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中国运八飞机改进几十年,关键性能仍不及美国五十年代C130 ...

2018-12-11 10:45| 发布者: 小李墙艺| 查看: 370| 评论: 0

中国运八飞机改进几十年,关键性能仍不及美国五十年代C130

图:C130运输机在携带大量燃油和人员设备时,能够以233公里/小时甚至更低的速度进行长时间的巡逻飞行,这是它能成为直升机空中加油平台的关键优势所在。

近期美国空军和洛克希德·马丁公司签署了一份53亿美金的合同,购买了83架C130运输机交付空军、海军陆战队、海岸警卫队。截止到目前为止,C130运输机总共已经交付超过2500架。

C130系列运输机由洛克希德公司在1951年开始设计,应空军和陆军的要求开发。C130最大的特点是极为重视不利条件下的起降能力和低空飞行能力,并将之作为核心设计重点;这为它后来在高温高湿、高原或者是土质野战跑道上的出色表现奠定了基础。

从50年代至今,C130家族历经战火考验,其性能和可靠性一直饱受赞誉。尤其是优异的短距起降能力和低速飞行能力,使得它能顶着敌方的火力强行在战场第一线的残缺跑道上完成起降,并能够给飞行速度很低的直升机进行高效率的空中加油,这都是其它机种所无法替代的能力。

中国运八飞机改进几十年,关键性能仍不及美国五十年代C130

图:C130的可靠性和维护性远远好于安-12/运8。尤其是在除冰(飞行中,水汽会在飞机表面凝结成冰壳,足以导致飞机失控坠毁)等环节上的设计完善性和相关设备性能,C130领先数十年。苏联几乎所有的螺旋桨运输机在除冰方面都一直做的非常糟糕,因此导致的灾难性事故屡见不鲜。

这一方面对总体气动布局最明显的影响,就在于机翼面积的取值。飞机上天,需要机翼产生的升力来克服重力;因此大机翼面积的设计,就能在更低的速度下产生足够克服重力的升力。起降速度降低下来了,那么飞机的起降距离、最低飞行速度等等都跟着降低。

C130的机翼面积达到162平米,这意味着按空机来算的话(实际使用时加注的燃油数量等其它标准各不相同,因此按空机重量对比是最简单明了的),它机翼的载荷只有214公斤/平米,失速(低于这个速度就无法形成足够升力维持飞行)的速度只有185公里/小时。当然更大的机翼面积也会带来负面影响,更大尺寸的结构必然导致重量的增加,而且空气阻力也大得多了。

C130解决这两个问题的办法,首先是靠在材料和工艺上下本钱,减低自身结构的重量(比如以机翼结构做例子,C130在上世纪50年代,就做出来长达14.63米长的变厚度带加强的整体壁板);其次是采用轻重量、低油耗、大推力的发动机,以弥补速度和航程上的损失。因此C130的其它指标也并不低,比如最大巡航速度能达到592公里/小时(后期型号换发动机以后,达到650公里/小时以上)。

中国运八飞机改进几十年,关键性能仍不及美国五十年代C130

图:左侧为C130,右侧为安12/运8,机翼和机身的面积比例大小区分很明显。事实上安-12(35488公斤)的空重吨位比C130(34274公斤)还要大一些;如果按照相同的军用性能要求设计,安-12的机翼面积至少要比C130大上10平米以上。

而中国的运8和C130相差极大,原因在于运8的测绘型号——苏联的安12,根本就不是真正的军用运输机。安12的前身安10,是安东诺夫集团开发的一款客机;而安12和安10相比,只是更换了后机身和机尾设计,机翼等关键气动设计未作更改。

和军用运输机相比,民航客机不要求短距起降能力,不要求出色的低空低速能力,它要求的只是飞行速度达标和足够省油。因此安12的机翼面积比C130要小得多,只有121.86平米,空机翼载荷达到293公斤/平米,比C130高出1/3还多。

中国运八飞机改进几十年,关键性能仍不及美国五十年代C130

图:安10客机,安-12只更改了它的后机身设计,机翼完全没有改过。

在运输机的发展上,苏联存在一个极为怪异的现象。这个以推行军事发展为工业、经济第一优先的国家,反而在军用运输机的发展上屡屡被民航部门压制,不止安-12,还有很多其它型号军用运输机也是苏联民航口看不上、淘汰掉的方案稍作修改的产物。

而到底为什么会出现这样的奇观,只有那些深入研究前苏联政府架构和运行体制的学者才能给出答案了。而对安-12来说,由于它最低飞行速度达到248公里/小时——对于军用的前线战术机来说这是根本不合格的,因为这个速度下运8其实是带不了多少油料货物的。

中国运八飞机改进几十年,关键性能仍不及美国五十年代C130

图:运八

直升机由于飞行原理使然,高速飞行阻力奇大,最大飞行速度和固定翼飞机比起来非常低,300公里已经接近大多数机型的极限速度了。比如我国的直八运输机,它最大起飞重量13吨,但在11吨重量时,极限速度就只有296公里小时。如果使用运8对其进行空中加油,必然出现这样的结果:运8为了保证飞机不坠毁,速度已经达到300公里/小时以上,而直八则拼了命都追不上运8加油机,两者越飞越远。

中国运八飞机改进几十年,关键性能仍不及美国五十年代C130

图:未来要拓展直升机体系的运作能力,实现空中加油是绕不过去的一步

而后来在运8基础上开发的新运9(老运9是大型喷气式运输机方案),号称的大幅改进只是更换了机翼的翼型等改动,实际上根本没有跳出原来安-12的基本设计。对于中国第一线空中运输力量的未来发展来说,倾转旋翼飞机的批量服役还遥不可及;唯一现实的做法只能是加强螺旋桨战术运输机和直升机体系的性能规模与相互配合。

而这方面运8的缺陷尤其严重——由于过高的最低飞行速度,它不能作为直升机的空中加油平台;对于本身就耗油率高、航程短的直升机来说,这将极大的制约它们的使用性能发挥。

目前我国已经成功研制运20并即将定型服役,大型运输机研制最费力、占用资源最多的阶段已经过去,完全有余力可以空出手来开发新的中型战术运输机。

虽然都是从50年代起就完成基本设计的老飞机,C130由于总体设计的取舍非常精准,因此在不断改进材料、工艺、设备(比如发动机)的今天,其性能仍然能良好的承担起美军的作战需要。

而我国的运-8则不同,短距起降能力差,无法进行低速巡逻/直升机空中加油,都是不彻底另起炉灶就无法解决的问题,而且它们对于中国未来军事能力的发展都影响巨大。在资金、技术都不缺乏的今天,中国再在安-12这个60多年前就是半吊子的平台上硬凑合,实在是没有必要了。


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