力大、适合短距起落的优点,但技术上尚不成熟,中国也没有相应的国产化产品路线,应该换用高涵道比涡扇发动机,而这正是可以和大客共用的关键技术之一。喷气化的安-70路线比较适合中国国情需要,运-20也正是这样的基本格局。从网络图片目测,运-20采用类似安-70的机体,或许还有所放大,采用4台乌克兰D30涡扇发动机,预计在国产高涵道比涡扇可供使用的时候,会相应换发。运-20翼下有足够空间,翼下发动机换发在技术上是比较简单的事情。

 

人们对运-20特别短粗的机体多有微词,太不美观匀称了。军用飞机从来不以美观匀称为第一设计要素,这特别短粗的机体可能有几方面的原因:

1、 国产高涵道比涡扇还没有就绪,引进的乌克兰D30涡扇的推力不足以推动更大的起飞重量,所以用短机身先飞起来。

2、 短机身有利于短距起飞时及早拉起,较轻的起飞总重也更加适合于特种飞机平台的需要,预警机等并不需要特别长大的机舱。

3、 只要有需要,机体加长是相对容易的,民航客机经常有缩短和加长型,不说波音737-600/-700/-800/-900这样的逐级加长型,波音737最早就是从缩短而且双发的波音707过来的。对于大运来说,最重要的是机体截面尺度。

 

另一个问题是翼尖小翼,网络图片上看不到运-20采用翼尖小翼的迹象。翼尖小翼是80年代开始流行的机翼技术,用于在不增加翼展的情况下,增加升力,降低阻力。但翼尖小翼本身增加机翼结构的重量,还带来自身的阻力,只有在增升和减阻方面的效果超过重量和阻力代价,采用翼尖小翼才是合算的。通常情况下,全新设计的机翼不采用翼尖小翼反而更加有利。但有一个例外:翼展达到极限了,只能采用翼尖小翼增加升力,即使阻力增加更快也只能承受下来。这对于民航客机是一个很现实的问题。机场按照重量和翼展收费,重量决定了跑道等级,翼展决定了同样长度的航站大楼可以有多少登机口。对于运输机来说,过大的翼展也使得野战跑道不必要地拥挤,影响周转,所以对翼展也有限制。运-20是全新设计的,不采用翼尖小翼既在意料之外,又在情理之中。这还为未来加长、增加最大起飞重量预留了空间,可以在不增加翼展的情况下,通过翼尖小翼增加升力。

 

-20还是小荷尖尖,要长成参天大树不仅需要时间,更需要实践。国务院决定用15年完成大运和大客的研发,现在才5年多,已经接近大运首飞,中国航空人只争朝夕的精神令人赞叹。当然,15年还包括高涵道比涡扇,这也在紧锣密鼓地研发当中。在国庆60周年大庆时,中国自己的歼-10骄傲地接受了检阅。国庆70周年大庆时,运-20也会同样骄傲地接受检阅吗?这是一个人们翘首以待的问题。

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