KP-860“祖國之翼”

李永強、劉玉琴

眾所周知，前蘇聯是一個航空大國，無論在軍民用飛機或大小型飛機上，都處于世界領先地位。除成功地研制了大量作戰飛機外，同時也研制生產了多種技術成熟、性能先進的大載重量軍民用運輸機。早在1957年，最大起飛重量達171噸的圖－114渦槳飛機就完成了首飛，它可以載客220人。直到60年代寬體飛機出現前，該機一直是世界上最大、最重的批生產飛機。雖然美國洛克希德－馬丁公司的C－5“銀河”遠程軍用運輸機于1968年6月以最大商載118噸摘取了世界最大飛機的桂冠，但前蘇聯的安－124“魯斯蘭”在1982年12月又以最大商載150噸重奪第一。前蘇聯在安－124基礎上研制的安－225重型運輸機，最大商載250噸，從載重量、起飛重量和翼展尺寸等參數看，至今為止依然是世界上最大的運輸機。1989年5月13日，安－225首次背著“暴風雪”號航天飛機進行了飛行表演，曾引起世人的廣泛關注。

前蘇聯解體以后，俄羅斯保留了前蘇聯絕大部分的航空技術力量和科研生產單位。原屬前蘇聯，現劃歸獨聯體其它國家的飛機設計局和航空生產廠中的骨干力量也大多是俄羅斯人。多年以來，俄羅斯一直想發展更大、更先進的飛機，他們積極探索研究，提出過多種設計方案：幾年以前，俄羅斯和烏克蘭提出了在安－225的基礎上發展客運型的方案，如采用雙層客艙設計，可載客500～600人；米亞舍夫設計局也曾計劃推出在“升力體”機身的高空偵察機M－60的基礎上搞一種500座級民用客機。

但是，由于俄羅斯多年來經濟不景氣，航空科研經費不足，即使有一點也經常到不了位，以及1990年至1998年間俄羅斯國內對航空運輸的需求量和消費能力降低等原因，所有這些大型或超大型飛機的研制計劃最終都沒有實現，新的超大型飛機的研制成了俄羅斯這個航空大國一個難圓的夢。

КР－860“祖國之翼”研制計劃的提出，不僅表明世界知名的軍用飛機制造商蘇霍伊設計局要走軍民結合的路子，而且標志著俄羅斯超大型飛機的研制已經拉開帷幕。

研制背景

根據國際民航界專家們的分析和預測，在未來的20年里，航空客運市場的年增長率平均為4.9％至5.2％，而航空貨運市場每年的增幅將超過5.9％。因此，世界各國航空公司應該增加運力，而其中相當大的部分將表現在對新一代大型和超大型運輸機的需求上。

此外，現代航空制造技術已經證明：飛機的運輸效率與其起飛重量的增大是成正比關系的，例如在結構布局不變的情況下，將現有的大型客機尺寸放大一倍，每座的油耗就可以降低9％。為增加運力，使用載客量多的超大型飛機，要比增加航班頻率更經濟、更有效。

目前，世界整個航空市場共有近萬架民用客機，而400座級的大型客機僅占其總數的1％。預計再過20年，400座以上的超大型客機數量將占到客機總量的6％，機座數量將占所有機座數量的18％。這樣，400座以上的超大型客機在2020年前的潛在市場將不低于1500架，市場營業額將會超過3200億美元。鑒于這個原因，世界主要飛機制造商都展開了對能夠載客400人以上的新一代超大型客機的研制。

歐洲空中客車公司計劃從2000年起開始全面實施550座以上的新型客機A3XX的研制，它的起飛重量達560噸，航程為14000～15100公里，裝四臺推力為294～333千牛（30000～34000公斤力）的渦扇發動機。該機預定在2004年進行首飛，2005年底投入商業運營。另一航空巨頭，美國的波音集團公司則以研制載客量更大的加長型波音747X（包括747－400X）進行應對。

蘇聯解體后，作為世界航空強國的俄羅斯雖然由于種種原因，目前在國際民用飛機市場上還無法與美國的波音公司和歐洲的空中客車公司相抗衡，但是他們一直都強調：保持和振興世界航空大國地位，在新型飛機的研制上決不甘心做一個旁觀者。圖波列夫設計局（現圖波列夫航空科學技術聯合體）的新型支線噴氣客機圖－334的研制計劃目前已取得了成功，市場前景看好，這大大鼓舞了俄羅斯航空界的信心和士氣。

一說起俄羅斯搞新型運輸機，人們一般首先想到的是伊留申設計局（現俄羅斯伊留申航空聯合體股份有限公司）、圖波列夫設計局、安東諾夫設計局（現烏克蘭安東諾夫航空科學技術聯合體）和雅克福列夫設計局（現雅克福列夫股份有限公司）。這幾個飛機設計局在搞大型民用飛機方面有悠久的歷史，傳統上是以設計制造運輸機所見長。許多人都認為蘇霍伊設計局（現稱蘇霍伊設計局股份有限公司）的發展方向一直是在戰術作戰飛機的研制上，可是只要回顧一下蘇霍伊設計局的歷史，那么對于他們作出研制КР－860“祖國之翼”超大型飛機的決定就不會感到意外了。

其實，蘇霍伊設計局在重型飛機的研制上有著豐富的經驗和深厚的技術儲備。早在1972年8月，由蘇霍伊設計局研制的Т－4遠程超音速偵察/導彈載機就成功地完成了首飛，該機最大起飛重量達120噸，是當時世界上最大的、主要用鈦合金制造的飛行器。此后，蘇霍伊設計局在Т－4的基礎上又研制了64座的超音速客機，它的巡航速度達M3.0。隨后不久，蘇霍伊設計局又開始研制更大型的洲際轟炸機/導彈載機Т－4МС。據航空專家們估計，該機在氣動性能和結構設計上都要大大領先于那個時代的世界水平。在80～90年代蘇霍伊設計局也都一直沒有中斷對重型軍用飛機的研制和相關技術的研究。

蘇霍伊設計局深知，在目前的形勢和條件下要想在國際航空市場上取得成功，縮短與波音和空中客車公司的差距，俄羅斯新一代運輸機的航線效率（載客數或載貨量×航程÷起飛重量）必須比現有水平提高15％至20％。而抓住機遇研制超大型飛機，無論在時機上，還是技術上都是振興俄羅斯民機業的一個最佳突破口，因此蘇霍伊設計局希望在超大型飛機的研制上能有一番作為。

基本構想

研制КР－860超大型飛機其實在1997年就開始制定計劃，并進行預研工作。該計劃是在蘇霍伊設計局總設計師М·П·西蒙諾夫領導下，由副總設計師阿爾塔法·胡斯尼馬爾扎諾維奇·卡里莫夫主要負責的項目。

蘇霍伊設計局對КР－860超大型飛機提出了“苛刻”的技術要求，設計人員必須綜合運用空氣動力學、結構材料、航空電子、自動控制等方面最新的科技成果。同時，因為要積極面向國際市場，所以產品要完全符合國際民航組織關于噪聲和污染物排放等環保的要求，以及其它各種國際航空制造標準的要求。

按計劃，蘇霍伊設計局打算發展三種型號的КР－860超大型飛機，其中包括客運型、貨運型和客貨兩用型。

КР－860“祖國之翼”客運型為雙層設計，客艙分為貴賓艙、公務艙和經濟艙。每層客艙均為雙人可并行的三通道，下層每排12個座位，上層每排9個座位。充裕的內部空間將為乘客提供前所未有的舒適。它的客艙將比目前世界最大的客機波音747－400還要寬敞得多。座位寬大舒適，無論哪個等級的艙位都可自由活動和直立。КР－860最多可運載860名乘客，滿載航程可達到12000～15000公里。除了可采用傳統的登機艙門外，飛機內還設有幾個寬敞的可收放的登機舷梯，這樣的設計可以顯著降低飛機對地面設施和設備的依賴性，增加了客機使用的適應性，大大加快地面周轉，從而縮短過站時間，提高運輸效率。

在未來相當長的一段時間內，860座級的超大型客機對于俄羅斯國內航空客運市場來說可能會出現載客能力過剩，因而國內市場對КР－860客機的需求不會很大。基于這種分析，КР－860客運型從一開始就主要是面向國際市場而研制的。在未來數年中，國際市場對超大型客機的需求將會越來越大。КР－860客運型的潛在用戶首先是經濟發展勢頭強勁的亞太國家，其中包括中國和印度。因為定位于以外銷為主，所以蘇霍伊設計局希望就КР－860客機計劃進行積極的國際合作，尋求外國合作伙伴的參與。目前在這一方面已經有了初步進展。

相比之下，貨運型和客貨兩用型的КР－860“祖國之翼”則兼顧國內和國際市場。КР－860貨運型的機身頭部可以向上打開，機頭、機尾均設有貨橋和先進的裝卸設備，貨物裝卸極為方便快捷。該機將來還可以作為俄羅斯空軍現役安－124“魯斯蘭”軍用戰略運輸機的替代機型。

由于航空貨運將持續增長，世界航空貨運公司對超大型運輸機表現出了極大的興趣。世界上60％的貨運量是洲際的航空樞紐至樞紐的運輸，而最大載重量達300噸的КР－860貨機將完全能夠滿足這一增長的需求，而且會給貨運公司帶來更多的利潤，因此КР－860貨機在國際運輸市場上預計將有很強的競爭能力。

經初步計算表明，使用КР－860貨機運輸貨物的成本將與鐵路運輸相差無幾。КР－860的最大商載達300噸，一次可以裝載30個40英尺（12.2米）的標準集裝箱。與安－124“魯斯蘭”及世界其它現有的大型運輸機相比，其運輸能力（運輸的貨物重量和集裝箱數量）要高出50％至100％。其相對低廉的成本，高效率和快捷的速度是鐵路運輸、遠洋運輸所無法比擬的，特別是對于許多有特殊要求，時效性強的貨物（如易腐食品和時間緊迫商品等）來說，航空集裝箱運輸則更具有吸引力。“祖國之翼”貨運型將是日本、中國和其它亞太國家與歐洲和美國之間貨運的最佳選擇。一個由15～20架КР－860貨運型飛機組成的機隊，就可以輕松勝任日本和西歐之間每年22萬個集裝箱的運輸量。可以肯定地說，使用КР－860飛機的洲際航空運輸航線，會給俄羅斯帶來相當可觀的外匯收入。

貨運型和客貨兩用型的КР－860“祖國之翼”對俄羅斯本國也具有極大的現實意義。由КР－860貨運型支持的高速空中走廊能夠大大促進國土廣袤的俄羅斯各地區之間的經濟合作，對俄羅斯本國有著巨大的經濟價值。在俄羅斯國內，使用КР－860超大型貨機來進行能源的空運，也是未來一個相當重要的發展方向。俄羅斯也是世界上的能源大國，能源出口在其外匯收入中占有相當大的比例。在其廣闊的北部地下蘊藏著極為豐富的石油和天然氣資源，開發北部能源是俄羅斯經濟發展的一個重要方面。但是在目前，對這些資源的運輸卻是一個難題。該地區大范圍的凍土帶、廣闊的原始森林、遍布的山嶺、眾多的河流和西伯利亞的沼澤，使鋪設新的輸油（氣）管道，不僅成本高昂，而且極為困難。況且俄羅斯輸油（氣）的管道的年生產能力只有1000公里，無法滿足石油天然氣工業的需求。另一方面，俄羅斯現有近50000公里長的輸油管道和150000公里長的輸氣管道，其中近三分之一處于危險狀態。現有的輸油（氣）管道近年來泄露和事故頻頻，給北部生態造成很大破壞，而且由于自然條件的限制，修復管道線路特別困難。早在70年代，美國有一個專家小組，專門針對用飛機從阿拉斯加運輸液化氣和石油進行了可行性研究，其結論是：與管道運輸、海上運輸和鐵路運輸相比，空中運輸能源能夠大大提高運輸過程的安全性。他們已經證明，飛機運輸能源的生態安全性是管道運輸的20倍，是鐵路運輸的2～3倍。КР－860超大型飛機項目所需的30～40億美元資金，也僅僅是俄羅斯北方地區建設一條新輸油管路的成本。利用超大型飛機直接從北方向南方運輸石油和天然氣，是俄羅斯石油和天然氣開采工業走出經濟困境，解決目前面臨難題的有效途徑。

技術方案

起初蘇霍伊設計局也研究了在КР－860超大型飛機上實現新的氣動布局和技術方案，如采用“飛翼式”的翼身融合體。蘇霍伊設計局的研究表明，飛翼式布局可以將飛機的重量和氣動載荷沿整個機體得到最佳分布，使機翼和機身都成了升力體，從而可以使空氣動力效率改善高達30％，使直接使用成本降低30％，但該設計要用在大型和超大型飛機上，目前還有許多技術問題難以解決。

“分段式”或“組合式”機翼也是方案之一。但是，考慮到要采用這些目前還都不十分成熟的技術，將大大增加研制項目的技術風險，還可能導致成本失控，所以最后決定在現有和未來技術之間尋求一種明智而合理的平衡，以確保研制計劃的實現，這就是決定КР－860基本布局的原因和基礎。

現在的КР－860超大型客機方案仍采用了比較傳統的氣動布局，后掠下單翼。機翼上安裝了翼梢小翼，可以明顯減小飛行阻力。表面看起來，КР－860的外形顯得有些墨守陳規，并沒有突破常規設計，但設計局聯合俄羅斯中央空氣流體動力學研究院的專家們，共同精心設計的КР－860飛機的氣動布局，卻可以達到相當高的空氣動力性能。他們認為，目前世界上在氣動效率方面最佳的大型飛機是美國波音的B－52和俄羅斯米亞舍夫設計局的超音速戰略轟炸機，它們的巡航升阻比為18.0～18.5，而КР－860盡管機身要寬大得多，這一指標卻可以達到約19.5。

КР－860的起降性能也是非常出色的，與世界上現有的主流大型客機一樣，它完全可以在現有一級機場起降。但是蘇霍伊設計局并沒有滿足，目前他們還在研究進一步提高飛機起降性能的措施，因為短距起降性能對于軍民用運輸機都是非常重要的。

КР－860還采用了類似于艦載戰斗機的外翼可折疊式機翼，即發動機外側的機翼可向上折疊。這在俄羅斯國產運輸機上尚屬首次。它可以大大減小其停機尺寸和占地面積。КР－860在外形尺寸和載客（載重）量上雖然比波音747大得多，但是其在地面所占面積卻與波音747相當，因此現有可以起降波音747飛機的機場不需要為使用КР－860做任何改造，就可以供它使用。

目前КР－860的動力裝置有幾種方案。俄羅斯與美國通用電氣公司（GE公司）已經結束了談判，俄羅斯將購買一定數量的CF6－80E1渦扇發動機（空中客車公司550座的新型A3XX客機也計劃采用該型發動機），隨后將取得生產許可證，在俄羅斯一家大型發動機公司實行國產化。同時也考慮將來使用四臺“雙排式”的俄羅斯國產ПС－90（推力157千牛）或НК－93（推力176.5千牛）渦扇發動機。預計，價格更為便宜的8臺發動機方案，首先會出現在專門面向俄羅斯國內市場的КР－860貨運型上。КР－860超大型飛機的備選發動機還有羅爾斯·羅伊斯公司的“遄達”型渦扇發動機和普拉特·惠特尼公司的PW4168發動機。專門用于運輸液化氣的КР－860則將使用以液化氣為燃料的發動機，俄羅斯對此種高性能發動機的研制已開始多年，特別是圖波列夫設計局在這一方面有著相當豐富的實踐經驗和技術儲備，在世界上也是首屈一指的。

КР－860將綜合運用俄羅斯近年來在航空電子方面的最新研究成果和先進技術，在駕駛艙內裝備先進的多功能控制和顯示裝置，以及數據通信裝置和導航系統。飛機將具有良好的人機界面，其飛行機組人員可以減少到2～3人。

蘇霍伊設計局是世界上設計和生產數字電傳操縱系統的“領頭羊”之一，КР－860上將使用成熟而可靠的多余度數字電傳操縱系統。

新型飛機的飛行安全性和乘客舒適性將受到特別的重視，蘇霍伊設計局為此進行了專項的系統研究，并將爭取在這一方面取得突破。

從目前公布的技術方案來看，КР－860超大型飛機的主要技術數據為：翼展88米（外翼折疊后翼展64米），機長80米，機翼面積700平方米，最大起飛重量620～650噸，最大有效載重300噸，載客量（座位數）860人，巡航速度1000公里/小時，航程12000～15000公里。

未來前景

КР－860“祖國之翼”超大型飛機項目如果能順利完成，它可以對俄羅斯經濟產生明顯的促進作用，會給俄羅斯石油和天然氣開采業帶來新的生機，能從根本上解決俄羅斯北方的運輸問題和向偏遠地區（如勘察加半島）提供能源的難題。因此，發展新型的超大能力航空運輸工具——研制КР－860超大型飛機具有很大的市場潛力，不僅是俄羅斯國內貨物運輸的急需，還能從國際市場上賺取可觀的外匯收入。如果進展順利，該型機能批量生產，還會給正苦于沒有大宗訂貨和生產嚴重不足的俄羅斯航空工業打一針強心劑。

目前，КР－860“祖國之翼”超大型飛機項目受到了俄羅斯航空界、工業界和許多地區重要領導人和企業家的大力支持，如韃靼斯坦共和國的總統米京梅爾·沙米耶夫和俄羅斯石油天然氣工業集團的總裁列姆·維亞西列夫都已表示將積極支持該計劃。“祖國之翼”超大型飛機的研制也將是俄羅斯航空界全面合作的典范。早在1997年，蘇霍伊設計局就與圖波列夫設計局、雅克福列夫設計局等研制生產商就共同研制КР－860進行了談判，目前談判進行得非常順利，各合作單位的分工、職責等合作條款已基本敲定。

預計，КР－860將在喀山航空工業聯合體組織生產。該企業是俄羅斯最大的航空制造廠之一，曾經是圖－22、伊爾－62、圖－204、圖－160等諸多前蘇聯名機的誕生地和主要生產廠，現在也有多種俄羅斯近年研制的運輸機（如遠程干線客機圖－214）也在該廠生產。俄羅斯其它許多航空制造企業也將參與КР－860項目。蘇霍伊設計局預計，一旦作出全面啟動КР－860研制項目的決定，第一架批生產的КР－860飛機將在6年至6年半的時間內問世。批生產КР－860飛機的單價不會超過1.6億美元，比空中客車公司的A3XX至少便宜6000萬美元，在價格上也將極具競爭力。

但是該項目要想取得成功也決非易事。空中客車公司A3XX客機的研制費用為110～120億美元，波音集團公司新型加長型波音747X計劃也要花費至少45億美元，而蘇霍伊設計局的КР－860超大型飛機項目的成本則要控制在30～40億美元以內，但在俄羅斯目前的經濟形勢下，這筆資金的籌集也不是一件輕而易舉的事。

КР－860“祖國之翼”超大型飛機的研制可以說是俄羅斯全國規模的復雜項目，要想成功實現必須得到俄羅斯政府、國家杜馬（議會下院）、聯邦委員會（議會上院）和國內資金的大力支持。此外，為了有效地競爭國際市場，蘇霍伊設計局乃至俄羅斯航空工業還必須進一步建立和完善高效的面向市場的公司機制，豐富資金進入的渠道，增強其內部的決策能力，提高市場分析能力，加強向國內和國外航空公司進行產品宣傳及銷售工作，增加對用戶的技術支持及服務能力。

只要能解決以上問題，按時完成研制計劃，俄羅斯在全球超大型飛機市場上就完全可以與波音和空中客車公司一爭高下。

從蘇霍伊設計局在幾十年中所積累的豐富而獨特的科技儲備和技術實力，人們可以相信，只要蘇霍伊設計局把握機會，聯合國內外可能的技術力量和資金，КР－860超大型飛機計劃是有可能變為現實的，而且會在世界航空市場上占有一席之地。