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晨枫小苑

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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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谈谈运-30   

2015-02-28 23:04:11|  分类: 鹰击长空 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在珠海航展上,陕飞意外地展示了一架标有“新中运”字样的中型运输机,后来证实,新中运的型号为运-30。运-30采用传统的上单翼、高平尾、四发涡桨、 机腹多轮起落架和大尾门布局,中规中矩,但不起眼的外观背后有奥妙。陕飞没有给出具体的技术参数,但提到最大起飞重量在80吨级,载重量在30吨级。在同 一个珠海航展上,西飞运-20与美国波音C-17同台展示,陕飞运-9也有展示,自然引起人们极大的兴趣:为什么现在要研制运-30?


在2014年的珠海航展上,陕飞意外地展示了一架“新中运”,后来证实,这就是运-30


陕飞生产从苏联安-12改进而来的运-8已经有多年历史


运-9是运-8的深度大改


更大型的运-20则接近C-17,也在珠海展出

运-20的最大起飞重量在200吨级,载重量在60吨级,但这与传统的“战略运输机”概念不同,更符合C-17那样的“全程运输机”概念。传统运输机分为 战略运输机和战术运输机,前者重点在跨战区空运,载重量大,航程远,但对机场跑道的要求也高。洛克希德C-5“银河”在理论上具有简易跑道起落能力,在实 用中从未这样使用过。一个原因是没有这样的必要,在历次大规模空运行动中,美国空军都能在战区找到具有完备设施的大型机场。第二个原因可能是技术上的,简 易跑道只是铺装标准,但C-5依然需要很长的跑道,事实上不存在这样又长又简陋的跑道,除非战时急造。

与战略运输机相比,战术运输机航程短,载重量小,但适合于在较短的野战机场跑道上起落,甚至在平坦场地上临时整理出来的简易跑道上起落。战术运输机的运载 量也适合用于战术空投,这一点是大型运输机不一定擅长的。运输机在空投时,依然在继续前飞。如果运载量特别大的话,把全部载荷空投完毕的时间就较长,空投 散布就较大。反复进入同一空投空域、多次空投可以减少散布,但多架较小运输机小间距密集空投反而更加有利。


C-5是典型的战略运输机,但需要比较完备的大型机场


C-17则只要有简易跑道就能起落


C-17宽大的机舱甚至比载重量更加有用

传统的战略运输机和战术运输机各施其职,可以对应与民航中的“轮毂-辐条”模式。也就是说,战略运输机负责从本土基地向海外战区节点运输物资和人员,然后 由战术运输机分发运输到战地。这个模式相当有效,但也有不可克服的局限。战术运输机由于尺寸和重量的限制,不可能运输特别长大的装备,也不可能运输主战坦 克、防空导弹那样的重型装备,但是主战坦克、防空导弹那样的重型装备对现代空降作战越来越重要。

伞兵是先天的轻步兵,传统上依靠步枪、手榴弹打天下,顶多增强一点机枪、火箭筒、迫击炮、肩射防空导弹和反坦克导弹。伞兵落地后,主要靠徒步机动,也只有 依靠地形地物的防护。伞兵主要利用敌后空虚,攻其不备。在敌后缺乏守备、主要兵力也是轻装力量时,轻装伞兵具有适当的火力。但现代战场部分前后方,后方守 备部队普遍装甲化、摩托化,也装备大量导弹火力,还有空中火力支援,缺乏机动、攻击力和防护力的轻装伞兵的生存里就堪虞了。然而,若是增强以少量主战坦 克,情况就大为改观。增强伞兵的主战坦克可以作为机动奇袭小队使用,也可以作为机动火力支援平台使用。不需要发动大规模远距离装甲突击,也不需要独立作战 太长时间,所以常规装甲部队的燃油、弹药支援问题并不严重,但合成空降力量的突击力、防护力大大增强。

防空导弹则有另外的作用。现代战场已经在很大程度上空中化了,各种固定翼飞机、直升机成为主要战斗工具。在敌后空虚和意向不到的方向突然空降若干雷达-导 弹一体化的机动防空导弹系统,不仅有效地保卫落地的伞兵,还可以打以地制空的防空伏击,从背后极大地扰乱敌人的空中战线。

除了空降作战,战术运输机也承担向陆军部队战地运输的任务。对于孤悬战线之外的陆军友军,战术运输机也有同样的无法运输重型装备的问题,难以有效增援。

“全程运输机”打破战略运输机与战术运输机的界限,既有战略运输机的航程和载重量,又有战术运输机的简易跑道起落能力,根本性地改变了现代空降作战和空运 支援的面貌。回到民航的类比的话,全程运输机相当于波音787所代表的点到点航班,不仅简化、加速了空运过程,也使得重型装备可以直接空运到战地。C- 17和运-20正是这样的全程运输机。


伊尔-76可算是第一种“全程运输机”,可以战术-战役空运一机包干


印度常用伊尔-76向克什米尔高原运送坦克

在理论上,全程运输机可以取代战术运输机。事实上,苏联的伊尔-76可算第一种全程运输机。与和C-130同级的安-12相比,伊尔-76的载重量增加了 一倍,达到42吨,可以运载一辆T-72坦克,航程和速度也大为提高。伊尔-76的简易跑道起落性能简直成为传奇,在一次试验中,飞机起飞20分钟后,扬 起的尘土才落定。伊尔-76的高原跑道性能也可圈可点,印度空军经常用伊尔-76把T-72坦克运上克什米尔高原。伊尔-76在苏联空军投入使用后,全面 取代安-12,并部分取代和C-5相当的安-22,执行远程空运任务。经过加长机体和发动机增加推力后,改进的伊尔-76MD的载重量增加到48吨,换装 PS90涡扇的伊尔-76MD-90进一步增加到60吨。在苏联解体时,苏联空军已经在很大程度上实现“全伊尔-76化”。

但全程运输机毕竟较为昂贵,全面取代战术运输机太过豪华。在有的战术应用中,太大的全程运输机反而没有较小的战术运输机合适。在阿富汗,比C-130还小 的双发C-27很受欢迎,很多崇山之中的窄小山间阵地用C-27补给比C-130更好,C-17则根本不可能在那么窄小的空域里周转过来。较小的战术运输 机还是必要的。对于美国来说,这就是大改后的C-130J;对于中国来说,这就是全新的运-30。


C-130系列高度成功的战术运输机,在越南战争期间就投入使用


这是最新的C-130J


但机舱尺寸较小的天然局限依然不易克服


运送快反部队专用的M-8轻型坦克已经需要剥除附加装甲,对日益长大的现代装备运输越来越捉襟见肘


运送Stryker轮式装甲车也好不了多少

运-9也可以用作战术运输机。运-9是运-8的大改,运-8的原型就是与C-130同级的安-12。事实上,C-130J和运-9十分相近,为什么C-130J对于美国和西方国家适用,运-9对于中国就不适用,而非要开发全新的运-30呢?

C-130在50年代就开始使用,可算历史上最成功的运输机。在C-130刚投入使用时,这还属于大型运输机。美国《航空周刊》在纪念C-130首飞60 周年时,重发了当年采访文章,当年老资格航空记者走进C-130机舱时,赞叹“这简直像走进教堂大厅一样”,形容机舱的宽敞和高大。这当然是夸张,但C- 130的机舱尺寸和载重量远远超过50年代常见的二战前辈C-47和C-54,装载吉普车、轻型装甲车甚至重炮都不在话下。随着战术空运的普及,尤其是越 南战争和中欧冷战的需求,越来越多的装备用C-130运输,但C-130的机舱截面尺寸和载重量也逐渐显示出局限。

在80年代,美国着重发展快反力量,试图用M-8轻型坦克更换第82空降师装备的已经老旧的M551“谢里登”轻型坦克。但为了能装进C-130,尺寸和 重量都受到限制。最后版本在“裸装甲”状态下的尺寸和重量都已经达到C-130的极限,全状态下在尺寸上勉强能装进机舱,但是严重超重,只能拆下披挂装 甲,披挂装甲需要另外运输,到战区再与坦克汇合、挂装。由于C-130机舱尺寸和载重量的限制,M-8的发动机功率不足,“裸装甲”状态只能抵挡机枪子 弹,不能作为坦克发挥正常战术作用。披挂装甲后防护能力增加,但发动机功率不足的缺点更加突出,影响机动性和发动机的寿命及可靠性。M-8在样车已经交付 测试的情况下,还是下马了。必须能用C-130运输的要求在一定程度上铸成了M-8的先天不足。还有其他装备也受到C-130机舱尺寸和载重量的限制,只 是后果不至于到被迫下马的地步。

安-12/运-8与C-130的战术背景和设计思想相近,运-9也继承了机舱尺寸和载重量不足的问题。加大发动机推力和加长机体可以提高载重量,但机舱截 面尺寸是无法改变的。很多年来,空运能力对于中国军队是一种奢侈,运-8的数量不多,机舱尺寸也不是问题,更谈不上机舱尺寸和载重能力限制了战斗力。但救 灾抢险、机动防御和海外维和的要求对中国空军的空运能力提出全新要求,中国也到了有条件大量装备战术运输机的时代,在现在乘运-8、运-9的数量还较有 限、还没有对装备的可空运性形成实质性限制、大量新装备的研制、换装也没有成型的时候,研制全新的运-30,在新装备的研制中根本解放这一限制,很有必 要。

运-30不仅机舱尺寸增大,载重量也提高。如果美国空军的基本战术运输机是运-30的话,M-8坦克或许就不至于夭折,至少战术性能由于可空运性而受到过 度限制不会成为一个因素。全新设计也是使技术跟上时代的契机。经过60年的航空技术发展,机体结构设计、机翼气动和结构设计、机载系统架构和具体设计都有 了长足发展,差距不是单纯更换发动机就能弥补的。运-20与运-30是非常不同的运输机,但设计工具和方法、制造过程有很多相通之处,陕飞正好有新鲜经验 可资利用,有助于使运-30跃上新的台阶。

确实,运-30的性能指标令人耳目一新。C-130J-30(加长型)的最大起飞重量约80吨,载重量约20吨,载重系数(载重量与最大起飞重量之比)为 0.25。运-9的最大起飞重量为77吨,载重量为25吨,载重系数为0.32。空客A400M的最大起飞重量要大得多,达到141吨,载重量也相应提高 到37吨,但载重系数下降到0.26。更大的安-70的最大起飞重量达到145吨,而载重量提高到47吨,载重系数增加到0.32。巴西新近研制的KC- 390喷气式战术运输机的最大起飞重量为81吨,载重量约23.6吨,载重系数为0.29。运-30的最大起飞重量估计在80吨级,与C-130J相似, 但载重量在30吨级,比C-130J增加50%,载重系数达到0.375。安东诺夫和饱受影响的中国运输机的载重系数普遍比西方运输机要高,不清楚是不是 对载重量和最大起飞重量计算方法和测试条件的差异所致。但运-30比运-9和安-70也要高出一截,现在还不清楚运-30是如何做到这么高的载重系数的, 先进的气动和结构设计可以减重,大量采用复合材料有助于减重,这些应该是部分原因。

与C-130或者运-9相比,运-30在外观上最大的差别是高平尾。高平尾对垂尾刚度要求高,结构重量相应增加。但高平尾对尾门空投的气动干扰较小。同时 由于垂尾的后掠,平尾位置靠后,力臂更长,可以减小平尾面积,降低阻力,减轻重量,部分补偿了垂尾刚度要求造成的重量增加,空客A400M、波音C- 17、西飞运-20等现代运输机都采用高平尾。

事实上,外观上更大的差别可能来自发动机。珠海展台上的模型采用4台涡桨发动机,但据报导,运-30也有可能采用两台涡扇发动机,像巴西的KC-390那 样。涡桨发动机具有推力大、滑跑距离短、省油的特点,但涡桨不仅噪声大,也有选择范围小的缺点。军用运输机对噪声不像民航客机那样敏感,但降低噪声对从低 空隐蔽进入和退出空投空域依然有现实意义。涡桨的叶尖速度接近音速,经过多年努力,包括采用弯刀形桨叶,降噪成效依然有限。但涡扇发动机的重要产生噪声部 件都有发动机围壳包覆,加上采用锯齿形喷口,降噪处理相对成熟。更重要的是,民航对降噪和节油的成果可以直接借用过来,在发动机换装过程中使得燃油经济性 和噪声特征不断得到改善。另一方面,民航涡桨客机如果不是濒危品种的话,至少也是趋于沉寂,新型客机越来越少采用涡桨,即使在支线客机市场,新型支线客机 也以涡扇居多。空客在研制A400M的时候,没有适当的大功率涡桨发动机可以使用,只有让罗尔斯?罗伊斯专门研制了TP400涡桨发动机。与民航新型涡扇 发动机型号迭出的情况恰成对比,新型涡桨凤毛麟角,给军用运输机的发动机选型带来困扰。最重要的是,有说法表明,运-20最终将用四台WS20高涵道比大 推力涡扇取代现用的俄罗斯D30涡扇。运-30只需要两台WS20,但与运-20共用发动机具有成本和后勤方面极大的好处。

从涡桨改为涡扇,机翼局部结构要重新设计。在理想情况下,机翼应该全新设计,并把飞行速度适当提高,适合涡扇的最优工作范围。重新设计机翼当然是一件大事 情,但运-30还在方案模型阶段,具体设计还没有开展,改动并不是不可思议的事情,而且现在是改动的最好时机。采用典型的翼下吊挂发动机布局对未来换装更 先进的发动机提供了极大的便利,这也是涡桨的翼内发动机布局不容易做到的。另外,采用像C-17那样的喷气襟翼,可以在起飞、着陆时大幅度下垂,对发动机 喷气流形成偏转,产生部分直接升力,极大地缩短起飞、着陆距离,进一步加强战术运输机的实战性能。

运-30可以和运-20形成完整的运输机体系。这不是传统的轮毂-辐条体系,而是全程点到点的轻重搭配体系。与国际主流运输机相比,运-30的载重能力和 机舱尺寸比C-130J、运-9更优秀,但采购和使用成本依然远远低于更大的空客A400M和安-70,而且与运-20保持足够的互补性。这将极大地提高 中国军事力量的空中机动能力,在民用和救灾方面也有很大的需求,并有望以较高的性价比赢得国际市场的欢迎。
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