徐勇凌：大型军用运输机——国家工业实力与军事决心的...
徐勇凌：大型军用运输机——国家工业实力与军事决心的产物作者：徐勇凌
中国大运的成功首飞是继2009年12月空中客车A-400M军用运输机首飞后，军用运输机领域的有一重大事件，这些看似独立不相关联的信息，其实预示着一种趋势，那就是世界大型军用运输机领域美俄两个大国竞争的格局即将被打破。此时，人们不禁要对中国未来军用运输机的发展产生联想，然而，中国和欧洲的参与能否彻底改变大型军用运输机长期由美、俄主导的格局依然是个疑问。
如今已经涂上了暗灰涂装的运-20原型机
上世纪80至90年代初，世界大型军用运输机的研发进入了第二个高峰期，然而，在这一领域的竞争者只有美、俄（苏）两个超级大国，欧洲的发达国家尽管具有研制大型运输机的能力，但在军用运输机竞争的舞台上，他们也只能做看客，英、法、德、意等国空军使用的还是美国五、六十年代研制的中型战术运输机。在中国，仿制前苏联安-12B中型运输机的国产运-8飞机，在80年代初期设计定型。我们在中型运输机领域的研发才刚刚起步。
运-8是我国的最重要的重型运输机，图为各种基本运输型
1986年，前苏联的大型战略运输机安-124在英国范保罗国际航展一经亮相就引起轰动，俄罗斯人在大型军用运输机领域的研发能力令世人震惊。而2年后首飞的大型运输机安-225更是把飞机的起飞重量提升到不可思议的600吨级的高度。苏联人以大取胜，而美国人在军用运输机领域追求的是质量和作战效能。1991年9月15日，美国的新型战略运输机C-17首飞，由于采用了最先进的运输机设计技术，C-17既具有C-5银河的运载能力又具有C-130大力神的战场适应能力。美、苏两国在大型战略运输机领域的竞争体现了大国战略博弈的新动向。身处这一竞争之外的其他国家不要说参与竞争了，许多人甚至对于大型战略运输机是什么的认识都是模糊的。
C-17是第一种结合战略运输机载货能力和战术运输机起降能力的飞机，也是运-20的设计参考对象之一
战略运输机之“大”的技术奥秘
1994年春天，在俄罗斯我有生以来第一次开上了军用运输机。在安-26狭小的货仓里，放下一辆苏制拉达小轿车，剩余的空间已经不多了，我驾驶着飞机把这辆车运到了千里之外的阿拉木图，沿途除了与中途机场的保障人员索取导航和气象资料，大部分时间都是在飞机的货仓里度过的。我们在飞机上加热简单的速食品和香肠之类的肉类加工食品，吃完了饭很快就飞往下一站。在这次历时3天的往返长途飞行中，我除了感受长途飞行的疲劳之外，最大的感受是对军用运输机的远程投送能力有了真实的体验。除了飞行，我在俄罗斯的机场里看到了各种各样的军用运输机，在茹科夫斯基机场巨大的停机坪上，在安-22庞大的身躯面前，我印象中的庞然大物伊尔-76只能算是小弟兄，俄罗斯的大型运输机给我的视觉冲击至今令我难忘，然而所有这些都无法与我第一次见到安124的感觉相比。那天，我飞行完刚从图-154的驾驶舱里出来，当我看见远处的一个巨大的东西还以为是天外来客，经试飞工程师介绍我才知道这就是令俄罗斯骄傲的“两姐弟”中的弟弟，姐姐安-225昵称叫“玛莉亚”，弟弟安-124叫“鲁斯兰”。接飞机的车辆把我们直接拉到了敞开舱门的安-124面前，所谓的前舱门其实就是飞机的机头，当它向上开启后飞机的前部就成为一个货仓通道，而飞机的后舱门上下开启，放下后成为一个倾斜度很小的的进货通道。真正令我吃惊的还不是这种精巧的结构设计，当我走进飞机巨大的货仓感受到一种前所谓有的空旷感觉，尽管货仓的宽度只有6.4米，但身处其中就像在一个室内羽毛球馆一样，我首先想到的是能够设计出这样巨大的飞机的人，一定也有博大的气度与胸怀。安-124的巨大不仅体现在机身的空间，单侧主起落架有两排24个机轮，安装在水平的机轮主梁上，而主梁有通过支柱连接在机身两侧的整流罩内，起落架支柱足有半米多粗，如此庞大的机械构件我是第一次见到。从安-124庞大的外形和局部精巧的设计上，我由衷地惊叹俄罗斯人的工业能力，这种能力是当时的中国根本不具备的。
安-124的大件货物运输业务在全球很受欢迎
彼得洛维奇作为安-124和安225的试飞主管工程师，每次提到“玛莉亚”就像介绍自己孩子一样开心，对于他们国家的航空产品自豪感溢于言表，从他的口中我也了解到不少关于大型运输机的一些知识。
无论是军用还是民用的超大型运输机，它的技术奥秘不仅仅在于体积的庞大，从结构设计的角度讲飞机越大设计的空间也越大，但对于航空产品而言由于大型飞机涉及的气动力、动力装置配置、载重能力、航程与经济性的要求更高，要同时满足这些技术要求对设计者而言是一项严峻的考验。以气动力和结构设计为例，从经济性的角度要求飞机具有较好的升阻特性，选择合适的吨位量级，减轻飞机的结构重量，但从飞机的结构设计的角度又要求飞机具有足够的强度，尤其是超大型货运飞机运输载荷少则几十吨、多则几百吨，对机体结构的设计提出了很高的要求；从运载能力角度讲飞机的翼展和面积需要足够的大，必须选择高升力的翼型，但又要考虑飞机具有足够的爬升能力，能够达到较高的经济飞行高度；从远航能力的角度要求飞机的配备大推重比低油耗的发动机，具有较大的储油空间同时不能增加太多的气动阻力；从起降性能的角度要求飞机的增升装置和着陆后的反推装置具有有较高的效率。当然对于大型运输机最重要的要求还是安全性，尽管多发飞机有足够的动力冗余度，但由于大型运输机的巨大成本以及飞行员逃生的难度，对于飞机的安全系数的要求远比军用战斗机高得多，而安全性的要求对飞机的整体设计的每一个细节都有极为严格的要求。
除了飞机的设计和发动机的技术难点，大型运输机对制造工艺和材料的要求也是极为苛刻的，而这些都需要国家雄厚的工业实力做支撑。以空客380为例，其机翼大梁必须是整体成形的高强度合金构建，而全球具备这种大部件制造能力的厂家只有区区几家，为此欧洲航空公司经过精挑细选选择了一家日本的制造公司作为承包商，这些构建制造完毕后需要通过远洋航运抵达欧洲，大飞机的制造难度可见一斑。大型运输机货仓的框架需要具有整体受力的结构，这些结构的设计和制造技术都是高难度的。
A380的机翼内有前中后三根翼梁 大型运输机的最大的技术难点还在于机电设计制造技术。航空产品是一个大型平台，更是各类机械和动作器的合成体，这些机械和动作器是由大量的电子线路、芯片和液电驱动系统组成的，大型飞机的机械动作器都是技术和精确性要求很高的系统，而且动作器的驱动需要有巨大的能源做动力，越是大型机械对机电系统的设计制造要求就越高。机电系统的设计制造技术是工业能力的一部分，但机电技术与一般的重工业、制造业、微电子、化工和日用品生产技术不同，它是一种需要综合工业基础实力支撑、难度较大而又相对稳定的技术，与其他行业迅猛发展的日新月异的状况不同，那些机电技术基础薄弱的国家，很难在短时间内迅速提高自身在这一领域的技术水平，那些传统的机电工业大国长时间保持技术优势的格局始终难以改变。近年来，俄罗斯在一般的工业和微电子技术的发展中，与先进国家的差距不断拉大，但其在机电技术领域的某些优势始终保持着，在航天、航空和舰船制造领域都是如此，现在看来他们在这一领域的优势还将长时间地保持下去。
大飞机领域的“军、民用之争”
2010年初，距离欧洲A400M运输机首飞仅仅过去一个月，从空客公司军事公司传来了A400M难以为继的消息。原因是该项目已经严重超支，英、法、德等欧洲7国为该项目已经投入了200多亿欧元，这些钱足可以买500架美国新型的C-130J。军用运输机的研发到底有多大难度，令一个能够制造出空客380的航空巨无霸公司为此投入了如此高的成本。由此，人们不禁要联想到中国，我们的大运之路从上世纪70年代末的运-10起步，可谓举步维艰。直到ARJ-21的首飞，人们才看到了中国大运的一线希望，但ARJ显然并不是人们希望中的中国大运的形象，C-919的姗姗来迟，军用大运的若隐若现，这个曾经并且正在创造高铁和造船领域奇迹的新兴工业大国，为什么在军用大飞机领域如此艰难。由此一个由来已久的话题再次被人提起，大型运输机的“军民用之争”再次成为人们热议的话题，而就在十年前，中国的航空及军界曾为这个话题争论不休。
A400M采用涡桨发动机在这一级别的运输机中比较少见
其实大型运输机先军后民还是先民后军是无需争论的，作为国家战略资源的大型运输机，必须成为大国的重要发展目标，这是无需争论的，大型运输机民机项目的先期上马，并不意味着军机项目的搁置。而大型军用运输机的研制风险巨大，有民机研制的经验非但不是障碍反而是一种重要技术支撑，这一点已经为业界广泛认同。我这里所要介绍和阐述的是，由于军事任务需求的特殊性，对大型军用运输机的技术要求与民机有很大的区别。这个问题需要从两个方面来论述：其一，作为大型运输平台，军民用运输机的共同点还是要比区别多得多，民用运输机的许多技术几乎可以直接应用于军用飞机，例如座舱系统、操控系统、大量的机械系统等。另一方面，民用运输机的技术研发决不能替代军用飞机的研制，要发展军民用大型运输机，必须迈开两条腿，决不能为了省事把这两项技术合二为一，更必能互相替代。要了解这一点首先必须了解军用运输机所从事的任务和战场环境的特殊性。
作为第一代军用战术运输机，美国人50年代研制的C-130直到今天还飞翔在世界各地的天空中，朝鲜战争以后美国人参加的所有战争中几乎都能看到C-130的身影。而C-130飞机的上单翼气动布局，机身起落架结构，几乎成为后来的军用运输机的典范，这其实不是什么巧合。世界上第一代具有战场适应性的军用运输机大都采用了上单翼的气动布局，其原因是早期的军用运输机大都是螺旋桨发动机，大推力的螺旋机发动机桨叶直径较大，为了使飞机具备野战机场起降的能力，必须为螺旋机留有足够的空间，上单翼的布局设计是较为合理的，为此机身起落架的结构设计也就成为必然，因此我们大都能从军用运输机上看到突出的起落架整流罩，这几乎成为军用运输机的一种标志。实战表明这种设计其实是大有好处的，由于有足够的起落架舱空间，不用像机翼起落架那样顾及起落架舱空间不足，而将起落架设计的尽可能的小，这种多主轮的起落架设计，为军用运输降低在野外机场着陆的冲击起到了很好的作用。
上单翼已经成为军用运输机的经典布局 军用运输机与民用飞机最大的区别其实还不在于机翼和起落架的布局和结构设计，他们最大的区别恰恰是由其功能和设计理念的不同所决定的。军用运输机的设计理念是“会飞的货仓”，他要求的是承载能力和巨大的空间；而民用飞机的设计理念追求旅客的舒适性、运营的经济性和飞行的安全性，因此更多的是对平台气动性能和操纵性的要求。这种功能要求的不同最主要体现在机身部分，民用飞机要求飞机机身具有良好的流线型，而军用运输机则要求机身具有足够大的空间和结构强度。在宽体客机出现之前民用运输机一般设计得比较细长，而军用运输机设计的比较粗胖，这是外观的直观特征。从设计的更高要求上分析，由于民用飞机的运载能力不成问题，设计上更多的考虑经济性，因此它在设计上更关注细节，而军用运输机最重要的技术指标是承载能力与航程，因此对发动机、燃油系统、飞机的巡航性能提出了很高的要求。在这方面俄罗斯人似乎具有特殊的优势，他们可以在发动机技术水平相对较低的不利条件下，研制出升限、巡航高度和航程等指标水平都不亚于欧美的军用运输机。
军事决心是大型军用运输机的最大驱动力
从某种意义上讲，推动航空装备发展的是双引擎，工业实力是一方面，军事决心或许更重要。在现在战略家看来不可或缺的军用运输机，它的历史不过60多年。就像空中加油机直到1948年才出现一样，真正意义上的军用运输机没有在二战中得到应用看似令人费解。其实，在二战那样的非常时刻，各国都把国家资源投入到作战平台的研制中，而像运输机、加油机这样的重要装备，其发展空间已经被挤压得没有任何余地。
柏林空运催生出了C-130“大力神”运输机
1948年，“柏林危机”对西方世界是一个严峻的考验，苏联人对西柏林的陆路封锁切断了物资运输的所有地面通道，西方人为了向西柏林输送生活和战略物资只有通过空运，在空中运输装备匮乏的年代，西方人几乎动用了所有的空中资源，柏林上空的战略博弈最终以苏联人的退让划上了休止符，但在东西方战后的第一次较量中，美国人看到了军用运输平台的战略价值。1951年美国军方提出了新型运输机的技术指标，由于二战刚结束不久，机械化战争的理念还主导着装备发展的思路，因此，美国人对于C-130的技战术要求主要是兵力和陆军装备的运输能力。美国人为C-130飞机提出运输机设计理念无疑是比较先进而务实的，这种以战场需求为设计目标的理念也成为以后各国军用运输机设计的范本。其大致可以归纳为以下几个方面：
一、具有较高的战场适应能力，通场应具备在可简易机场起降的能力，包括大型运输机。
二、较大的货舱容量。为了运兵和货运的双重需要，有些运输机的货舱是多层的。
三、上单翼布局。即机翼从机身上面穿过，这有利于增加舱高度，有利于飞机在简易机场起落时发动机能正常工作和利于货物装卸。
四、具有快速装卸能力。通过舱门的精心设计和安装高效能的装卸设备，使其装卸军用物资的速度比一般民用机要快得多。
五、为了提高在战时的生存力，有的军用运输机加装了电子对抗设备和航炮，并在重要部位加装装甲。
美国人为C-130飞机提出运输机设计理念无疑是比较先进而务实的，这种以战场需求为设计目标的理念也成为以后各国军用运输机设计的范本
装备与战争形态的发展往往是互相影响、互相促进的。在二战结束前战争，其形态主要以机械化战争为主的，掌握武器的人力资源是战争的主要资源，人员和装备的投送机动主要以车辆、船只为主，其周期是以天为单位的。随着军用运输机等先进装备的出现，战争形态发生了根本改变，军事力量的投送速度大大加快，到60年代跨区机动的周期已经缩小到以小时和分为单位了，战争形态的变化速度大大出乎人们的意料之外，希特勒的所谓闪电战在现代人看来几乎慢如蜗牛。
1968年8月，苏联人在捷克发动的武装入侵，其速度完全出乎西方人的预料。苏联人利用30架安-12飞机，将105空降师迅速插入到捷克腹地，只用6个小时就占领了首都布拉格。
苏联人利用30架安-12飞机，将105空降师迅速插入到捷克腹地，只用6个小时就占领了首都布拉格 1991年的海湾战争中，为了准备对伊拉克的地面进攻，美国的进行了11700架次空运及其他作战支援任务。
为了应对世界战略格局发展，满足美国全球战略的需要，美军在90年代初期装备了先进战略运输机C-17，美国人对它提出了既要有C-5银河的运载能力，又要具备C-130的战场适应能力的要求，它的运载能力是C-130的四倍。投送能力的提高大大提高美军的快速反应能力，从而使美国具备了在短时间内在世界上任何地区发动中等以上规模战争的能力。
其实，我们对军用运输机的认识不能仅仅停留在“空军装备”的层面上。与战斗机和轰炸机等杀伤平台不同，军用运输机这种看似不具备直接杀伤力的装备，不仅仅是一个军种装备，更是国家战略装备资源。如果说二战时期的军事力量投送主要是依靠大型舰船和车辆，由于这些运输装备的易受攻击性，要实现远程投送能力，需要海上和陆上生命线的保障，而且机动的速度相对较低；而现代战争中空运已成为战略和战术投送的主要手段，其对安全保障的要求相对较低，而反应速度和机动的空间距离是传统运输工具无法比拟的。从某种意义上讲，现代军用航空运输手段已经彻底改变了战争的形态，大型运输机对未来战争的战略价值是举足轻重的，而其在非军事行动中的作用，在抗震救灾等大型行动中已经为我们所熟知。
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