对于网传150吨航空特种通用平台的解读,运-20B窄体机最为合适!

最近网络上开始讨论150吨的特种特种通用平台的事情,基本上是以波音767为蓝本的双发军机,这个等于是重新研发一个新的机型,不但机体和发动机也要重新研发,周期太长,价格也太高,但是从需求端来说,我们也确实需要这种机型,主要是预警机,空中加油机,而且数量不少

运-20B宽体改窄体机的意义

但作者认为运-20B宽体改窄体机型号完全可以满足需求,作为国产现役重型宽体战略运输机,本身是为重载超大尺寸军用物资研发,先天机身粗胖、结构冗余高,这也直接导致其改装加油机、预警机时存在明显的经济性缺陷,若是将其重新优化设计为窄体机型,整体使用特性、改装价值以及战场定位都会发生彻底改变,本文结合气动结构、使用成本、特种改装需求以及现役装备体系做一个详解。

运-20B机身直径约5米,接近民用宽体客机标准,货舱截面宽大,机身结构为承载主战坦克、重型装甲车等超大超重装备做了高强度加固,这就造成该机空重偏大、迎风面积高,飞行过程中气动阻力远大于同吨位窄体飞机;

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而加油机、预警机这类特种军机并不需要宽大货舱与重载地板结构,仅需要容纳燃油储罐、电子雷达设备、操作机柜以及机组人员,宽大机身带来的死重与飞行阻力完全属于无效损耗,直接拉高了巡航油耗;

同时运-20B最大起飞重量达到220吨级别,专为野战跑道、高原复杂空域优化的起降结构与动力,在高标准正规机场执行预警巡逻、空中加油任务时完全没有用武之地,额外的结构强度不仅增加了制造成本,还会持续拉高后期维护保养费用,并不适合大批量常态化部署使用。

倘若对运-20B进行窄体化重新设计,保留上单翼、高亚音速、适应野战机场的基础布局,同时将机身直径压缩至4米区间,优化机身结构去除重载结构,把最大起飞重量下调至180至200吨级别,可以继续使用原有的WS20发动机,或者未来2台35吨推力的CJ2000发动机,开发一种180吨级窄体涡扇通用平台,技术上不存在问题,相较于原版宽体运-20B,窄体改型空重大幅下降,气动阻力降低,整机油耗能够减少四成左右,实际上早期的使用WS18的最大起飞重量就是180吨,和后期的波音767相当,和150吨说法就是重了30吨,没有本质区别;

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运-20B窄机身在保留上单翼运输机野战起降特性前提下,主起落架可以依旧采用机身两侧外置收纳布局,取消原版为承载主战坦克设计的超高强度大尺寸承重结构,主起落架轮距适度收窄,贴合窄体机身宽度尺寸,缩短起落架整体横向占用空间,减少机身外侧气动突出阻力,

起落架支柱壁厚、减震油缸行程可以同步缩减,舍弃原版应对极限重载、恶劣野战跑道的减震余量,仅保留常规前线简易跑道起降所需减震缓冲能力就足够,

大型运输机占结构重:14%~20%,这一项减重就能有好几吨,效果非常明显

前起落架沿用原有基础构型,整体尺寸缩短缩小,缩短机头纵向空间占用,取消原版加强型承力框架,简化收放传动结构,降低液压系统负荷,收放速度更快,材质方面在保证军用抗疲劳标准基础上,减少高强度特种合金用料,采用轻量化高强度复合结构件搭配常规航空钢材,兼顾使用强度与减重需求,起落架整体收放舱同步缩小;

起降性能上依旧保留短距起降基础能力,可满足高原机场起降需求,但极限重载起降、重度破损跑道抗冲击能力明显弱于原版运- 20B,但燃油携带量、空中供油总量不会同步下降,可以承担远洋战略大规模加油任务,更低的油耗可以拉长滞空时长,更适合前线伴随加油、常态化巡逻加油等战术任务,可以与运-20B共线,具备大批量列装的基础条件。

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我们空军正从国土防空军朝着战略进攻性空军转变,那么就需要在几千公里外执行任务,空中加油机作用非常重要,西大国空军约3 架作战飞机配 1 架大型加油机;即便是现代的5/6代战机作战半径加长,但也同样需要数量巨大的加油机才能发挥最大效能;

在预警机改装层面,窄体改型虽然机身长度略有增加,但内部空间仍然比较宽窄,完全可以容纳空警3000的双波短雷达、供电系统以及10个以上操作工作站,能够满足战役级别预警探测、指挥调度需求,且机身细长带来更小的飞行振动,机组人员工作舒适度优于宽体大运平台,更低的油耗进一步拉长预警滞空时间,对于常态化值班、前线战术预警而优于原版运-20B,

窄体改型机身直径缩减、机身细长,整机迎风面积更小、气动阻力降低,滚转与转弯惯性更低,转弯半径缩小;机身空重减轻、推重比改善,加减速响应更灵敏,高空机动规避能力更强,相较于原版笨重的宽体大运,更适配预警、加油机需要的频繁航路微调、战术机动飞行。

窄体改型整机体量缩小、着陆载荷降低,保留上单翼优良起降构型的同时,对跑道宽度、滑行道转弯空间要求更低;除标准军用机场外,可适配更多中小型前线机场、简易跑道,转场部署、前沿临时驻扎能力比较强;

另外就是要加强飞机的自身生存能力,除了电子干扰系统还要增加主动拦截弹,对来袭导弹直接实施拦截,另外预警机也可以考虑加挂射程400到600公里的超远程空空导弹,在发现目标后直接实施拦截;

在造价与采购需求层面,单机造价较运-20B原版降低近四成,每小时飞行油耗、年度维护工时、备件损耗成本同步下降,全寿命周期使用成本仅有宽体运-20B的55%至60%,适合大规模批量采购。

从国内空军装备需求量来看,窄体改型通用特种平台,战役级预警、伴随加油、电子对抗、航空反潜、远程通信中继等多样化改装任务,替换老旧繁杂的老式特种机,国内合理列装需求数量保守维持在200至300架,各类特种改装版,依靠低廉造价与简易维护特性分散部署于各大战区场站,解决目前特种机数量不足、部署集中、调度不方便的问题;

而单独开发一种,重新设计一款窄体150吨涡扇运输机,需要投入数百亿研发资金、耗费八至十年研发周期,一个国家军费总是有限度的,重复研发同类运输机性价比极低,

之前大家希望通过C929改装为特种平台,但该机还在研发中,尤其我们民用大飞机还在起步阶段,会受到很多外部条件限制,民改军也是比较敏感,所以最好还是两条路线发展,

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当然如果可以考虑BWB(Blended Wing Body,翼身融合)飞机,机身与机翼平滑融为一体、无明显分界线,但也不是纯飞翼:保留加厚的中央舱段容纳人员 / 货物,不同于 B-2 那样全翼化、无独立舱段。有升阻比高,空间大,航程远的特点,而且雷达反射面积比较小,有着更好的生存能力,国内也有相关预研,如果条件允许,也可以考虑一下!

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