運20多項技術超越歐美,超越俄羅斯伊爾76,接近美國C17
運-20項目於2007年立項,代號072工程,2016年運-20正式列裝空軍,有了她,中國空軍由戰術空軍向戰略空軍的轉型就有了很靠譜的基礎。
除了為上千家科研機構賦能,運-20還破了世界紀錄
運-20項目幾乎集結了中國全部一線飛機研發製造機構,並且她還帶動了許多飛機製造工藝和材料技術的突破。基於運-20項目,中國成功研發出了大尺寸碳纖維構件,也成為了國際上第一個實現將大型激光成形鈦合金構件應用在飛機上的國家。
運-20從立項、研發,到交付、列裝,只用了九年時間,創造了同類飛機研製交付時間的世界紀錄。
運-20距離完全的中國製造還差一個發動機
俄羅斯伊爾-76運輸機裝備D-30KP3發動機
相比C919仍有大量子系統需要從國外採購,運-20除了發動機暫時使用俄羅斯的D-30KP2發動機以外,基本實現了自主設計、製造、組裝。幾個關鍵子系統如飛控系統、航電系統、環控系統、機電系統、燃油系統等都由國內自主研發完成。而國產的渦扇18發動機也將在幾年內替換掉俄制D-30KP2發動機,屆時運-20將成為完全意義上的中國製造。
發動機方面,除了正在研發的國產渦扇18發動機以外,性能更好的國產渦扇-20發動機也正基於伊爾-76飛機進行研發測試。未來換裝國產渦扇-18或渦扇-20發動機後,運-20的性能將進一步提升,國產大飛機依賴進口發動機這一大痛點也將得到解決。
有了超臨界機翼,「
胖妞」秒變「鯤鵬」
什麼是超臨界機翼?簡單來說就是可以提升飛機的臨界速度,從而讓飛機飛得更快的的機翼。
超臨界翼型的流場圖
傳統機翼前緣較尖,翼面隆起程度大,氣流繞過時增速也就較多,當飛機飛速達到0.8-0.9馬赫時(1馬赫等於音速即340米每秒),氣流經過上翼面的速度就會接近或者達到音速,如果這時飛機進一步提速,就會有激波產生從而增加機翼阻力,影響飛機的正常飛行。
不同於傳統機翼,超臨界機翼上翼面較平,下翼面後緣內凹,氣流經過上翼面時增速較小,下翼面內凹的設計還可以增加升力,這樣一來,激波產生的臨界點便升高,飛機的極限速度也就更高。
在經歷了無數次風洞實驗和超級計算機精確計算之後,「胖妞」終於擁有了一雙超臨界機翼,變成了速度更快的「鯤鵬」。
和前輩們相比,運-20實力如何?
運-20作為全球大型運輸機家族的新成員,與俄羅斯伊爾76運輸機、日本C-2運輸機、美國C-17運輸機等國外前輩機型相比到底實力如何?
1、運20性能優於俄羅斯伊爾76
將運-20與俄羅斯伊爾-76比較,由於設計年代較早,伊爾-76在先天上就輸了運-20一籌,可以說運-20與伊爾-76相比有著時代優勢。除了在最大載重指標和貨艙尺寸上優於伊爾-76,在航電、飛控和機翼技術等關鍵指標上,運-20也都優於伊爾-76。
2、性能勝過日本的C2運輸機
日本C2運輸機的參數看似華麗,不過其運載能力有限——運載能力只有運20的一半。
日本C2運輸機
大量使用複合材料雖然降低了C2運輸機的空重,但也大幅降低了結構強度,導致C2運輸機在做靜力試驗時機體和起落架斷裂。結構強度不足還會帶來其他一些問題,比如飛機一旦承受較大過載,很有可能會發生機體變形,甚至在空中解體。而根據日本官方公布的數據,在過載達到2.5g時候C2運輸機的最大載重量只有30噸出頭一些。
運20雖然在空重上比日本C2運輸機重,這主要是為了強化機體結構,而且運20需要考慮運輸99A這樣的主戰坦克,由於坦克的重量集中作用於面積比較有限的貨艙地板,壓強較大,如果機體結構強度不夠,在較大載荷下,發生坦克砸穿貨倉地板的可能性也不是沒有。
3、與美國C17相比存在一定差距
而如果與美國C-17運輸機比較,可以看到運-20仍與之存在一定差距,雖然運-20和C-17都具備跨洲際戰場投送能力,但運-20的短距起降能力相對遜色一些,這是由於運-20的發動機推力不足,即便未來換裝了國產渦扇-20發動機,運-20與C17相比也仍會處於下風。此外在最大載重和航程上,運-20也仍稍遜一籌。
C-17可以執行全面的運輸任務,大件貨物運輸。
為何不基於運-20研發
純國產民航客機?至於為何不基於運-20做自己的民航客機,主要是因為軍工生產標準與管理流程與民用品不同,並且技術成本高,所以軍用設備如果不經過大規模改造將無法民用。
比如作為軍用運輸機的運-20可以選擇使用鈦合金部件,但作為民航客機C919為了成本考慮只能選擇鋁合金部件。再比如軍用運輸機一般要求較強的運載能力,能夠短距起降,能夠在野戰機場條件下起降等,而民航客機則更多強調舒適性、經濟性、安全性等指標。
另外,軍用運輸機有搭載坦克等重型裝備的需求,機身更加短粗,這樣機艙尺寸可以更大,而民航客機沒有運輸重型裝備的要求,機身因而比較修長,而且在機身結構強度上軍用運輸機也遠遠高於民航客機······這些設計標準的差異使得運-20上的很多技術並不適用於C919。
結語
一直以來,中國空軍都是一隻國土防空型空軍,殲擊機數量偏多,運輸機、轟炸機,以及加油機、預警機、高新機等特種飛機數量相對偏少。
就性能來說,J-20、FC-31、J-11、J-10等殲擊機已經與美國F-22、F-35、F-15、F-16等機型的大致處於同一水平,而在轟炸機、運輸機、特種飛機等方面,中國和美國在同類型飛機上有一定差距。
隨著經濟的發展和綜合國力的提升,中國在國外也逐漸擁有龐大的海外利益,特別是在能源、原材料和市場很多都在海外的情況下,就要求中國必須擁有軍力戰略投送能力以保衛自己的海外利益。而大型運輸機恰恰能起到作戰部隊的快速部署和物質的快速輸送作用,不僅能有效威懾宵小之徒,不戰而屈人之兵,還能實現短時間內集中優勢兵力,起到出其不意的效果。而這便是運-20對於中國空軍而言,有著完全不遜色於殲-20意義的原因。
運20大型運輸機CG效果圖
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