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除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機

摘要運20即將交付中國空軍服役,解放軍將擁有國產大型運輸機,解決空中運力短缺的瓶頸問題。但運20的運輸能力並不能保證「包打天下」,中國還需要一批巨無霸等級的大運。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機



一、中國需要類似安124的400噸級戰略運輸機




1.俄軍在敘利亞的經驗證明,200噸級運輸機能力依然有限



運20入役,不僅解決了伊爾76數量有限、中國200噸級大型戰術運輸機的嚴重短缺問題;而且還具備了空運重型主戰坦克的能力,相對於伊爾76,這是非常具備戰略價值的突破。但另一方面,從90年代以後歷次國際上的戰爭經驗看,美國和俄羅斯進行戰略力量空運,都非常依賴於400噸級的大型戰略運輸機。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機

圖:沒有安-124,就沒有俄羅斯扭轉敘利亞局勢的能力




除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機


圖:直升機單靠自身無法完成一千公里以上的飛行,而大型直升機必須要安-124這樣的戰略運輸機才裝得進去


在持續至今的敘利亞動亂期間,俄羅斯依靠安124與伊爾76的空運能力,跨國將大量兵力(包括地面武裝部隊、蘇30等戰術飛機的保障物資和人員)投送到了敘利亞,徹底扭轉了敘利亞局勢的走向。但是在這個過程中,安-124在幾個月內運送一萬多噸物資的能力、尤其是運送主戰坦克和較大體積的直升飛機的能力,是伊爾76所無法取代的。


不僅俄軍倚重安124,在關係良好時,美國、法國等西方國家軍隊也曾租用俄羅斯的安124來遠距離投送軍需物資。



2.美軍經驗證明,最大起飛重量差距超過100噸,大型運輸機性能就難以替代



這一方面更有說服力的觀點來自於美國。美國在60年代開發了400噸級的大型運輸機C-5銀河(最大起飛重量379.6噸,略小於後來安-124的400噸),這種飛機雖然運力驚人,但是由於自重太大(170噸空重)等因素,日常使用成本非常高昂——比如油耗特別大、輪胎、剎車等消耗速度極快。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機

圖:C17(下)被證明仍然不能完全取代C5(上)



再加上這種飛機起降要求非常高,不能在野戰跑道上降落,只能把貨物卸載在後方後勤中樞基地上,再轉運前線。於是美國開發了最大起飛重量超過270噸、實際上可以算300噸級大飛機的C-17運輸機,它能直接將重型主戰坦克等物資,跨洋運抵前線的野戰跑道,實現戰略運輸能力直達戰術前線的突破。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機

圖:C17的賣點不在於最大起飛重量,而在於它是全世界唯一一種,具備戰術運輸機起降能力的戰略運輸機。



C-17本身的設計非常成功,使用中也飽受讚譽。但另一方面,C17也被證實,近110噸的最大起飛重量差距是不可忽視的性能差異;在高強度的戰略運輸任務中,C5的重要性仍然是不可替代的。



3.400噸是中國未來戰略運輸機性能與成本較好的妥協點



軍用運輸機由於強調對於特大尺寸裝備(比如大型軍用車輛)的運輸、空投能力、以及較強的起降能力,必須採用上單翼設計、肥大機身等設計,阻力和重量、製造成本天然就要顯著高於民用客貨機設計。這種軍用運輸機的經濟劣勢隨著噸位增加而放大,因此戰略運輸機並不是越大越好,而需要在噸位和性能成本間找到妥協點。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機



圖:即使是600噸的安-225,它其實也是經濟性考量下的產物——飛機再貴,比修好路、從陸地上把暴風雪太空梭運送到哈薩克內的發射場要划算太多了,修路甚至沒有工程可行性。但是用在軍事運輸上,它就完全划不來了——連蘇聯軍隊沒有這麼做。


在已經有了運20這樣最大起飛重量超過200噸、而且能夠運送重型主戰坦克的大型戰術運輸機以後,300噸級運輸機對中國來說就變得比較沒有性價比了——研製300噸和400噸飛機相比,研製費用上的差距已經很小,便宜不了多少;這樣的300噸機型既不能獲得野戰跑道起降能力,又在運力上和400噸級相差太大。



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圖:400噸級運輸機,4發布局需要單發23.4噸推力的發動機,我國目前並沒有。如果要做500噸級的話,如何在現有發動機下滿足推力要求、並且具備合理的發動機分布形式都是非常頭痛的問題。


此外400噸級的定位,還有特殊的優勢:那就是烏克蘭目前擁有安東諾夫和馬達西奇集團,安-124和D-18T發動機的絕大部分技術都可以從烏克蘭進行引進消化。目前烏克蘭的經濟情況非常糟糕,而且並看不到好轉的希望,只要願意出錢,烏克蘭是不會拒絕出售這些靠自己已經無法變現(烏俄關係破裂以後,烏克蘭自己也沒有辦法再生產安-124了)的資產的。



二、中國還需要類似A350的250噸級雙通道客機




1.運輸機平台並不適合開發預警機、加油機等特種機型



西方習慣使用客機作為預警機和加油機等特種機型的平台,主要是出於兩方面的因素。第一是省油,省油當然本身就省錢;但更重要的是,對預警機、指揮機這樣的飛機來說,省油就意味著滯空時間的增加,更少的空中加油次數——這對於增強對戰場的持續監視控制能力,提高整個作戰過程的調度靈活性是非常重要的。



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圖:E-3預警機。很多人說上單翼更靠近雷達,會對預警機的探測角度範圍形成負面影響,但實際上這一點影響並不大。


而對於加油機來說,自己燒的油少了,能提供給其它飛機的油就更多。比如KC-135E型在採用更省油的TF33-PW-102渦扇發動機替換早期KC-135的J57-P-59W渦噴發動機以後,燃油效率14%的提升,讓它可用於加油的油量多出20%。而在相同噸位的情況下,軍用運輸機的耗油率顯著高於客機。



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圖:加油機自己少喝一口,就能多奶上戰鬥機一口。



尤其是在大量預警指揮機、加油機同時持續參與的大編隊遠程長時間作戰中,單架大飛機的油耗優勢會相互累積放大。除了這一點外,客機平台本身的採購價格較低,維護成本低的優點也是軍用運輸機所很難達到的——單次使用成本的降低,就意味著同樣的軍事預算,可以獲得更多的訓練次數和時長,以及更強的作戰能力。


目前國內的C919並不算嚴格意義上的大飛機,由於起飛重量有限,它缺乏充當大型預警機和加油機平台的潛力。但是目前正在論證中的雙通道大型客機,最大起飛重量在250噸左右的C929,則具備相當好的預警機和加油機平台潛力。



2.中國未來C929客機可走「先軍後民」路子



中國客機目前最大的問題,始終在於國產化率。目前由於國內航空工業能力不足、軍民用技術相互轉化效率低下、對於西方適航認證體系掌握程度不夠等原因,國內客機要具備市場競爭力,就必須大量採用西方國家的機載設備、甚至大量委託設計。而這帶來的問題,就是由於嚴格的授許可權制,導致本國研製的客機反而不能應用于軍事用途,投身國防。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機


圖:C919設計時沒有規划出軍用版本是非常讓人遺憾的事情



比如C919,本身用於取代運8,開發中型預警機、做反潛機都是極佳的選擇;但該機的發動機、飛控、航電設備都依賴於歐美,而且在設計過程中沒有留下全國產化版本的餘地,使其在可見未來內都不能裝備軍隊。而實際上從技術能力來看,以部分性能降低、可靠性維護性變差為代價,現階段全國產化C919以作軍用是完全可行的。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機



圖:美國新型P8A反潛機,內有5個彈倉外有6個武器掛載點;能夠攜帶導彈和魚雷等武器,以及針對潛艇的磁異探測等系統。該機基於波音737平台,和C919是同一個級別。


C-929上要避免這個問題,必須在方案規劃的早期,就特別做好軍用型號的兼容設計。軍版C-929必須立足於國產設備,或者採用不存在限制軍用授權問題的進口產品。比如我國目前還缺乏16噸級、32噸級的大涵道比渦扇推力發動機(渦扇20應該是在12-13噸級別);C929的民用版可以採用採用雙發32噸推力歐美髮動機,節省發動機採購費用和油耗,而軍版則可採用4台俄羅斯PS-90A發動機。



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圖:俄羅斯伊爾-96正是最大起飛重量250噸級的大飛機,它的PS-90A發動機對國內是短期內很好的應急選項



除了發動機的掛點結構和燃油、機械、電氣介面形式的不同方案兼容性設計以外,C-929上還有很多其他的地方也必須考慮到國產替代產品的實際情況。比如C-919上的液壓系統,採用了美國伊頓公司的35MPa產品,體積小重量輕功率大;目前國內航空液壓技術能力,還處於剛剛吃透28MPa的階段,C-929如果要開發軍版,就一定要在液壓系統的分布設計中,為體積重量較大的國產系統留出更大的安裝空間等設計資源。


事實上,我國現在研發C-929已基本定調為與俄羅斯合作,而非西方廠商。那為何不幹脆更進一步,先開發C-929的軍用版本,用作空中加油機、大型預警機的平台;待軍用版本成熟後,再將更先進、更具經濟性的民用版本推向市場。


美國波音公司的成功正是有意無意走了先軍後民的道路,其最早大膽發展4發噴氣大飛機,美軍看中後大批訂單滾滾而來——這就是KC-135空中加油機;有了KC-135訂單的保障,再穩步發展大型4發民航客機——這就是與KC-135同平台的波音707客機,自此波音一舉奠定霸主地位。



3.如何看待蘇聯預警機和加油機都沒採用客機平台?



蘇聯的A50系列預警機和伊爾78預警機,都是在伊爾76平台基礎上開發而未使用客機;主要的原因是A50當時沒有合用的客機平台,而伊爾78的時候蘇聯在規劃思想上犯了錯誤。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機


圖:A50項目用於取代圖-126預警機



A50計劃啟動在60年代末期,當時蘇聯開始生產新一代的「熊蜂」機載預警指揮系統,以取代老的「蘑菇」系統;備選的三個平台分別是上一代預警機圖-126採用過的圖114客機平台、、圖-142M反潛機平台、圖154和伊爾62。


圖126/142都是圖95對轉渦槳戰略轟炸機的衍生型號,噪音振動極大,蘇聯人自己也不滿意這個平台。圖154是三發噴氣式客機,但起飛重量只有100噸,比圖126/142系列的180-190噸起飛重量差太遠,實際上性能不足以承載「熊蜂」系統。



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圖:圖154客機,噸位偏小,而且垂尾發動機對於預警雷達系統的安裝也有很大幹涉和限制。




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圖:圖142反潛巡邏機噸位足夠、續航時間也長,但它的噪音、振動極大。



當時蘇聯的伊爾62客機最大起飛重量倒是超過160噸,應該是夠用。但它採用了奇葩的四發尾吊布局(正常情況只因採用雙發),導致全機重心嚴重靠後,配平設計存在嚴重缺陷,根本不適合改裝預警機。這種背景下,伊爾76已經是當時最適合蘇聯的預警機平台了。


由於伊爾76耗油率高,在其基礎上改裝的A-50預警機的空中執勤時間僅有4小時,而同樣標準下,美軍基於波音707客機平台的E-3預警機執勤時間可達8小時,兩者相差達到一倍。



除了運20,中國還需要A350和安124這樣的大飛機



圖:因為設計缺陷較多,伊爾62在蘇聯內部得到的評價也很低——尤其是民航總局。該機1963年試飛,67年投入使用,但直到1970年中時也才生產了25架。


而伊爾78在設計時,蘇聯試圖兼顧空中加油和運輸能力;只對伊爾76做了輕度改進,在貨艙中央加了兩個大型可以快速拆卸的大型油箱,保留了全部的貨運艙門和貨物裝卸設備。最大供油能力因此較弱,機身內油箱容量28噸。


在伊爾78T(基本型)用了幾年以後最終發現這樣的設計沒有實際價值,在伊爾78M(後期標準型)上取消了左側機組人員艙門、貨艙門、貨物裝卸設備,加大機身內油箱容量到36噸,專心做加油機了。回過頭看,伊爾78這是不折不扣走了彎路。



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圖:伊爾78空中加油機,在機艙內設有兩個大型附加油箱。




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圖:伊爾78半路出家,試圖兩頭便宜都占,結果是兩頭都不怎麼討好。



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