鲲鹏扶摇九万里，怒飞翼若垂天云——深度解析中国“运-20”战略运输机（二）

四、野战机降能力

战术运输机的一个重要特点，就是其野战起降能力，民用运输机只需要在机场起降是不需要这个能力的。但战术运输机不一样，随着战线的不断交错，或者为了一些战术目的，战术运输机需要在尽可能广泛的地形上降落，比如未经铺设的跑道、低等级跑道、较平整的农田、戈壁、草原、冰面，甚至是海边符合条件的沙滩。伊尔-76和C-17开创了集战略运输和战术起降于一身的先河，既能像战略运输机那样大吨位、长距离运输，又能像战术运输机那样拥有野战机降能力，运-20当然也拥有这样的能力。

野战起降能力的高低，关键取决于几个因素，一个看是否配备有强劲的起落架，以适应更广泛的野外地形和野战起降时的粗暴降落；二个看是否有设计合理的短距起降能力，因为毫无疑问，无论是起飞还是降落，在未经整备的跑道上滑跑越长，安全风险就越大，而且在野外也未必会有那么长的跑道；三是要有强化的机体结构。运输机为了缩短货桥和方便装载货物的需要，需要货舱地板尽可能的接近地面，所以运输机起落架都比较粗短，而为了节约宝贵的货舱空间，主起落架舱都是设计在机外突出的整流罩内；为了强化野战起降能力，运输机的起落架都会采用多支柱、多轮式设计，并使用中、低压轮胎，以降低对地面的压强；而为了提高起落架的“越野”性能，又会使用大机轮、多车道设计，让主起落架在运输机正面尽可能多的接触跑道，产生尽可能多的车轮辙印，以提高起落架的抓地性能和适应跑道的多变性。

图18：运-20机身两侧各有三个双轮式主起落架，收放方式简单，可靠性非常高

图19：运-20上安装的D-30发动机和它的反推力装置，此时反推力装置已经展开

从运-20的照片我们可以看到，它的前起落架采用并列双轮设计，机身两侧各有3个双轮式主起落架。主起落架一共12个机轮，加前起落架一共14个机轮，在降落时只有前起落架的2个机轮和主起落架最前面的4个机轮，一共6机轮与跑道做首次接触，产生6道车辙印。这6个机轮由于是飞机最前面首次与跑道接触的6个机轮，产生较大的阻力，抓地能力较强，而后面跟着的8个机轮由于是走在前面这6个机轮碾压过的车辙印里，阻力较小，抓地能力就大减了。在短距起降方面，因为使用的俄制D-30发动机带有反推力装置，可以把发动机尾喷口气流从两侧导向机体正前面，产生反推效果。机翼上的滑退式三开缝襟翼设计，在飞机降落时也能产生较强的增升效果，降低飞机的降落速度，缩短滑跑距离。

总的来看，运-20并没有特别强化野战起降能力，其起落架设计，比较类似于A-400或安-70这样的战术运输机，与跑道做首次接触的机轮数量不及全机机轮的一半，抓地能力有限。考虑到运-20巨大的降落重量，这样的起落降架设计做野战起降可能稍有不足。但好处就是主起落架舱体积较小、重量轻、空中阻力小、起落架结构简单、可靠性高。最后综合发动机反推力装置和机翼上的三开缝襟翼增升效果来看，运-20的野战起降能力只能说一般。这有可能是考虑运-20绝大多数情况只会在中国国内使用，而且还会做为加油机、预警机等二线机种的空中平台，并不会有太多野战起降的机会。

C-17前起落架也是并列双轮设计，机身两侧是各两个3轮式主起落架。主起落架一共12个机轮，加前起落架一共14个。在机轮数量上跟运-20相当，但不一样的是C-17的主起落架是并列3轮设计，和前起落架相加，有8个机轮与跑道首次接触，产生8道车辙印。其F117-PW-100发动机的反推力装置也是一绝，在飞机降落滑跑时，可以把发动机燃气导向飞机正前方斜上45度，这种能力还可以推动C-17在24.7米内做180度的三点转弯，甚至让飞机在2度的斜坡上倒车。其机翼的外吹式襟翼也是鼎鼎大名，可产生较强的动力增升效果，大大降低飞机的起降速度。

图20：为了强化野战起降能力，C-17的主起落架为并列3轮设计，又为了减小起落架舱体积，主起落架使用了相对复杂的向上提起，90度旋转收起方式

总的来看，C-17还是比较重视野战起降能力的，8个机轮与跑道做首次接触，超过了全部机轮的一半，算是较优秀的设计。但付出的代价是主机落架的并列3轮设计明显比运-20的并列双轮更加宽大，为了不增加起落架舱的体积，C-17主起落架使用了较为复杂的收放方式。当每侧两个主起落架在空中需要收起时，会先相对旋转90度，然后再向上提起收进起落架舱，这种收放方式，无疑大大增加系统复杂度，降低了可靠性。综合所有这些设计，C-17可在满载78.11吨货物降落时，只滑跑914米就完全停住。号称野战起降时，对跑道的要求不超过C-130，可说是十分优秀。

图21：正在戈壁地形上进行野战起降的C-17 

前苏联因为有广袤的西伯利亚，这里地广人稀，交通不便，很多地方至今都不通公路，所以前苏联的运输机特别注重野战起降能力，伊尔-76就是典型代表。起落架上伊尔-76采用了十分极端的设计。前起落架采用了并列4轮，机身两侧则各有两个4轮式主起落架。主起落架一共16个机轮，加前起落架一共20个机轮，在降落时飞机正面共有12个机轮与跑道做首次接触，可以产生12道车辙印，阻力巨大，抓地性能十分强劲。再加上D-30发动机的反推力装置，伊尔-76在这个级别的运输机中，野战起降能力堪称世界之最。

总的来看，伊尔-76特别强化了野战起降能力，甚至专门在机头设置了透明玻璃组成的领航舱，设置了领航员用来观察跑道情况，还安装有气象雷达、地形测绘雷达等设备。其与跑道做首次接触的12个机轮，占全部机轮的60%，算是无出其右的设计了。但付出的代价也是巨大的，因为4个巨大的主起落架，为了能在恶劣气候中维持可靠性，并没有采取像C-17一样的特殊设计，而是采用了传统向内翻转收进整流罩的方式，这造成伊尔-76的起落架舱外有四个巨大的整流罩，不但机构复杂、重量大、飞行阻力大，还抬高了货舱地板离地高度，其货舱地板甚至比C-17还要高将近半米，C-17的货桥放下后，与水平线夹角只有9度，伊尔-76达到了惊人的15度。货舱地板抬高，又变相的影响到了货桥的设计，因为货桥是要在空中收入机尾的，货桥又使机尾重量增加，体积变大，总之，这巨大的起落架使伊尔-76付出了巨大的代价，机头向下凸出的领航员舱和雷达舱也额外增加了重量和阻力。但综合来看，伊尔-76的野战起降能力毫无疑问是最强的，其后期型号能在满载48吨货物时，在900米以内就能完全停下。而最新型号伊尔-476，得益于更换大推力发动机，起飞和降落的滑跑距离还会缩短。

图22：正在雪原上进行野战起降的伊尔-76，反推力装置已经开启，激起了发动机舱前面的大片积雪

图23：伊尔-76其强大起落架可产生多达12道车辙印，这一数字比C-17高50%，是运-20的两倍

图24：但付出的代价也是巨大的，伊尔-76腹部起落架舱外四个巨大的整流罩，不但增加重量、阻力，还抬高了货舱地板距地面高度

五、抗战毁能力

军用运输机的一个特点就是要考虑战场环境的存活性，尤其是在野战机场起降或是敌后空投时，及易遭受敌方火力打击。所以抗战毁能力也是军用运输机的一个重要指标。以C-17为例，它在全机任何部位，都可以承受12.7mm穿甲弹以600m/s的速度打击，在座舱和关键部位还有重达半吨以上的碳化硼装甲。全机的机载设备大多也是按多余度思维设计，C-17采用四余度数字电传操作系统，使用四台操作控制电脑（FCC），只需要有两个或两个以上的操作电脑正常工作，飞机就能正常控制。而在三个及以上操作控制电脑出现故障，电传系统完全失效时，飞机也能自动切换成液压机械备份系统，而全机配备了四套液压系统，只需要其中任何一套正常工作就能控制全机；全机还配置了三台任务电脑，也只需要一台能正常工作，就能拥有全部的任务能力。油箱也采用隔舱设计并安装有惰性气体发生器，保证油箱被击中后不会爆燃，每个油箱有两台抽油泵，全机一共12台，只需要有一台能正常工作，就能保证飞机持续飞行。C-17此外还配备有导弹接近告警系统（MAWS）、红外干扰仪、干扰箔条和干扰弹等设备。

伊尔-76的抗战毁能力同样强劲，在关键部位采用了装甲防护。其它方面也多采用了多余度设计，例如配备了四台发电功率为60千伏安的三相交流电发电机，只要有一台能正常工作，就能保证飞机安全飞行。在发动机舱、机翼前缘等处还设有防火设施，可自动侦测火情并自动灭火。此外还安装有雷达告警系统，可提供360度范围内的雷达告警，起落架保形罩内还可安装96枚红外线干扰弹，导航员正前方的玻璃窗之间的保形罩里安装有电子对抗设备，机尾有金属箔片和红外线干扰弹发射装置。油箱同样安装有惰性气体发生器，可产生惰性气体为油箱增压，避免油箱被击中爆炸。并且机上还设有辅助动力装置，可在紧急情况下使用。伊尔-76的某些型号甚至还装有双23mm炮塔，可在必要时用于自卫。但操作系统方面伊尔-76仍是传统的液压助力操作系统搭配辅助操作系统和辅助操作装置三部分组成，全凭人力操作，这点却是远不如C-17的电传操作系统了，严重影响了可靠性。

运-20的抗战毁能力官方没有权威公布，现在可以确定的是也使用了四余度数字电传操作系统，这有助于提高可靠性，然后使用液压机械备份也是情理之种的事；第二在驾驶室、大梁等关键部位使用装甲加强也是可以预计到的。油箱惰性气体加压、红外干扰弹、金属箔片、导弹告警系统、电子对抗这些也是肯定有的。其它再多的就不好猜测了，倒不是说有多高的技术难度，而是取舍的问题，这要看运-20自身定位，要不要特别强化抗战毁能力，还是说只保持在一般的水平。或者说留下升级的空间，以后根据任务情况再升级或改装，这些都是有可能的。当然如果飞机成本超标或是超重，这些东西也是首先被剔除的设备。

六、发动机

近些年中国军队装备发展很快，新装备不断推陈出新，发动机这个老大难问题虽然已经在很大程度上得到极大的舒缓，但仍没完全达到称心如意的地步，运-20显然也不能“免俗”。

首飞和第一批量产型运-20使用的是四台俄制D-30KP-2发动机，该发动机由俄罗斯“土星”科学生产联合体有限公司生产，总重2.3吨，推力12.5吨（123千牛），推重比5.43，之前曾作为伊尔-76MD和轰-6系列轰炸机的发动机，在中国有较多做为储备的存货，国产型号就是WS-18。该发动机四机合力可产生50吨推力，在运-20以220吨最大起飞重量起飞时，可以获得0.22的推重比。而俄罗斯最新的伊尔-476使用四台PS-90A-76发动机，单机推力14.5吨（142千牛），四机合力58吨，在伊尔-476以210吨最大起飞重量起飞时，可以获得0.27的推重比。而且该发动机相比D-30KP-2在推力提高的基础上，还能省油13%-17%。C-17装备了四台普惠公司的F117-PW-100，推力高达18.5吨（181千牛，在C-17上该发动机推力被限制在这个数值上，而该发动机的民用型号PW2040推力可到185.5千牛），四机合力可产生74吨的推力，C-17以265吨的最大起飞重量起飞时，能获得0.28的推重比。

图25：之前出现在网络上的，挂于一架伊尔-76空中实验台上的WS-20大涵道比发动机

可以看出，运-20目前使用的D-30KP-2发动机性能明显弱于伊尔-476和C-17，而且D-30KP-2过于老旧，它是前苏联第一款大涵道比涡扇发动机，从航空史的角度来说，都找不出比它更老的了。其缺点十分明显，油耗高、机械复杂、可靠性低、寿命短。老旧的设计也限制了它的改进，无法使用数字式控制，也无法和飞控系统融合。国产WS-18也只是解决了有无的问题，使用四台D-30KP-2发动机的运-20最大载重只有55吨，与66吨的设计指标有明显差距。

运-20的目标发动机当然不是D-30KP-2。就在当年运-20首飞后不久，中国空军指挥学院战略研究室教授、国家安全政策委员会副秘书长、空军少将乔良便向媒体透露，中国正在为运-20研制国产发动机，而且已经接近尾声，这就是WS-20。在2020年末，WS-20的照片和消息不断被官方媒体披露出来，根据现有的公开资料显示，WS-20是一款设计先进的大涵道比发动机，使用全新的数字航空发动机控制系统，使用大量的新材料、新工艺，使用寿命、可靠性等指标都有大幅提高，WS-20最大推力达到了16吨（156千牛），四机合力推力达到64吨，运-20以220吨最大起飞重量起飞时，可以获得0.29的惊人推重比，已经超过了C-17，可以说是相当优秀了。并且在增加推力的前题下，油耗比D-30KP-2还能降低15%，寿命延长30%。根据最新的消息，运-20已经搭载四台WS-20发动机于2020年11月21日进行了成功首飞，这无疑表示着WS-20朝着最终服役迈出了坚实的一步。

现在国内正在研发的大涵道比发动机，除了为运-20配套的WS-20以外，还有为C-919大型客机配套的CJ-1000A（长江-1000A），CJ-1000A的验证机已经于2017年12月25日在上海组装完成，2018年5月点火成功。此外还有为C-929研制的CJ-2000A（长江-2000A，也被称呼为AEF-3500），2020年3月，CJ-2000A核心机点火成功，2020年8月，验证机开始整机组装，CJ-2000A最大推力可达35.7吨（350千牛）。目前国内在大涵道比发动机领域正呈现多头并进，百花齐放的格局，此次WS-20的装机首飞，也标志着我国成为继美、英、法、俄之后第五个能自行研制并装备大涵道比发动机的国家。

图26：中航工业于不久前官方公开的WS-20实机照片

图27：CJ-1000AX发动机的验证机，最后的X是验证机的意思，该发动机为C-919的配套发动机

图28：CJ-2000A发动机模型，该发动机也被称为AEF-3500，为C-929的配套发动机 

图29：官方公布的挂载四台WS-20大涵道比发动机的运-20模型，此为最终形态

图30：1、表格中的“货舱尺寸”都是不含货桥尺寸

2、伊尔-476虽是最新改进型机种，但货舱只是加长，并未加宽和加高

3、运-20货舱尺寸、使用空重为推估，换装WS-20国产发动机后数据，根据媒体报道  

七、运-20的地位

美国的空军运输体系，在战术运输机方面是C-130， 战术和战略运输有C-17，跨洲际战略运输还有最大的有C-5；前苏联在战术运输方面有安-12，中程有伊尔-76，战略运输有安-124。不过像C-5和安-124这样的超级运输机，都是美苏出于全球战略而研制的跨洲际飞行运输机，除了美苏这样需要全球争霸的超级大国外，其它国家一般是用不着的。中国在一个较长时间段内也看不出有这样的需求，运-20服役后搭配现有的运-8，就已经完全满足中国在国内的所有空运任务了。

运-20首飞不久，不少网友和军事观察家纷纷表示运-20可以改装成空中预警机、电子战飞机、加油机等空中平台。这种观点当然也不能说错了，但果真这么做的话，或多或少却总透着一种无奈。

就像冷战后流行在武器装备中大量使用“商规部件”一样。美欧在空中加油机、预警机、反潜巡逻机、电子战飞机、空中实验机这些对飞行平台要求不高的二线机种中广泛使用民航客机。民航客机有生产量大、装备量大、零部件储备量大、生产和使用成本低廉、相关领域人才广泛等优势。且由于是民航客机，这些飞行平台在全球任何一座民用机场都能很方便的得到维修和后勤服务。相比之下，使用军用运输机作为空中平台，可就痛苦多了。以运-20为例，它是作为一款大型军用运输机而设计的，如果将其改装成空中加油机、预警机等空中平台，那为军事运输设计的巨大货舱、推力巨大的发动机、抗战毁能力、野战起降能力等，这些无形中都是一种巨大的浪费，而且在空中还将形成呆重，影响平台性能，且在采购和维护成本上还将十分高昂。想像一下，如果把运-20改装成预警机，那么这架预警机里的雷达操作人员，抬头看着头顶上足有四米高的天花板，将是一种多么的无奈呀。

没有合适的机种做为空中平台，这一点一直困扰中国空军，相比之下俄罗斯可使用的选项还要多不少，俄空军曾广泛使用图系列客机改装空中平台，中国在当前的选项则基本没有。以至于不得不使用“运-8”这样的战术运输机来改装“高新”系列实验机和“空警-500”预警机，用“轰-6”这样的轰炸机来改装空中加油机。即使运-20服役后，这样“不匹配”的状况短期内也难有根本改观，只有等中国在C-919和C-929等民航客机成熟后，才会逐步得以改善。

八、结语

美国空军第一架C-17（尾号：87－0025）在服役21年以后，已经于2012年4月23日在俄亥俄州代顿市莱特兄弟的故乡退役了，而这又过了9个月，运-20的第一架原型机才实现首飞。这不得不让人感叹中美在航空领域的巨大差距，但从另一个角度看，运-20也正是中国人在后急起直追的重要一步。运-20的成功首飞，和一步步的升级改进，对中国空军、中国航空业甚至是中国航空史都具有里程碑的意义。

C-17不愧为一代杰作，伊尔-476也是老而弥坚，运-20作为一款后起之秀，还需要不断的改进和完善。从目前来看装备WS-20的运-20在实验完成后，在几年内将逐步装备部队，以实现当初设计时的全部能力，到那时中国空军将迎来一片崭新的天空。

鲲鹏扶摇九万里，怒飞翼若垂天云——深度解析中国“运-20”战略运输机（一）