運-20:被低估的明星_風聞
晨枫-自由撰稿人-古今多少事,都付笑谈中09-23 07:22
運-20大概是“20軍團”裏最被低估的明星。不應該。
在C919已經飛赴中國各地的今天,運-20依然是起飛重量最大的中國製造的飛機。事實上,運-20的最大起飛重量接近C919的三倍,運-20為220噸,C919才78噸。運-20。在C929飛起來之前,運-20還將長期是中國製造的飛機中最大的。考慮到未來可能的發動機增推和機體加長,運-20增長型的起飛重量可能還會有可觀的增加,或許要到C939出現,才有決定性更大的中國製造的飛機在天空飛翔。
在世界上,與運-20大體同級的飛機不多。俄羅斯伊爾-76太老了,也受到時代的侷限,機艙寬高不足,不便運送大型貨物。美國波音C-17更大,機艙寬度5.28/5.5米(前機身/後機身),高度3.96/4.5米,長度26米,最大起飛重量265噸,載重77.5噸,但非常昂貴,單價高達3.4億美元,沒有多少國家買得起。
歐洲空客A400M小很多,機艙寬度4米,高度也是4米,長度17.7米,最大起飛重量141噸,載重37噸,也不便宜,單價1.4億美元。
中國西飛運-20載重量66噸,機艙寬度4.5米,高度4.5米,長度20米,外界估計單價1.6億美元。也就是説,運-20的載重量為C-17的85%,單價只有C-17的47%;但載重量比A400M增加近80%,單價只增加不到15%。
更加暢銷的C-130J的機艙寬度3.05米,高度2.74米,長度12.5米,載重量20噸,單價7000萬美元。運-20的載重量是C-130J的3.3倍,單價只是2.3倍,性價比依然爆棚。
更加具體地説,以萬美元造價的載重量計算,A400M為2.64公斤/萬美元,C-17為2.28公斤/萬美元,C-130J為2.85公斤/美元,運-20為4.125公斤/萬美元,運-20遙遙領先。以萬美元的容積計算,A400M為0.02立方米/萬美元,C-17為0.017立方米/萬美元,C-130J為0.015立方米/萬美元,運-20為0.0253立方米/萬美元。運-20再次遙遙領先。
單看歐美運輸機的話,隨着載重量增加,飛機單價加速升高,所以最大的C-17反而性價比最低。直到逆天的中國運-20扭轉了這個趨勢。以單位購價的載重量計算,還是以單位購價的貨倉容積計算,把C-17、C-130J、A400M統統放上擂台左右開弓,運-20都是完勝。但是運-20的載重量、機艙寬度、航程是C-130J甚至A400M都沒法比擬的。
對於用户來説,這意味着可以運送更加長大寬高的設備,可以在一次飛行中運載更多的貨物,可以飛達更遠的距離。重要的是,運-20採取了C-17的先進設計理念,既有戰略運輸機的載重量和航程,又有戰術運輸機的簡易跑道短距起降性能。
換句話説,運-20可以C-130J的機場要求,幹C-17的活,成本上打骨折折扣,這就非常有用了。
對於中國空軍來説,運-20的價值不言而喻。
在運-20之前,中國空軍的大型運輸機主力是伊爾-76,很實用,但基本技術老舊,油耗較高,也不適合運輸大型裝備。運-8相對經濟,運-9是運-8的深度改進型,但運-20的載重量更大,油耗更低,運輸效率更高,也更加適合運送現代大型裝備,還保留了簡易機場短距起落的能力。
也就是説,中國空軍有可能用運-20同時取代運-8/9和伊爾-76,將戰術空運與戰略空運整合為一體。
美國空軍差點用C-17實現,但最終因為成本太高而功虧一簣。現在還是三級空運體制:C-5用於後方基地之間的洲際重載空運,C-130J已經大量用於戰區內的戰術空運,C-17可以兩頭兼顧,既可以用於補充C-5的運力,也可以繞過C-130J將戰略物資跨越重洋直接運到戰區用户。
盟國空軍也是一樣。差別在於盟國負擔不起C-5一級的超級運輸機,C-17就是戰略運輸機了。印度也是出於差不多的原因,還有高原空運的問題。卡塔爾、阿聯酋、科威特則更多地是出於站隊而購買C-17。英國倒是真有戰略空運需求的,畢竟需要自帶乾糧跟着美國南征北戰。加拿大、澳大利亞介於中間,既有遼闊本土的軍事空運需求,也有自帶乾糧跟着美國的需求。事實上,對加拿大、澳大利亞來説,C-17可能是最合適的運輸機,從此不需要在本土空運和戰略空運之間糾結了。
蘇聯空軍其實用伊爾-76做到了,但蘇聯解體和伊爾-76的老舊使得這一進程似乎走到了盡頭。發動機增推、機體加長的改進伊爾-76增加了載重量,但機艙尺度限制沒法克服。
中國空軍運-8/9數量不足,反而沒有歷史包袱。全新的運-20避免了伊爾-76的時代限制,還具有效費比優勢,因此後來居上。同時,儘管中國空軍的戰術空運能力依然緊缺,運-9沒有大量製造。運-9的後繼型號也悄無聲息,前幾年在珠海航展上曇花一現的“新中運”(甚至有運-30的説法)也不再提起。
在尺度的另一端,“中國安-124”甚至“中國安-225”在坊間不時有人提出,但這樣只能在後方大興機場使用的戰略運輸機在可預見的將來對於中國缺乏實際意義,跨越重洋的遠征軍不是中國崛起的軍事層面,中國也缺乏有意義的遠征基地網絡可供這樣的超大型運輸機安全使用。
運-20還將構成中國加油機力量的基礎。
現有的轟油-6數量少,機內載油量約30噸,在自身油耗之後,在遠方戰區的可轉移燃油量有限。另一方面,殲-16一級的重型戰鬥機機內燃油量就超過9噸。轟油-6對轟-6空中加油也有可轉移燃油量不足的問題,轟-20投入使用之後,問題更大。運-20需要全球部署的話,最終也需要空中加油,轟油-6的可轉移燃油量根本不夠用。簡單地説,轟油-6遠遠滿足不了需要。
運油-20的機內載油量大得多,據估計超過90噸,在遠方戰區的可轉移燃油量就大得多,不僅可以對多架重型戰鬥機進行有效的空中加油,對轟炸機也能提供有用的可轉移燃油量。
以民航客機為基礎的加油機具有經濟性好、可轉移燃油量大的優點,但以運輸機為基礎的加油機具有便於在野戰機場運作的優點,還天然配備軍標的通信、自衞電子戰設備,更加符合現代空中戰場的實際需要,
對於以民航客機為技術的加油機來説,地板下行李艙空間是天然的額外燃油艙,地板上的空間可以在燃油不滿載的情況下加裝座椅,用於運送兵員,或者擔架,用於運送傷員,還可以像民航貨機一樣運載航空集裝箱。
運輸機的地板很低,幾乎沒有地板下空間,但可以在貨艙裏安裝可拆卸的大型油罐,拆除大型油罐就可恢復運輸機功能。問題是大型油罐本身重量較大,運輸機特有的裝卸尾門不僅重量很大,還佔用了本來可以用來空中加油的位置。
伊爾-78最初就是這樣從伊爾-76改裝的,運油-20現在還是這一技術路線。好處是改裝快,而且需要的時候可以有更多的運輸機可用。壞處是作為運輸機,能力打折扣,效率損失可觀。
伊爾-78M從伊爾-78改裝而來,取消了運輸機功能,機艙內是固定的燃油艙,取消裝卸尾門,大大降低結構重量,增加機內燃油量,還增加了機尾加油點。在實用中,也發現加油機使用強度很高,“沒空”用作運輸機,取消運輸機功能實際上並不是多大的損失。
問題是,運輸機特別肥大的機體內空間利用率還是太低,造成很多死重和阻力。這是伊爾-78M那樣的改裝都解決不了的。但這也意味着進一步增加發動機推力是大有意義的改進,提高起飛重量意味着更大的可轉移燃油量。
運輸機由於機艙尺度、地板強度、重心移動的限制,過度提高起飛重量意義不大。需要空運的裝備中,除了坦克這樣的特例,通常體積和尺度的挑戰大於重量。比如説,S400一級的重型機動防空導彈的發射車重量小於40噸,但長寬高都很大。UH-60“黑鷹”和AH-64“阿帕奇”都為5噸多,“斯崔克”輪戰不到20噸。但加油機裝載的是“液貨”,密度大而且均勻,機艙尺度本來就過剩,地板強度由於壓力不再集中反而問題較小,重心移動也容易管理,發動機增推以達到更大的起飛重量就很有意義。
運-20B使用4台渦扇20,138kN的推力與運-20A的四台D30相似,但6一級的涵道比比2.25一級的涵道比給力多了,油耗顯著降低。對標的CFM56-5系列的最大推力可以達到150kN,渦扇20增推的潛力至少不低於CFM56-5系列,有能力使得運油-20的最大起飛重量顯著超過運-20,大大提高運油-20的有用性。
在超遠程空空導彈的威脅越來越大的今天,加油機有中型化、隱身化、分佈化的趨勢,甚至無人化,以提高靠前加油時的生存力。但用超大加油能力的傳統加油機為這些新質加油機在接近戰場但依然安全的空域中繼加油,可以大大提高後者在戰鬥空域內的可轉移燃油量,降低往返基地的時間和燃油消耗損失,依然是很有意義的。
運-20還能用於改裝預警機、戰場監視飛機、電子戰飛機等特種飛機。空警2000是從伊爾-76改裝過來的,現有伊爾-76機體的緊缺使得中國預警機早就中型化,既降低起飛重量和運作成本,也符合分佈化使用和電子技術發展的現實。現有的運-9平台不夠理想,未來會用更先進的中型平台。戰場監視飛機、電子戰飛機也是一樣,從尺寸過大的運-20改裝不再必要。
同時,“分兵集火、全員殺敵”成為新的戰場現實。巡航導彈、巡飛彈從運輸機上用阻力傘拖出的空投托盤上發射已經不是新技術了,用傘降籠式發射箱向下垂直髮射更加安全可靠,而且增加發射載具的裝彈密度,可能成為主流。這也意味着非武裝的運輸機可能成為大容量空射武器發射平台,使得運輸機有機會發揮更加直接的打擊作用。
當然,運-20並不完美,低標準簡易跑道的着陸能力還有提高餘地。
運-20的主起落架是三排雙輪,在地面滑行時可以有效地降低對地面的壓力,但起落架受力最大的時候是着陸接地的瞬間。對於運-20來説,只有三排中最後一排的雙輪(兩側則是四輪)受力,受力相對集中。起飛也有一樣的問題,但在滑跑增速中,升力逐步抵消了重力,最後只有最後一排雙輪離地時,受力已經很小了。
作為比照,C-17是兩排三輪,伊爾-76是兩排四輪。伊爾-76的前輪都是橫列四輪的,其他都是橫列雙輪。A400M也是三排雙輪,但畢竟重量較小。
三輪和四輪的好處顯而易見,但體積和重量大,起落架收放複雜,可靠性代價較大。雙輪可以按照常規方式收起、放下,三輪和四輪的收納狀態和工作狀態之間要扭轉90度,否則要麼不便收納,要麼起不到增加橫列輪胎接地面積以降低對地面衝擊力的作用。
雙輪的好處也顯而易見,結構簡單可靠,起落架整流罩也較小,系統重量和阻力都小。
運-20要改兩排三輪或者四輪不現實。主起落架的安裝點是飛機結構受到衝擊力最大的地方,相應的機框特別加強,帕維爾·蘇霍伊就是在圖波列夫設計局中從起落架的機體結構設計開始“學生意”的。
但着陸衝擊最大的是第三排。如果只把第三排修改為橫列三輪或者四輪,並增加相應的扭轉機構,調整整流罩後端設計,並不需要對相應機框和機體結構做過多修改,就可以顯著改善在低標準簡易跑道上的着陸能力。扭轉機構可以參照伊爾-76的先例,並不需要重新發明。如果C-17的先例更好,拿來主義也無妨。
這肯定增加主起落架的重量和複雜性,但可能還是值得的。這樣的雙輪-三/四輪混合結構也是獨創的,可能看起來有點怪異,但好用就行。
運-20不僅對中國空軍重要,可能也有意外的良好外貿前景。運-20的“大”似乎使得軍貿前景似乎受限,但中國沒有力推尺寸上似乎更加符合第三世界國家需要的運-9,而是力推運-20。
9月18-22日,南非比勒陀利亞郊外沃特克魯夫空軍基地舉辦2024年度的非洲航空與防務展(AAD2024)上,中國運-20參加飛行表演和靜態展出。2023年11月,尼日利亞國防部長穆罕默德·巴達魯·阿布巴卡爾訪華期間,觀看了運-20飛行表演。8月24日,應邀赴埃及參加首屆埃及航展的中國空軍八一飛行表演隊的殲-10C和運-20也飛越金字塔,向埃及人民和軍方展示了先進的中國製造。
殲-10C成為航空軍貿新秀不奇怪,運-20也成為航空軍貿新秀,既在意料之外,也在情理之中。
這些第三世界國家並無戰略空運的需求,但大件軍事空運的需求還是有的。比如説,尼日利亞政府軍在與“博科聖地”組織作戰時,需要對北方沙漠裏的前線部隊進行補給。通往北方的道路不僅遙遠,而且充滿艱險,沿途護航是不可承受之重。現有的2架C-130H可以用於一般性補給,但要運送裝甲車甚至坦克就不夠給力。運-20就非常有用了。
埃及和南非沒有太緊迫的國內作戰問題,但利比亞和納米比亞作戰的記憶並不遙遠,更由於國土依然較大,道路交通條件相對落後,重載空運的價值顯而易見。作為地區軍事強國,經常參與維和作戰,遠程空運也有需求。
最重要的是,運-20的性價比太高了,對西方“低成本”的C-130J都直接碾壓。
據美國《航空週刊》報道,運-20到2023年10月已經下線至少67架,加上加油機,最終產量可能超過200架。實際上,中國對加油機就有很大需求,加上運輸機,200架很可能是低估了。作為比照,C-17的產量為279架,伊爾-76則已經至少969架。
據報道,C-17需要年產量超過12架才能保持生產線的經濟性,運-20應該相似。運-20在使用俄羅斯D30渦扇時達到13-15架/年,據説因為渦扇20的產能限制,改用渦扇20後後降低到7-9架/年,但應該能很快恢復並增產。運-20可能將繼續生產至少20-30年,成為很長一段時間裏中國運輸機的基石。