中国空军运20运输机 从运-8谈中国空军战术运输机发展

　　前不久，美国总统奥巴马提议解除对华C-130J禁运，引发外界对我国空军战术运输机的关注。实际上，我国空军装备的运-8战术运输机经过多次改进，性能大为提高，主要战技指标已经达到或接近C-130J的水平，在成本及后勤保障等方面更有先天优势，相关系统实现全部国产化，不受制于人，因此我国空军不需要采购C-130J。
　　
　　运－8发展简史
　　
　　我国运－8战术运输机的原型是前苏联的安12运输机，安-12是和美国的C-130同时代、同等规格的涡桨发动机运输机。
　　从表面上看，C-130A各项使用指标都不如安12，但最后一项“翼展面积”对比表明，C-130A的设计冗余度较大，具备更大的发展潜力。果然，服役后C-130系列不断改进，各种改型超过50个，生产总数接近3000架(目前美国空军近600架的运输机中包括300余架各型C-130)，并且预计将使用到2030年以后。尤其是C-130H和C-130J等新型号提升了发动机功率，采用新型复合材料并更新了航电设备，使得各项技术指标都有所提升，实现了以“玻璃化座舱”提供直观飞行／作战信息，减轻机组人员负担，数据链实时传递战场态势。而苏联安－12在1976年就停产了，总计生产900多架，相对C-130系列逊色许多。
　　我国空军组建后，长期使用引进的苏制运输机，随着中苏关系恶化，我国空军失去了继续引进的渠道，甚至连零备件的保障也变得日趋困难，因此我国决定测绘仿制当时空军正在使用的安12B运输机。1969年西安飞机厂开始仿制，命名为运－8，1974年试飞成功，后转到陕西飞机公司继续研制，1980年定型，成为我国空军战术运输机的主力，发展出海上巡逻机、“黑鹰”直升机载机及民用型等。80年代我国进一步研制密封增压型运8C，据说货物舱密封增压技术来自美国洛克希德公司，在1993年交付部队。
　　
　　但运8C出于安全考虑，取消了机身两个油箱，载油量大为下降，加上发动机工业差距，运－8C远不如C- 130J，在起降／飞行性能、整机寿命、全寿命周期维护等方面也劣势明显。
　　中国空军当然不甘落后，新世纪之交研制成功运－8改进型，该机大量采用新技术、新材料并升级了动力系统，整体技战术指标明显提高，发展了包括特种飞机平台(已经用于我国预警机)、运8F600商载型等，是新世纪我国空军主力战术运输机。
　　为了增加飞机的货运能力，运－8改进型将机长从34米增加到36米，将货舱的长度由13.2米增加到16米，宽度从3米增加到3.2米，高度由2.5增加到2.75米，对飞机的前段、尾段、发动机、短舱和垂尾进行了改进，以减少空气阻力。该机采用了综合化航空电子系统和玻璃化座舱，新型数据总线将飞机的通信、导航、气象雷达及飞行管理等系统有机联结在一起，实现了信息统一处理和共享，具有良好的升级和扩展潜力。座舱采用了液晶显示器，用于电子飞行仪表和发动机集中参数显示，替代了原来的指针式仪表，具备更好的人机界面。为了提高飞机的安全性，该机采用了数字式双通道自动驾驶仪，代替运-8C的模拟式自动驾驶仪，将原来的液压舵机改为电动舵机，使得自动驾驶仪和导航系统交联，沿航线自动飞行，若与自动油门和导航着陆系统交联，可以具备一定条件下自动着陆能力。运-8系列经过上述改进后，在飞行起降、爬升率、巡航性能等方面有了明显提高，接近C-130J的水平，是我国空军战术运输机较好的改进型号。但受限于机翼面积，运-8改进型的最大起飞重量和航程比之C-130J仍有相当差距。为此我国在2007年对外公开了性能与C-130J不相上下的运-9，现在已做好生产准备。
　　
　　战术运输机大升级
　　
　　不过C-130J的原始设计毕竟始于上世纪50年代，货仓尺寸相对较小，加上发动机功率的限制，难以运载目前各国新型装甲车辆。美国在研制“斯特赖克”步兵战车时，痛感“21世纪的战车受50年代的飞机限制”，决定全面扩大运输机货仓。
　　对于运输机来说，加长货舱比较容易，比如C-130J货舱长12米，而C-130J-30增加到17米左右。而高度和宽度的增加就没有那么容易了，这涉及对气动外形的全面改动，美国决定继续改进C-130，是因为其当时研制了C-17大型军用运输机，可以相互配合而有效提高运输能力。从更深层次上说，美国希望C-130J瞄准盟国运输机的更新换代，造成盟国对美依赖，确保美国在北约应急反应力量中的主导地位。
　　而苏联由于经济、技术实力欠佳，全新研制安-70战术运输机，要求该机能运送陆军集团军的步兵战车、防空导弹发射车等重型装备，要比安-12拥有更大的起飞重量、载荷和货舱，某些条件下可以替代伊尔76早期型，堪比欧洲新型A400M。可惜由于苏联解体，安东诺夫设计局归属乌克兰，大批配套厂商倒闭，技术风险较大的桨扇发动机研制进度缓慢，加上俄罗斯对于采购安70态度消极，导致安-70的研制基本停滞。
　　进入21世纪，中国陆军新一代装甲车辆陆续服役，性能达到世界先进水平，也提高了远程机动和快速反应投送的要求。为此，陕西飞机工业公司提出在运-8系列的基础上加大载重，这就是在2002年珠海航展上公开的运-8X(注意将其与运-8X海上巡逻机相区别)。该机的研制目的着眼于空运大中型装甲车辆、火炮、中型通用直升机、武装直升机、防空导弹武器系统，甚至近程弹道导弹发射车，并且能够进行重装备空投。为此，运-8X重新设计了机身前段气动外形。将气象雷达移至机头，采用先进的通讯、导航、雷达设备，更新电子飞行仪表与综合显示系统。座舱按2人驾驶体制改进。加大风挡玻璃面积，扩大了驾驶员视界。为改进机身尾段气动外形，满足货舱大门的开口尺寸要求，并减少全机阻力，该机增大了机翼面积，协调更改尾翼气动布局。
　　以上措施使得运-8X的最大起飞重量提高到80吨，载油量提高到25吨，最大燃油航程8000公里，最大载重30吨(此时航程2500公里)，载重为20吨时航程为4500公里左右，其货舱长13.5米，宽3.5米，高2.6米，可以支援2009年国庆阅兵时亮相的8×8轮式步兵战车基本型快速布署。但是运-8X的最大载重和货舱容积仍显局促，仍不足以运载新型8×8轮式步兵战车的重型变型车，如105毫米机动火炮、122毫米自行榴弹炮等(同类意大利“半人马座”机动火炮系统全重已达28吨)。而运-8X最大的缺点就是根据计算，其单发发动机功率要超过6000马力才能满足指标，而我国最新的是涡桨6C发动机(装备运一8改进型)，单发功率只有5100，继 续提高性能已很困难，最好能研制新型的涡桨发动机(可以采用A400M的TP400-D6发动机研发模式，在我国涡扇发动机核心机的基础上研制)，但是以我国航空发动机工业的实力，短时期研制出这样的发动机显然比较困难。
　　除了传统上使用4台涡桨，桨扇发动机外，国外新型战术运输机如俄罗斯图330、日本C-2，采用了2台涡扇发动机。以我国有机会获取的图-330为例，该机是俄罗斯空军为替代安12研制的，在图-204客机的基础上改进而来，选装2台PS-90A涡扇发动机，最大起飞重量103.5吨，最大载重35吨，最大航程(载重20吨时)5600公里，载重为30吨时航程3000公里，其货舱长19.5米，宽和高各4米。
　　我国未来新型运输机如果以图-330为标准，那么其载重和货舱容积足以支持新型8×8轮式步兵战车的空运，使该车配备附加装甲仍可直接驶进货舱，满足快速布署、离机即战的要求，特别是可以运输重型变型车，可以提供至关重要的支援火力。由于这个机型只是中型战术运输机，意味着我国空军大型运输机可减轻负担，集中精力运载更大更重要的装备。
　　这个方案最大的优点就是发动机供应不难。虽然我国大推力涡扇发动机还有待成熟，但研制与PS-90A性能相当的涡扇发动机尚能满足要求――根据有关资料，沈阳航空发动机研究所在“太行”涡扇发动机的核心机的基础上，利用新型发动机科研技术平台，进行了三维改进设计，改善了核心机、风扇／增压级、匹配设计低压涡轮的性能，采用了新型发动机电子控制技术，已构成我国第一代大涵道比涡扇发动机方案，其推力为120千牛级，而通过加大空气流量和涡轮前温度，可以将推力提高到150千牛水平，这个指标与PS-90基本相当。
　　
　　对比与抉择
　　
　　涡桨发动机运输机的优点是发动机成本低，使整体价格较低，油耗低于涡扇发动机1，3左右。而且涡桨发动机起降适应性较强，对跑道要求低，比如A400M起飞距离1200米，而图330要超过2000米。涡扇发动机运输机的优点首先是速度快，巡航速度一般在800公里，小时，明显高于涡桨发动机运输机的600公里，小时。另外，涡扇发动机的推力范围大，这意味着可以支持更大的运输机，从而拥有更大的运载能力和货舱空间。
　　前面说过，目前我国涡扇航空发动机比大功率涡桨发动机更可靠，推力提高相对更容易，需要耗费的时间估计也要少得多。还有一个好处，就是推力提高到150千牛级，涡扇发动机还可以用于我国大型军用运输机的改装，将其最大载重提高到近60吨，提高大中型运输机发动机的通用性，从而降低了后勤支援、训练操作方面的费用。而如果采用涡扇发动机从头研制大功率涡桨发动机，对于我国来说，螺旋桨的材料、工艺的要求较高，风险偏大。毕竟A400M的TP400-D6涡桨发动机由英德发动机公司联合研制，但仍旧进度拖延，对于航空发动机工业基础尚显薄弱的我国而言，将面临更大风险。
　　根据外界消息，中国空军大型运输机项目正在稳步推进，采用4台涡扇发动机，因此利用该工程的成果(如发动机、航电设备、气动设计、材料工艺等)，“缩小”研制配备2台涡扇发动机的中型战术运输机，以此替代运-8系列，应该会有较好的效费比，也会显著提高我国空军和快速布署部队的战斗力。
　　综上所述，对于我国空军来说，现阶段继续改进运-8系列运输机，初步满足快速布署部队对于空中机动的需求，而在可预见的未来重点研发使用涡扇发动机的更新换代型号，将是我国中型战术运输机基本发展思路。如此配合大型运输机，我国空军运输力量将形成完善的机型配套体系，全面提高战略／战术空运能力。