2003年5月27日,在經(jīng)過了漫長的爭吵后,歐洲聯(lián)合軍備合作組織防務采購局和空中客車軍用部門簽署了為歐洲7國研制和生產(chǎn)的A400M軍用運輸機的合同,這標志著A400M項目終于全面進入了實施階段。
從1991年6月17日歐洲聯(lián)合起5家軍工企業(yè)計劃研制和生產(chǎn)A400M軍用運輸機以來,歐洲空軍對空運能力需求大大增加了。A400M合同的正式簽字,為我們全面審核大型軍用運輸機主要項目以及在技術、作戰(zhàn)和商用等方面的潛力提供了一個絕好的機會。
未來的運輸機將集戰(zhàn)略、戰(zhàn)術運輸機的優(yōu)點于一身
軍事空運分為戰(zhàn)略空運和戰(zhàn)術空運兩類。在戰(zhàn)術空運方面,使用中程運輸機,具有在簡陋機場起降的良好性能,甚至可以在短距跑道上起降。因此,常常采用渦輪螺旋槳運輸機。按照此標準建造的比較典型的西方戰(zhàn)術運輸機,就是目前西方部隊普遍裝備的C-130和C-160運輸機。而以前蘇聯(lián)為代表的華約成員國使用的是與C-130性能相似的安-12運輸機。
這些戰(zhàn)術運輸機最大運載量為15~20噸,可以運載輕型裝甲車。當然,戰(zhàn)術運輸機對貨物運載有很大的限制,包括重量和大?。ㄓ绕涫菍挾群透叨龋]^重的裝甲車和直升機就無法運載,除非把它們整個拆散。戰(zhàn)術運輸機較長的航程多少彌補了這方面的不足,一般可以持續(xù)飛行數(shù)千公里。
長期以來,世界上幾乎所有空軍都把戰(zhàn)術運輸機用做惟一的空中運輸工具。然而,美國空軍是個例外,他主要使用的是遠程的戰(zhàn)略運輸機,俄羅斯空軍在這方面僅次于美國。美國和俄羅斯空軍在軍事力量運送方面有著各自的特點。戰(zhàn)略空運需要研制更大的運輸機,如:美國的C-5、俄羅斯安-22和安-124。它們幾乎可以運載陸軍的所有大型裝備,包括全副武裝的主戰(zhàn)坦克,其載重量達到100多噸,為前沿部署部隊提供全面的后勤支援。這些戰(zhàn)略運輸機大都配備了4臺渦扇噴氣發(fā)動機,具有高空巡航能力。然而,它們只能在服務設施較好的正規(guī)機場起降(俄羅斯運輸機可以在粗糙路面的跑道上起降)。
近年來,軍事任務逐漸向“和平支援行動”,或稱為“有限戰(zhàn)爭”的方向轉移,新的需求需要新的運輸機運載裝備。40~60噸的主戰(zhàn)坦克如果用于“和平支援任務”,則顯得太重,而輕型戰(zhàn)車又顯得太單薄,難以對付到處出現(xiàn)的肩射反坦克導彈。為應對這種情況,新型裝甲車出現(xiàn)了,它具有良好的防彈效果,可老式的戰(zhàn)術運輸機難以運載新型裝甲車。同時,直升機廣泛運用于各種“和平支援任務”中,因此,必須找到一種可以把這些裝備快速運到作戰(zhàn)地區(qū)的途徑。
目前,歐洲又出現(xiàn)了新的問題,這就是主要的作戰(zhàn)范圍不再限于歐洲中部地區(qū),歐洲以外的部署已經(jīng)成為新的動向,包括向歐洲以外派遣多國維和部隊。因此,歐洲武裝部隊面臨如何迅速把大量物資運往海外的需求。以前,歐洲一般采用鐵路或海上運輸?shù)姆绞健?zhàn)略空運或至少部分戰(zhàn)略空運能力比較欠缺,而這種能力正是今后歐洲聯(lián)合軍事行動所必需的。
這些逐漸增加的需求,使得戰(zhàn)術運輸機越來越不能滿足軍方的要求。因此,需要更大型的運輸機來執(zhí)行任務,它們可以提供更大的貨物運載空間(尤其在寬度和長度上),在貨物運載量上至少要增加50%。這些未來新型運輸機,將在航程以及巡航速度上有比較大的提升,而且能夠在簡易機場起降。由于戰(zhàn)場上不確定危險的增加,還需要其具有一定的自我防護設備。
未來運輸機的要求,就是要達到一架C-141運輸機的載荷航程性能(運載30噸貨物飛行6000公里),具有類似的遠程巡航速度(800公里/小時)。同時,它還應該具備C-130那樣的短距離起降性能(可在不超過1500米長的跑道上起降),貨物運載尺寸(寬度和高度)至少要比C-130和C-141大30%左右。這些考慮為研制歐洲最新軍用運輸機設計提供了依據(jù)。參加新型軍用運輸機競爭的包括空中客車公司的A400M和俄羅斯的安-70。其中,安-70在滿足未來軍事運輸需求方面有更大的增長潛力。而美國空軍保持著自己的傳統(tǒng)哲學,通過部署C-17運輸機,以提高運輸能力。
戰(zhàn)略需求的不同,致使各國選購的運輸機也有所差異。我們通過研究不同型號的運輸機在不同國家的服役狀況以及所擔負的使命,就能總結出誰才是未來運輸機領域的“大力士”。
波音C-17A“環(huán)球霸王III”富人俱樂部的會員卡
美國空軍計劃使用C-17運輸機,來提高后勤支援能力,它可以把重型和龐大的裝備運往作戰(zhàn)前沿。
C-17是用來取代老舊的C-141運輸機而設計的,它的載荷和航程增加了大約5%,并融合了遠程戰(zhàn)略空運能力。同時,又可以把貨物盡可能近地運送到戰(zhàn)場附近,可以不受簡易機場的限制,這些優(yōu)勢以前通常只屬于C-130。
由于C-17在靜態(tài)測試中出現(xiàn)過嚴重的翼結構問題,必須進行重大修改,因而影響了美國空軍對它的信心。訂購量從原來的210架減少到120架。不過,隨著問題的解決,以及后來C-17表現(xiàn)出的優(yōu)異性能,訂購量逐年遞增。到目前為止,已增加到220架,比原計劃還多。
值得一提的是生產(chǎn)廠商———波音公司正在對C-17進行技術改進,以降低生產(chǎn)和待飛費用(從原來的1.9億美元減至1.5億美元)。同時,波音還計劃生產(chǎn)民用型BC-17X運輸機,平時用于民用,一旦美國軍事空運緊張,可以作為后備役緊急使用。
除了美國空軍使用外,英國也裝備了4架C-17。不過它們是租借來的,預計今后還將購買8架。這主要是為了彌補幾年前“肖特·貝爾法斯特”運輸機退役造成的戰(zhàn)略空運能力不足。
性能的優(yōu)異并不能掩蓋價格的昂貴,以美國全球部署戰(zhàn)略為基礎設計的C-17,顯然并不適合以地區(qū)戰(zhàn)略部署為主導的其他國家。這也是為什么性能優(yōu)異的C-17推銷不出去的主要原因。
C-130J“大力神”運輸機未來運輸機的“過渡型”
C-130于1954年8月首飛。由于該型機具有在各種操作環(huán)境下可靠的性能和極好的運輸能力,因此獲得了巨大的商業(yè)成功,先后有多種型號生產(chǎn),總數(shù)達2156架,其中,C-130H型占一多半。
該型機的最新改進型是C-130J。主要是把現(xiàn)有的機體與具有更大推力、更少油耗的新式推進系統(tǒng)結合起來。在對新型6葉弧形螺旋槳進行測試時,發(fā)現(xiàn)機翼的氣動力特性受到了很大的影響。只得使用自動推桿器,但其對于短距離起降的戰(zhàn)術運輸機一般不太理想。不過,C-130J配備了新的AE2100發(fā)動機,擁有自動推力控制系統(tǒng),比以前的T56型發(fā)動機增加了29%的推力,燃料效益增加了15%。新的動力系統(tǒng)給了C-130J更好的性能,包括爬升、巡航高度和航程。
C-130J還使用了現(xiàn)代化的兩人式駕駛艙,配備了先進的航空電子系統(tǒng)。除了兩名機組人員外,還配備了一名貨運管理員。它的駕駛艙采用全“玻璃”式結構,安裝了4套大型彩色顯示系統(tǒng)。新的航空電子系統(tǒng)使用了雙任務計算機系統(tǒng)和1553B型數(shù)據(jù)庫結構。導航系統(tǒng)可以讓運輸機在最少的外來協(xié)助情況下進行精確進場和著陸。它還配備了多普勒波束瞄準地面繪圖風切變模式雷達。作為戰(zhàn)術運輸機,C-130J在戰(zhàn)時將主要出現(xiàn)在敵情復雜的前線臨時機場上,因此,生存性被放到了很重要的位置。它配備了雷達告警接收機、導彈來襲告警系統(tǒng)和紅外對抗以及干擾條、閃光彈布撒器,甚至可以在駕駛艙里配備裝甲保護系統(tǒng)。
由于C-130J的改進主要集中在動力系統(tǒng)和航電設備上,其運載能力并沒有提升。這對于要求戰(zhàn)略運輸機戰(zhàn)術化的未來運輸機市場顯然是不夠的。但它的生產(chǎn)商洛·馬公司預計其市場潛力至少有700架。排除商業(yè)宣傳的夸大與作秀成分,仍能看出其市場潛力的巨大。究其原因,C-130在前40多年的巨大成功,在各國軍方領導層的頭腦中留下了深刻的烙印,在冷戰(zhàn)中,C-130甚至成為北約軍事行動的代名詞。因此,在沒有找到更優(yōu)秀的運輸機時,以前用得順手的往往成為了首選。所以,C-130J的商業(yè)成功與其說是性能上的優(yōu)異表現(xiàn),倒不如說是人類固有的慣性思維幫了大忙。
安-70運輸機性能優(yōu)異,命運多舛
前蘇聯(lián)的武器研制總是采取后發(fā)制人的策略———美國新式武器的裝備往往伴隨著前蘇聯(lián)反制武器的研制。安-70就是在這種思維模式下,針對美國C-17研制的。同C-17一樣,安-70也具有戰(zhàn)略空運能力,并能夠把重型裝備直接運到前方的簡易機場。但由于前蘇聯(lián)戰(zhàn)略意識的局限,安-70不太注重大規(guī)模洲際部署能力。
前蘇聯(lián)的解體,給安-70項目帶來了災難性的影響,負責研制的兩家公司分別屬于兩個國家。雖然如此,烏克蘭的安東諾夫公司仍設法在1994年12月試飛了第一架安-70原型機??上У氖?,兩個月后原型機與后面尾隨的安-72相撞墜毀。1997年4月,第二架原型機恢復了試飛,同時,俄羅斯也參與了研制工作。2001年初,原型機試飛時再次出現(xiàn)問題,不得不緊急著陸。同年,烏克蘭官方稱,計劃生產(chǎn)安-70運輸機,其中,為俄羅斯生產(chǎn)164架,為烏克蘭生產(chǎn)65架。然而,由于還存在許多技術難題(如噴氣螺旋槳推進系統(tǒng))未能解決,導致安-70無法按時投產(chǎn),2002年部署計劃也不得不推遲。
同時,俄羅斯軍方認為,應盡量依靠國內的軍工企業(yè)設計制造未來的軍用運輸機。目前暫定的機型有:從伊爾-76MF(最大載荷約52噸)和更小的運輸機(最大載荷約20噸)的基礎上改進而來的伊爾-214和圖-330。
如果安-70最終以失敗告終,的確非??上АK鼮榱四茉跀硨Νh(huán)境中運輸,進行了大膽的設計:安-70的機翼具有很先進的航空動力特性,采用多種方式控制,包括彎曲尾部控制面等,使得運輸機可以擁有很高的巡航速度。安-70采用噴氣螺旋槳推進系統(tǒng),燃油消耗低,具有極好的低速性能和控制能力,尤其在進場降落時表現(xiàn)更為突出。其中,雙槽后緣襟翼可以由反轉的噴氣螺旋槳打開,產(chǎn)生很高的升力效益系數(shù),強化了飛機的低速飛行性能。為了充分挖掘這一潛力,水平和垂直尾翼移動控制面進行了雙連接,在最大偏斜時,減少阻擋翼面的風險,以產(chǎn)生所需的高控制力,這些控制面分成左右兩個升降舵和3個方向舵。一旦敵方的攻擊造成了損害,這些控制面為飛機提供一種補救措施,以使其可以安全降落。
通過大量數(shù)據(jù)和性能介紹,不難看出安-70在眾多的“種子選手”中性能是出類拔萃的,更為難得的是,它的生產(chǎn)、維護成本比起美制C-17、C-130J等運輸機來要低得多。同時,政治、經(jīng)濟等多種因素對安-70的影響比起美制運輸機來也大得多,這也許正是安-70命運的悲哀之所在。
A400M運輸機贏在合作,勝在時間
它的研制計劃開始于上世紀80年代,屬于多國共同開發(fā)、生產(chǎn)和采購的新一代運輸機,主要替換C-130和C-160運輸機。在經(jīng)歷了工業(yè)爭議、議會爭論和突然撤出項目等困難后,終于在2003年5月27日,空中客車軍用項目公司與代表7個歐洲國家的歐洲聯(lián)合軍備合作組織在波恩簽署了新型運輸機的研制和生產(chǎn)合同。合同總價值為200億歐元,包括所有支援和后勤設備,運輸機總數(shù)為180架。其中,德國60架,法國50架,西班牙50架,英國25架,土耳其10架,比利時7架,盧森堡1架。第一架A400M運輸機將在工廠最后組裝完畢后,于2007年底或2008年初進行試飛。A400M的待飛價格,定在8000~8500萬歐元之間。
A400M配備有4臺TP400-D6發(fā)動機,由于其對發(fā)動機的推力和燃料消耗率要求很高,因此采用三軸設計。這正好與羅爾斯·羅伊斯公司自上世紀70年代初以來建立的設計理念相一致,其代表型號有RB.211TRENT和RB.199。TP400-D6發(fā)動機可以提供8000千瓦(11000馬力)的推力,并具有不經(jīng)過大的改進就可以把推力再提高10%的潛力。低壓壓縮機有5個軸級,它們由單級中壓渦輪驅動,高壓桶由一個6極軸壓縮機構成,壓縮機由一個單級渦輪驅動。第三軸將通過減速箱把三級低壓動力渦輪與螺旋槳連接。
在多發(fā)動機螺旋槳飛機上,螺旋槳的旋轉方向一般是朝一個方向的。然而,由于力矩、陀螺效益、非對稱的螺旋流等原因,發(fā)動機所產(chǎn)生的推力并不能很好地作用到飛機上。C-130J運輸機就曾出現(xiàn)發(fā)動機對飛機的作用力不到原推力一半的難題。空中客車公司的解決辦法是采用常規(guī)的8葉螺旋槳設計,每個機翼上的兩個螺旋槳以相反方向轉動。這樣可以減少力矩和氣流下洗,緩解機翼、機身氣動力干擾問題。同時,還可以簡化空投和直升機空中加油程序。但兩種不同類型的螺旋槳和兩種不同的減速箱,為后勤保障帶來了不小的困難,同時也增加了發(fā)動機的研制、生產(chǎn)等費用。
隨著A400M項目的確定,它的性能也得到了確定。在運載能力方面,貨艙從原來的高3.66米、寬3.55米,增加到高4米、寬3.85米。歐洲快速反應部隊今后裝備的裝甲車,正朝著更大、更重的方向發(fā)展,這一改進無疑考慮了這一因素。A400M可以運載30噸的“武士”輪式裝甲車或新型“拳擊手”裝甲車,還可以運載一架“超級種馬”直升機或兩架“虎”式武裝直升機。同美國的C-130J和C-17A相比,A400M的容積和載荷將比C-130J大兩倍,待飛價格只相當于C-17A的1/3~1/2。
A400M運輸機還將配備FBW控制系統(tǒng)和右側控制桿。它的機艙將是全數(shù)字式的,裝備5臺液晶多功能顯示器和兩臺平視顯示器以及一部能夠進行地面繪圖的雷達。它的防御自衛(wèi)系統(tǒng)包括:雷達告警接收機、導彈來襲告警系統(tǒng)、干擾條、閃光彈布撒器、紅外干擾器、激光告警接受器和拖曳式雷達誘餌等。為了節(jié)約研制經(jīng)費,A400M的部分設備可能會使用EF-2000戰(zhàn)斗機的成熟技術。
A400M除用做空中運輸外,北約還考慮研制其它種類的飛機,如可以在機翼下增掛加油吊艙或將后部貨艙改為輸油系統(tǒng),成為一架空中加油機。其它改裝類型包括海上巡邏機和空中預警機等。其中,最新計劃是把它改裝成巡航導彈運載機,這就是代號為“大型非穿透性飛機”的項目。目前,英國正根據(jù)“未來進攻性空中系統(tǒng)”項目對此進行研究。當然,作為巡航導彈載機的競爭機型還包括美國的C-17和C-130J運輸機。
A400M無疑是眾多選手中最成功的,它的成功首先表現(xiàn)在歐洲各國能夠充分合作、技術共享。其次,由于開始研制的時間較晚,A400M能夠吸取許多“前輩”們的經(jīng)驗教訓,以免重蹈覆轍。它的成功也從另一個側面展示了歐洲團結一致,在政治、軍事、經(jīng)濟等多方面與美國抗衡的力量與決心。
隨著未來戰(zhàn)場上戰(zhàn)術和戰(zhàn)略武器界限的日益模糊,多任務武器系統(tǒng)將取代單一執(zhí)行戰(zhàn)略或戰(zhàn)術任務的武器。軍用運輸機的發(fā)展同樣具有這樣的特點。未來的運輸機將具有戰(zhàn)略運輸機的大載荷、高航程和戰(zhàn)術運輸機在簡易機場起降的能力。隨著航空發(fā)動機技術、新材料技術和空氣動力學技術的不斷完善,這一特點將更加突出。