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中国-运-20运输机

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运输机

中国-运-20运输机

中国-运-20运输机_WWW.XUNWANGBA.COM

运-20“鲲鹏”重型运输机,是中国自主研发的新一代重型军用运输机,由中国航空工业集团公司西安飞机工业集团研发并制造。该机参考了俄罗斯伊尔-76运输机的气动外形和机体结构,并融合了美国C-17运输机的部份特点。与中国空军现役伊尔-76运输机比较,运-20运输机的发动机和电子设备有了很大的改进,载重量也有提高。

研发背景

新中国建国50多年来,中国的航空军事运输力量在国防建设和经济建设中都发挥了重要作用。早在20世纪60年代,中国军方就已经意识到了航空军事运输的重要性,提出了“大搞直升机、大搞运输机”的决策。在这一方针的指导下,先后研制了运-8和运-7H军用运输机,并批量装备部队。而后又从俄罗斯进口了20架伊尔-76大型运输机,形成了一定的航空军事运输能力。这些空运力量主要用于部队、装备的调动以及救灾物资的紧急输送。

中国的国防政策与安全形势决定了中国不会进行远离本土进行大规模的战争。但是在相对和平的环境中,中国空军的航空运力必须满足积极支援国防建设和经济建设,保卫祖国领土领空等等的军事后勤保障和快速反应要求。因此,中国空军的作战范围以及中国武装力量的作用范围至少应达到4000公里,快速运输相应的人员和物资装备。

按这一要求,中国约需相当数量的大型军用运输机,而中国到2013年军事航空运输的主力机型是运-8中型中程运输机和少量伊尔-76大型运输机,空运力量严重不足,不仅满足不了现代战争的需要,就是应付突发事件也是远远不够的。因此,中国将如何发展自己的航空军事运输力量,是当前国防现代化所面临的重要问题之一。

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现代战争日益广阔,节奏日益加快。因此,世界各国都极力加强本国军队的快速反应和布置能力,以便能够迅速将兵力、兵器运送到急需地区,控制局势,为后续部队的增援和展开争夺时间;或者将部队突然投送到对方要害和防御薄弱地区,给其忽然、致命的打击。在这种情况下,空运就被委以重任,这是因为空运与其他运输方式相比,其最大的优点就是速度快。现代喷气式运输机的巡航速度在800千米/小时左右,涡桨运输机也达到500千米/小时,以其他运输手段的数倍甚至数十倍。另外,空运不受地形、水文条件的影响,空运可以跨越许多被其他运输手段视为天险的障碍,将人员、物资运输到急需要的地区。因此,各军事大国都十分重视空运能力,特别是运输机的发展,以便在未来战争中取得先机。

传统上将运输机分为重型和轻型两类,前者如安-124、C-5,其载重量大、航程远,但对跑道等后勤支援设施要求较高,因此多执行枢纽到枢纽的空运任务,然后再由安-12、C-130这些运输机或者其他运输手段将部队送抵前线。这样一来不可避免的增加了时间的消耗,所以出现了大型运输机的概念,集前者的大运载量和后者的前线起降能力于一体,可以直接将重型武器装备送抵前线,典型型号如美国的C-17。

根据上述情况,中国航空军事运输力量最需要的应是大型运输机。这种飞机可以装运陆军绝大多数的武器装备,并且有不小于4000公里的航程,有很好的短距起降性能,能在未铺砌的跑道上起降。中国必须拥有自主研制的类似C-17级别和性能的军用运输机,否则中国在未来战争中必将承受巨大的军事压力,遇到更大的困难。大型军用运输机作为中国军队的战略性装备,对改善中国军队的装备现状、实现国防现代化、保卫国家安全和完成祖国统一大业有着不可替代的作用。根据已经进行的需求分析,大型军用运输机需求量总数将在数百架以上,早日开展大型军用运输机的研制,已经成为各界人士的共识。

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早在1993年,西安飞机公司开始了大型运输机的前期论证,先后投入了30亿元进行准备。1997年,西安飞机公司向军方提出研制大型军用运输机的方案。2001年,西安飞机公司提出建设新西飞的战略规划,即以形成200吨级大型飞机研制生产能力为目标,大幅提升航空制造技术和加工能力,实现从100吨级到200吨级飞机研制生产的重大跨越。

2000年以色列迫于美国压力终止与中国在预警机方面的合作后,中央下决心搞出预警机,这时一个迫切的问题就出现在我们面前,大型预警机需要大型飞机作为平台,所以中央命令西安飞机公司研制一款能作为大型预警机平台的大型运输机,当时要求要以伊尔-76运输机为蓝本,在技术上比伊尔-76MD型先进,西安飞机公司的技术储备这时候发挥了关键作用,在很短的时间内就拿出了总体设计方案,也就是现在广为人知的运-20运输机。由于中国空域广阔,即使预警机采取高低搭配,需要大型预警机在数十架之多(其中一部分担负战备值班,一部分作为储备机)。由于在后续设计中遇到了一些问题,因此西安飞机公司将眼光投向了传统合作伙伴乌克兰安东诺夫设计局。在获得了乌克兰的技术支持后,西安飞机公司解决了大运在设计上的问题。可以说,是在预警机平台的迫切要求下,才有了运-20大型运输机。

2006年初,“发展大飞机”作为国家决策被写进《国家中长期科技发展规划纲要》和《十一五规划发展纲要》。2007年2月,国务院常务会议原则批准大型飞机研制重大科技专项正式立项。至此,有50多年历史的中国航空工业,终于继运-10飞机之后,再次将制造具有自主知识产权的大飞机提上议事日程。

2007年6月20日,大型运输机项目正式立项。这也标志着西飞长期以来在大型运输机开发方面所做的努力开始获得产出,国产大飞机开始进入加速发展阶段。同时,从3月份启动大飞机工程而6月份即正式立项来看,西安飞机公司在此前进行了大量的准备工作,运-20运输机由计划走向设计投产已水到渠成。

2013年1月26日下午14时整,运-20运输机在阎良基地顺利升空,首飞圆满成功。运-20运输机的成功首飞,标志着中国航空工业的一次重大突破,中国拥有了属于自己的大型运输机,是中国空军建设战略空军的一座里程碑。

总体性能

运-20运输机采用常规布局、悬臂式上单翼、前缘后掠角24°、无翼梢小翼,采用复合材料,飞机的结构重量大大降低,最大起飞重量为200吨级,拥有高延伸性、高可靠性和安全性。

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该机采用大展弦比、中等后掠角的梯形机翼,为超临界翼型。整个机翼共分为五段:一段中央翼、两段中外翼和两段外翼。安装有前缘缝翼和滑动式三缝式福勒襟翼,可缩短起飞着陆滑跑距离。前后缘襟翼在放下时,能显著增大机翼的面积和弯度,提高机翼升力。

运-20运输机采用运输机常用的T型高平尾布局,水平尾翼安装在垂直尾翼的顶端,与运-8运输机的低平尾结构迥异。垂直安定面与机身连接处向前伸有小背鳍,嵌入式方向舵分为上、下两段,升降舵分为两段。T型平尾的优点是,能避开机身尾部的气流紊乱区,对改善后机身流场有利;缺点是一旦进入失速状态就很难改出,很容易导致事故。高置T形尾翼的布局的优点和缺点都很明显。T型平尾的优点是平尾的速度阻滞系数大,效率高,同时,平尾相当于垂尾的端板,也能使垂直尾翼的气动效率提高。缺点是要使垂直尾翼的结构重量增加,而且只有对于平直的或小后掠平尾才有可能。最大的问题是机翼和尾翼之间气动干扰的情况和结构布置的难易程度。首先是要使平尾能避开机翼尾涡的不利干扰,如果平尾处于机翼强烈尾涡的影响区内,则飞机的操纵性和稳定性难以保证,机翼尾涡随迎角的增大而增强,亚音速大迎角和超音速中等以上迎角,在机翼后面都会有很强的尾涡扰流区。一般来讲,将平尾布置在机翼翼弦平面上下不超过5%平均气动力弦长的位置,有可能满足大迎角时纵向稳定性的要求。

该机的机头较为尖锐。机头各侧面弧度不同,使机头上下左右四个侧面交接处形成明显的分界线,加上尖锐的雷达罩以及黑色的驾驶舱舷窗,飞机从正面看时颇像“愤怒的小鸟”。运输机机头设计的原则是,既要减小飞机气动阻力,还要为飞行员提供尽可能好的前下方视野,以满足野战机场降落时的需要。运-20机头在上下左右四个侧面逐渐向机身中段过渡,形成近似扁圆锥的形状。这种机头形状在垂直方向上有收缩,驾驶舱高度相对较低,所以需要设计更加尖锐的机头以保证前下方视野。这种形状减阻效果较好,利于提高飞行速度。

该机最独特的识别特征,是明显突出于机身上方的机翼中间翼盒,形成一个巨大的鼓包。在空气动力学上,这个巨大的突起是颇为不利的设计,增大了飞机横截面积,也增加了气动阻力,整流罩还会增大飞机重量,进一步降低载荷。之所以如此,有两方面原因:其一,是因为要保证有足够的货舱尺寸;其二,货舱空间有限,不允许飞机中央翼盒穿过货舱以形成高度较低的区域,翼盒与货舱只能上下排列,导致翼盒必然突出于飞机外表面。大厚度翼盒的好处是有更大的空间容纳更多的燃油,提高运输机机内燃油量。这对改装成为空中加油机非常有利。

此外,运-20运输机中央翼盒前方的整流罩上有两个小洞,此为冷却空气进口,该机的发电机和辅助动力系统就装在相关位置。运-20机身最大宽度为5.5米,对应的货舱宽度在4米至4.2米之间,货舱容积增加到320立方米,超过伊尔-76运输机三分之一。该机后部机身向上翘起,明显高出前部,这是为了给尾部货舱舱门留出足够大的空间,以装卸高度较大货物,如直升机等。

运-20运输机的起落架结构简单可靠,采用前三点式起落架布局,前起落架为向前收起的双轮结构,可90度偏转,主起落装置为液压可收放式多支柱多轮结构,共2组,每组纵列安装3副双轮式起落架,主起落架旋转90°向里收入机身两侧整流罩内,可靠重力应急自由放下。

在动力系统方面,最初可能采用D-30型发动机,随后会用WS-18发动机或是FWS-10型发动机的改进型号。WS-18各方面的性能应该和CFM-56相近,重量为2000公斤,而伊尔-76采用的D-30KP的重量为2300公斤,特别是前者的耗油量比后者要低20%。这样,在载油量不变的情况下,国产军用大型运输机的航程显然要比伊尔-76要远。或者在相同的航程情况下,运载量比其要多。

伊尔-76的航电系统落后,仪表多为传统指针式仪表四、航空电子落后。针对这一问题,运-20运输机采用国产综合航电系统,以ARINC429总线为骨干,将电子飞行仪表、飞行控制、导航、通信、气象及发动机数据及指示等系统有相连,实现数据的综合处理,并且在座舱的彩色显示屏进行显示。另外可能会添加自卫干扰系统,包括导弹逼近告警系统、干扰发射机和投放架等。

该机最大起飞重量为200吨级别,比伊尔-76运输机略大。运-20运输机也对短场起降有明确要求,具备直接将物资运送到前线野战机场的能力。运输机的短场起降能力,主要取决于翼载和推重比两个因素。前者决定飞机起降需要达到的速度,翼载越小,起降距离越短,结构重量却会越大,飞行时阻力会增加,影响飞行速度和航程;后者决定飞机起降时的加减速能力,可过高的推重比会增加飞机重量,导致成本升高。

运-20运输机的研发成功,可将装甲车、坦克甚至武装直升机等重型装备迅速部署到“一线战场”,将会和运-8、运-7将形成合理搭配,进一步完善国产军用运输机体系。到那时,不但我国的战略空军将会实际成型,中国空军的远程机动能力和战略投送能力将会获得大幅提升。而我国军用急需的各类大型特种飞机,也会得到良好的飞行平台,将会形成事实上的国产大型军用机群。

运-20不仅可充当大型运输机直接增强战略投送能力,而且还可作为预警机、空中加油机和大型电子侦察机等“特种机”的平台。中国空军最先进的空警-2000预警机仍旧以俄罗斯的伊尔-76为平台,运-20的研发成功,意味着未来中国的大型预警机将实现100%国产化。

此外,中国空军的空中加油机轰油-6是以轰-6轰炸机为基础,将原来轰炸机的弹药仓改为燃油储存仓,并加装软管加油系统研制而成的,使空军初步具备空中加油能力。但是轰油-6的燃油携带量和滞空时间与美俄等国家的大型空中加油机相比仍有差距。而运-20的出现意味着中国完全可将现有的空中加油系统整合到运-20上,研发出一款专用的大型空中加油机。此外,运-20还可作为反潜巡逻机和电子侦察机的平台,进一步拓展中国海空力量的巡航范围。

运-20研制成功后,不但会大幅增强中国的兵力战略投送能力,还将会在此基础上派生出适应各类特种需求的大飞机。如改装出大型军用加油机,就可以实现为中国的重型作战飞机加油的梦想,因为至2013年为止的轰油-6只能给歼-10和歼-8之类的战斗机加油,歼-11、苏-30和“飞豹”因为载油量大至今还没有合适的加油机。这也是至今没有看到这些飞机装备空中受油管的主要原因。

运-20运输机对于中国发展中型运输机和大型客机同样有重要作用与意义。中国既然能够制造出如此之大的军用运输机,肯定也会同时制造比它小一些的改型机或重新设计中型运输机(100~150吨级),用这类机型来改装成中国的战略预警机和空中加油机等特种机型,无疑将会更合理。大型客机和大型运输机会有70%的技术可以通用,先行研制的大型运输机,将为大型客机的研制起到探索作用。另外从C-17军用运输机已进入卡塔尔航空公司服役以及伊尔-76TD在各国民航部门优异的服役记录,可以判断将运-20改为民用运输机也并非难事。

技术数据:

翼展:45米

机长:47米

机高:15米

高空巡航速度:0.7马赫(8000米)

低空巡航速度:630公里/小时

航程:大于7800千米(满载)

实用升限:13000米

动力装置:前期D-30KP-2涡扇发动机;后期4台WS-18发动机

前缘后掠角:24度

最大载重量:66吨;后期76吨

最大起飞重量:220吨

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