运20往返各城武汉之间,运送大量医疗物资人员,展现强大运输能力

2020-02-25     砺剑堂

最近几天,不断往返各城市与武汉之间的运20吸引了媒体眼球。

2月13日、17日,运20从上海、兰州等地飞抵武汉机场,送去了大量人员和装备。仅2月17日2架运20就从上海运送了16吨医疗物资和170名医护人员及随行物资到武汉,展现了战略运输机的强大输送能力。

战略空运对于一个大国来说,是至关重要的战略能力。二战期间,盟军的驼峰航线、市场花园行动、诺曼底登陆等大规模物资运输和空降作战体现了及时、正确运用大规模空中运输力量的重要性。二战后,美国又通过最高每天12000吨的西柏林空运行动树立了灯塔国的高大形象,取得了冷战以来的第一个战略性胜利。一个强大的战略空运力量,完全可以无视地理障碍影响力量对比、塑造战略态势、实现战略企图。战略空运的意义还在于实现物资装备人员的快速远程运输,用以完成时间敏感任务。"24小时运输来的一个营,效果要远远强于十天后的一个师"。同时,强大的战略运输机本身就是预警机、加油机等支援保障力量的理想大型空中平台。

新中国成立以来,大型运输机一直是空军建设短板中的短板。直到上世纪90年代初,才以易货的方式从俄罗斯购买十余架伊尔-76MD大型运输机装备空军部队。由于是以民航民义引进,因此飞行员当时都得身穿民航制服。伊尔-76MD的引进,使得中国空军得以第一次接触战略级别的大型运输机。一架伊尔-76MD的运力相当于3架运8,12架运7,很快成为我军空运的主力,在各种抢险救灾和海外撤侨等行动中发挥着重要作用。但是伊尔-76MD本身价格昂贵,货仓尺寸也偏小,各类航电设备也显落后,何况国之重器受制于人本身也是一个大问题。因此,2004年我国开始研制新一代国产大型运输机,并于2013年实现首飞。这就是运20。

运20整体布局采用悬臂式上单翼,主翼为大展弦比、中等后掠翼,参考了C-17运输机的超临界机翼设计。机翼安装有千元缝翼,后缘分别安装有襟翼、副翼和减速板,无翼梢小翼,垂尾采用悬臂式T型尾翼。机长47米,翼展45米,机高15米,实用升限13000米,设计最大载重量66吨,采用4台俄制D-30KP-2涡扇喷气发动机或其国产型号涡扇18。和伊尔-76MD、C-17两款国际主流大型运输机相比,运-20主要有以下特点:

首先是座舱设计先进。和伊尔-76布满仪盘的机械式座舱设计相比,运-20上航空电子综合化玻璃化座舱明显要领先一代。前者的航行诸元甚至还需要领航员手工计算,十分费时费力。同时,伊尔-76MD机头采用的是驾驶舱+领航舱的上下两层结构,再加上最下方安装的雷达使得机头特别巨大,大大增加了飞行的阻力。

第二是气动外形优化。除了相比伊尔-76MD顺眼很多的机头,运20的机翼还使用了超临界机翼。这是一种能够大大降低机翼表面气流在跨音速时的激波阻力,而不需要将机翼做的很薄的设计,能够有效提升飞机的气动性能。而常常被忽视的后机身设计上,运20也有其独到之处:C-17采用"两片式"尾舱门,打开时形成上下两片,闭合时就会十分扁平。在这种状态下,机身等直段与后机身的连接过渡剧烈,容易产生分离涡流而增加阻力。因此,C-17在尾舱门处需要安装两片垂直于地面的导流片,从而打碎分离涡减阻,即使这样,扁平的后机身也会影响压差阻力。

而运20采用了和伊尔-76一样的"蚌壳式"舱门,除了上下两片外,还有两片左右开的舱门。虽然结构相对复杂但是后机身下表面的弧度更加圆润,阻力更小。当然,运-20的机翼设计也存在不足之处,那就是没有采用翼梢小翼,翼梢小翼具有降低阻力、提高升阻比的明显好处,而没有采用的原因可能是为了降低风险暂时简化设计,也可能是考虑到小翼额外的重量和结构负担。不过,正如同大多数老式客机一样,加装小翼并不是很困难的事情。

第三是货仓尺寸更合理。相比伊尔-76MD,运20的货仓尺寸明显增加。无论是直升机还是固定翼运输机,货仓的尺寸有时甚至比载重量更加重要。以99A式坦克为例,从载重量上看,伊尔-76MD完全可以装载;但是从尺寸上看,仅3.4米的货仓宽度就不足以容纳了。而运20的货仓宽达4米,高度也为4米,比C17的3.8米还要高,不但可以装载99A式,还可以装下整装状态下的武直10。而4米X4米的尺寸还是绝大多数公路载具的尺寸上限,这就意味着运20应该具有装载中短程弹道导弹及其载具的能力。至于C-17货仓尺寸偏低,主要问题在于其机翼插过了整个货仓上部,占用了一大块空间,而运20的机翼采用了伊尔-76翼盒的设计,就不存在这个问题。相比伊尔-76,运20的另一个小优点就是飞机舱门离地面的高度较小,这样就不需要像伊尔-76那样加装两片引桥,也就避免了曾经发生过多次的引桥翻车事故。

第四是机翼采用了大量的增升设计。运20采用了前缘缝翼加后缘三缝后退式襟翼作为增升装置。前缘缝翼在我们日常乘坐客机时常见。飞机在起飞时,会放出前后缘的各种增升翼面增加迎角,但是如果不对向下改变的气流进行处理,可能会导致提前失速。因此采用前缘缝翼把经过缝隙加速的气流引到前缘上表面,以避免失速发生。遗憾的是,与C-17相比,因为发动机功率的差距和技术储备等原因,运20采取的是明显好于伊尔-76的三缝襟翼,而并没有使用C-17的吹气襟翼,使得最大升力系数相差将近一倍,较大程度影响了战术起降性能。吹气襟翼将发动机喷出的高动量气流引到翼面上,既加快上翼面的流速提高了升力,又提高了襟翼的效率。

综上,运20的机动性要大大好于伊尔-76,但是离C-17还有较大差距,这里面主要是发动机的问题。而其载重量和货舱尺寸同样要比伊尔-76优秀,尽管比C-17载重量低,货舱宽度也小些,但是货舱高度略大于C-17。作为一款运输机,在未来的改进中如果采用了在研的CJ-1000型发动机(涡扇20据称已经下马),加大机身的长度从而提高载重量并不是难事。

最后,谈谈运20改装为加油机、预警机的一点看法。作为预警机平台,采用运输机改装确属无奈之举。一方面,运输机的直径粗阻力大,发动机的燃油经济性较差,滞空时间相对客机短;另一方面,运输机的机身过宽,为了追求战术起飞性能翼面展弦比大,也就是机翼更宽更短,使得雷达下视时被机翼遮挡的范围更大。因此,如果有更可靠的客机平台,如未来的C929,那么使用其作为战略预警机会更为合理,比如日本的E-767。同样,将运20改为加油机,如果有更好的客机平台选择,那么这种加油机的滞空时间、飞行平稳性和运营成本将明显好过运20改装的加油机。

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/RK1VfHABjYh_GJGV5v7Y.html