2015年12月27日星期日

运20:助力中国打造战略空军

运20:助力中国打造战略空军

运-20亮相第十届珠海航展是此次航展的重要亮点之一。被命名为"鲲鹏"的运-20运输机是我国自行研制的第一种大型军用运输机,该机的研制成功表明中国大飞机技术已经今非昔比。战略运输能力是战略空军必须具备的重要能力之一,运-20的出现有助于弥补中国空军战略运输能力不足的短板,助力中国打造战略空军。

达到国际先进水平的运-20

运-20是我国研制的大型军用运输机,绰号"鲲鹏",由中航工业某研究所设计,总设计师是中国工程院院士唐长红。该机于2008年进入全面研制阶段,2012年1月23日进行首次地面滑行试验,2013年1月26日14时进行首次试飞,同年12月16日第2架飞机开始试飞。目前整个项目处于试飞阶段,共有2架原型机参与试飞,预计将于2017年左右进入空军服役。

据唐长红总师介绍,运-20飞机机长和翼展均在50米左右,最大起飞重量为200吨级别,是目前国内研制的最大飞机;该机采用机翼在前、尾翼在后的正常布局,机翼为悬臂式上单翼结构,翼下吊挂4台大型涡扇发动机,尾部有兼做货物运输跳板的大型舱门。运-20空重约100~110吨,最大载重约60吨,可搭载我军99A型主战坦克、东风-31洲际导弹发射车和远程预警雷达天线车等绝大部分军事装备,满载航程接近4000千米,从乌鲁木齐出发时,可直飞伊拉克、巴基斯坦和莫斯科;从广西出发时,可直抵斯里兰卡。

当前运-20采用4台从俄罗斯进口的D-30KP-2发动机,单发最大推力12.5吨,总推力50吨,采用相同发动机的伊尔-76TD型运输机最大起飞重量为190吨,因此运-20当前最大起飞重量只能局限在200吨以下。目前我国正在研制基于WS-10发动机的大涵道比发动机,其推力预计与D-30KP-2相同,油耗略有下降;在换装该发动机后,运-20的起飞重量应该不会提高,但航程将略有提高。俄罗斯新推出的PS-90A发动机单发推力15.4吨,换装该发动机的伊尔-476运输机最大起飞重量增至210吨,如果运-20未来换装这一推力等级的发动机,最大起飞重量可能增至210~220吨,载重将增至65~70吨。

运20:助力中国打造战略空军

安-70用于将摩托化步兵师从莫斯科直接空运至东德前线,因此起飞重量高达132吨,是美国C-130运输机的两倍。

虽然运-20是我国研制的首款大型运输机,但由于借鉴了国外技术,基本达到国际先进水平。上世纪80年代,苏联安东诺夫设计局开始研制安-70战役战术运输机,该机最大起飞重量132吨,最大载重47吨。由于当时苏军主力运输机伊尔-76货舱宽度不足,无法空运主战坦克,为了弥补这一缺陷,安-70机身直径大幅增加,货舱宽度从3.4米增至4米,从而可以空运车宽3.3米的T-80主战坦克等超宽物体,空运能力大幅提高。苏联解体后,安东诺夫设计局成为乌克兰国内的私有企业,得不到足够的科研和生产经费,于是为了生存,该局为我国提供了基于安-70的大型飞机设计方案,协助研制运-20的我国某研究所解决了低重量、高强度、大直径机身结构设计难题,为按时首飞奠定了良好基础。

根据公开论文,运-20运输机的最大机身宽度为5.5米,货舱地板宽4米,高4.15米,尺寸与安-70运输机相当,能够装载绝大部分军用装备。为保持货舱纵向高度不变,运-20的中央机翼安装在货舱上方,在飞机背部形成大型鼓包。为不挤占货舱空间,两个主起落架舱突出于中部机身之外,每组主起落架有3排2列共6个大型轮胎,加上双轮式前起落架,全机共有14个机轮。

为降低空气阻力、提高飞机航程,运-20的机头部分迅速收缩,从侧前方看颇为类似"愤怒的小鸟",也因此被PS了多幅照片。机头驾驶舱下方安装有大型雷达罩,可容纳气象雷达和导航雷达,提高恶劣环境下的低空飞行安全。为了给货舱门提供足够的高度,机尾部分略有上翘,高度与中央机翼基本持平,以缩小飞机正面迎风面积、降低飞行阻力。大型垂尾安装在机尾上方,有2个可以单独活动的方向舵,在任意一个发生故障时仍可控制飞机航向,而不会像伊尔-76那样丧失控制能力。

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直升机的远程自部署能力差,因此跨洋部署时需要由运输机空运,这是欧洲A-400M和美国C-17运输机空运CH-47运输机时的布置图。

运-20提升我空军战略运输能力

大型军用运输机是军队远程快速部署的主要工具,它的出现对我国打造战略空军大有裨益。运-20可在突发性战争和地区危机爆发时快速空运部队,军队日常调动、战备训练和国家抢险救灾等活动也需要其提供支援。在当前形势下,我军最急需大型运输机的方面是空军航空兵部队的紧急转场行动。

为满足国土防空和训练空域面积要求,我军航空兵部队分散驻扎在全国各地,一旦某个方向发生突然情况,航空兵部队需要紧急转场向事发区域集合,以形成兵力优势应对外军威胁。在转场过程中,飞机和飞行员可以直接飞赴目标机场,只要2、3个小时就可以抵达目标区。但只有战斗机抵达形成不了战斗力,只有同时将用于飞机检测、维护和修理的车辆、设备与物资同时运到目标机场,战斗机才能持续执行作战任务,因此航空兵转场速度是由地勤设备的转运速度决定的。

目前我空军保障设备大都通过铁路运输,当出发地与目标机场距离1000千米时,实际铁路里程往往超过1500千米。在跨越2014朱日和A演习中,南京军区装甲2旅铁路机动1500公里耗时约48小时,这也就意味着我军航空兵部队转场需要2天时间。如果采用大型运输机空运保障设备,只需1.5小时即可飞抵目标机场,即使考虑转载和卸货时间,往返3次也只需要大约15小时,转场时间大幅缩短,从而可以更快完成战争集结,遏制敌军冒险冲动。

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在利比亚冲突爆发时,我军只能出动有限的伊尔-76运输机撤离侨民,图为我国工人下飞机后亲吻大地庆贺死里逃生。

另一方面,我军需要大型运输机执行远程兵力投送任务。随着我国对外投资迅速增加,面临的战争风险也迅速增大,例如在2011年利比亚战争中,我国承包、承建的项目全被放弃,经济损失高达数百亿美元,人员撤退途中几次遭到当地武装威胁,而我军只能出动几架伊尔-76运输机撤回人员。为防止类似情况再次发生,我军需要增强远程兵力投送能力,以迅速撤离驻外人员、保护国外财产、支援友好国家恢复稳定。

在未来可能发生的台海战争中,运-20运输机可以空投伞兵和装甲部队,实现立体登陆,打乱敌军防御体系,从而为大部队迅速登陆创造良好条件。苏联解体后,我空降兵15军学习苏军空降部队的战役法,发展出ZBD-03型伞兵战车,并掌握了大型运输机3车连续空投技术。若在战争中一次出动35架运-20运输机,即可一次性空投一个空降装甲团93辆伞兵战车及配套的装甲指挥车等装备,可同时占领多个交通要道,承担阻击台湾联兵旅的任务,为大部队登陆提供安全的登陆场。

我国空军需要多少架运-20?

在运-20服役初期,对其装备数量影响最大的因素就是航空兵部队转场需求。美军航空兵地面保障设备大多采用方舱形式,体积小重量轻便于空运,F-15战斗机中队转场只需要出动16架次C-141运输机支援。我军航空兵保障设备大多安装在汽车上,空运重量和体积巨大,即使运-20比C-141型运输机更大,预计每个团的支援需求也不会低于24架次。假设我军需要在3天内完成20个航空团的转场,平均转场距离1000千米,按照美军运输机部队的水平下,总计需要部署约110架运-20运输机。

运20:助力中国打造战略空军

伊尔-76一次可空投3辆ZBD-03伞兵战车,运-20也具备这一能力,该机服役后我军空降作战能力将有大幅提升。

从长期看,我军要达成全球部署的目标,对空运能力的需求接近美国空军。在2011年时,美国空军装备有94架C-5和212架C-17大型运输机,另有508架KC-10、KC-135和HC-130型加油机。假设我军以达到美军40%的空运能力为目标,那起码应装备400架运-20,年产量不低于20架/年。从这一点来看,西安飞机制造公司的上市股票――中航飞机(股票代码 000768)未来将获得极好的业绩支撑,其从2010年开始的底部震荡预计将在运-20飞机公开宣布服役、获得大笔订单前拉至高点。目前该股周K线已形成并列向上的趋势,未来可长线持有。

运-20飞机从2013年初开始试飞,至今已接近2年。各国运输机和中型客机的试飞时间相差很大,苏联伊尔-76运输机1971年3月首飞,1975年服役,共计4年;美国C-17运输机1991年9月首飞,1993年7月服役,时间不足2年;欧洲A-400M运输机2009年12月首飞,2013年底交付,共计4年。我国自主研制的ARJ-21客机于2008年11月首飞,至今仍未完成试飞,由此来看,我国大飞机在设计、定型等方面与发达国家仍有一定的差距。运-20作为我国第一款大型运输机,试飞时间恐怕不会少于4年,预计到2017年左右才能服役。

运-20满足我军周边国家部署需求

和世界其它先进运输机相比,我国运-20飞机的技术水平与其大致相当,但由于各国有不同的需求,因此在设计要求和性能指标等方面存在较大差异。

美国C-17运输机是在冷战末期研制的,美军为预防能起降C-5运输机的大型机场在战争中被苏军摧毁导致空运中断,减少C-130战术运输机再向前线机场转运导致的延误,要求C-17能够从美国东海岸起飞直抵西德前线机场卸货,因此要求该机装载76吨货物时航程达到4400千米,并能够在915米长的跑道上降落并空载起飞。为达成这一目标,C-17的最大起飞重量高达265吨。

运20:助力中国打造战略空军

俄罗斯伊尔-76运输机的载荷航程表,可见运输机的任务载重与航程基本成反比,载重越大航程越小,最大载重与最大航程不可能同时出现。

欧洲A-400M运输机是在冷战后研制的,在苏联威胁消失后,欧洲各国意图加强对北非和中东的军事干预能力,因此要求运输机能够将步兵战车从西欧直接运送到上述地区。欧洲国家装备的美洲狮、武士、拳击手等步兵战车的重量在30吨左右,因此A-400M运输机被设计成载重30吨时的航程为4500千米,最大起飞重量141吨,恰好介于最大起飞重量74吨的C-130和265吨的C-17之间,以兼顾二者的作用。

日本C-2运输机最大起飞重量也是141吨,预计载荷航程与A-400M大致相当。但该机采用两台涡轮风扇发动机,单台推力约13.5吨,满载起飞推重比为0.19,远低于C-17的0.27,短场起降性能不佳;而且该机采用多轮单支柱起落架,对野战机场的适应能力较差。从这两点看,C-2在设计时未考虑向前线野战机场空运货物,更侧重在大型机场之间转运物资,这与日本陆上自卫队不考虑战略进攻任务的背景完全吻合;从载荷航程看,C-2满载时可直飞菲律宾和马来西亚,这也符合日本自卫队希望出国作战以维护本国航运线的需求。

我国的国家利益在新世纪不断扩张,和美军一样有全球部署需求,因此希望运输机越大越好,最好达到C-17运输机265吨的水平。但受技术能力限制,尤其是受发动机推力限制,我国一时研制不出这一等级的运输机,因此只好先在D-30KP-2发动机基础上研制200吨级别的运输机。未来我军兵力投送重点路线包括新疆-卡拉奇港-东部非洲、云南-斯里兰卡等,运-20载重50吨航程4500千米的能力完全可以满足需求。(文/游民)

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