從運(yùn)-8談中國空軍戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)發(fā)展

前不久，美國總統(tǒng)奧巴馬提議解除對華C-130J禁運(yùn)，引發(fā)外界對我國空軍戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)的關(guān)注。實(shí)際上，我國空軍裝備的運(yùn)-8戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)經(jīng)過多次改進(jìn)，性能大為提高，主要戰(zhàn)技指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或接近C-130J的水平，在成本及后勤保障等方面更有先天優(yōu)勢，相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全部國產(chǎn)化，不受制于人，因此我國空軍不需要采購C-130J。

運(yùn)－8發(fā)展簡史

我國運(yùn)－8戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)的原型是前蘇聯(lián)的安12運(yùn)輸機(jī)，安-12是和美國的C-130同時代、同等規(guī)格的渦槳發(fā)動機(jī)運(yùn)輸機(jī)。

從表面上看，C-130A各項(xiàng)使用指標(biāo)都不如安12，但最后一項(xiàng)“翼展面積”對比表明，C-130A的設(shè)計冗余度較大，具備更大的發(fā)展?jié)摿Α９唬酆驝-130系列不斷改進(jìn)，各種改型超過50個，生產(chǎn)總數(shù)接近3000架(目前美國空軍近600架的運(yùn)輸機(jī)中包括300余架各型C-130)，并且預(yù)計將使用到2030年以后。尤其是C-130H和C-130J等新型號提升了發(fā)動機(jī)功率，采用新型復(fù)合材料并更新了航電設(shè)備，使得各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都有所提升，實(shí)現(xiàn)了以“玻璃化座艙”提供直觀飛行／作戰(zhàn)信息，減輕機(jī)組人員負(fù)擔(dān)，數(shù)據(jù)鏈實(shí)時傳遞戰(zhàn)場態(tài)勢。而蘇聯(lián)安－12在1976年就停產(chǎn)了，總計生產(chǎn)900多架，相對C-130系列遜色許多。

我國空軍組建后，長期使用引進(jìn)的蘇制運(yùn)輸機(jī)，隨著中蘇關(guān)系惡化，我國空軍失去了繼續(xù)引進(jìn)的渠道，甚至連零備件的保障也變得日趨困難，因此我國決定測繪仿制當(dāng)時空軍正在使用的安12B運(yùn)輸機(jī)。1969年西安飛機(jī)廠開始仿制，命名為運(yùn)－8，1974年試飛成功，后轉(zhuǎn)到陜西飛機(jī)公司繼續(xù)研制，1980年定型，成為我國空軍戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)的主力，發(fā)展出海上巡邏機(jī)、“黑鷹”直升機(jī)載機(jī)及民用型等。80年代我國進(jìn)一步研制密封增壓型運(yùn)8C，據(jù)說貨物艙密封增壓技術(shù)來自美國洛克希德公司，在1993年交付部隊(duì)。

但運(yùn)8C出于安全考慮，取消了機(jī)身兩個油箱，載油量大為下降，加上發(fā)動機(jī)工業(yè)差距，運(yùn)－8C遠(yuǎn)不如C-130J，在起降／飛行性能、整機(jī)壽命、全壽命周期維護(hù)等方面也劣勢明顯。

中國空軍當(dāng)然不甘落后，新世紀(jì)之交研制成功運(yùn)－8改進(jìn)型，該機(jī)大量采用新技術(shù)、新材料并升級了動力系統(tǒng)，整體技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)明顯提高，發(fā)展了包括特種飛機(jī)平臺(已經(jīng)用于我國預(yù)警機(jī))、運(yùn)8F600商載型等，是新世紀(jì)我國空軍主力戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)。

為了增加飛機(jī)的貨運(yùn)能力，運(yùn)－8改進(jìn)型將機(jī)長從34米增加到36米，將貨艙的長度由13.2米增加到16米，寬度從3米增加到3.2米，高度由2.5增加到2.75米，對飛機(jī)的前段、尾段、發(fā)動機(jī)、短艙和垂尾進(jìn)行了改進(jìn)，以減少空氣阻力。該機(jī)采用了綜合化航空電子系統(tǒng)和玻璃化座艙，新型數(shù)據(jù)總線將飛機(jī)的通信、導(dǎo)航、氣象雷達(dá)及飛行管理等系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)結(jié)在一起，實(shí)現(xiàn)了信息統(tǒng)一處理和共享，具有良好的升級和擴(kuò)展?jié)摿ΑＷ摬捎昧艘壕э@示器，用于電子飛行儀表和發(fā)動機(jī)集中參數(shù)顯示，替代了原來的指針式儀表，具備更好的人機(jī)界面。為了提高飛機(jī)的安全性，該機(jī)采用了數(shù)字式雙通道自動駕駛儀，代替運(yùn)-8C的模擬式自動駕駛儀，將原來的液壓舵機(jī)改為電動舵機(jī)，使得自動駕駛儀和導(dǎo)航系統(tǒng)交聯(lián)，沿航線自動飛行，若與自動油門和導(dǎo)航著陸系統(tǒng)交聯(lián)，可以具備一定條件下自動著陸能力。運(yùn)-8系列經(jīng)過上述改進(jìn)后，在飛行起降、爬升率、巡航性能等方面有了明顯提高，接近C-130J的水平，是我國空軍戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)較好的改進(jìn)型號。但受限于機(jī)翼面積，運(yùn)-8改進(jìn)型的最大起飛重量和航程比之C-130J仍有相當(dāng)差距。為此我國在2007年對外公開了性能與C-130J不相上下的運(yùn)-9，現(xiàn)在已做好生產(chǎn)準(zhǔn)備。

戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)大升級

不過C-130J的原始設(shè)計畢竟始于上世紀(jì)50年代，貨倉尺寸相對較小，加上發(fā)動機(jī)功率的限制，難以運(yùn)載目前各國新型裝甲車輛。美國在研制“斯特賴克”步兵戰(zhàn)車時，痛感“21世紀(jì)的戰(zhàn)車受50年代的飛機(jī)限制”，決定全面擴(kuò)大運(yùn)輸機(jī)貨倉。

對于運(yùn)輸機(jī)來說，加長貨艙比較容易，比如C-130J貨艙長12米，而C-130J-30增加到17米左右。而高度和寬度的增加就沒有那么容易了，這涉及對氣動外形的全面改動，美國決定繼續(xù)改進(jìn)C-130，是因?yàn)槠洚?dāng)時研制了C-17大型軍用運(yùn)輸機(jī)，可以相互配合而有效提高運(yùn)輸能力。從更深層次上說，美國希望C-130J瞄準(zhǔn)盟國運(yùn)輸機(jī)的更新?lián)Q代，造成盟國對美依賴，確保美國在北約應(yīng)急反應(yīng)力量中的主導(dǎo)地位。

而蘇聯(lián)由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)實(shí)力欠佳，全新研制安-70戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)，要求該機(jī)能運(yùn)送陸軍集團(tuán)軍的步兵戰(zhàn)車、防空導(dǎo)彈發(fā)射車等重型裝備，要比安-12擁有更大的起飛重量、載荷和貨艙，某些條件下可以替代伊爾76早期型，堪比歐洲新型A400M。可惜由于蘇聯(lián)解體，安東諾夫設(shè)計局歸屬烏克蘭，大批配套廠商倒閉，技術(shù)風(fēng)險較大的槳扇發(fā)動機(jī)研制進(jìn)度緩慢，加上俄羅斯對于采購安70態(tài)度消極，導(dǎo)致安-70的研制基本停滯。

進(jìn)入21世紀(jì)，中國陸軍新一代裝甲車輛陸續(xù)服役，性能達(dá)到世界先進(jìn)水平，也提高了遠(yuǎn)程機(jī)動和快速反應(yīng)投送的要求。為此，陜西飛機(jī)工業(yè)公司提出在運(yùn)-8系列的基礎(chǔ)上加大載重，這就是在2002年珠海航展上公開的運(yùn)-8X(注意將其與運(yùn)-8X海上巡邏機(jī)相區(qū)別)。該機(jī)的研制目的著眼于空運(yùn)大中型裝甲車輛、火炮、中型通用直升機(jī)、武裝直升機(jī)、防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)，甚至近程彈道導(dǎo)彈發(fā)射車，并且能夠進(jìn)行重裝備空投。為此，運(yùn)-8X重新設(shè)計了機(jī)身前段氣動外形。將氣象雷達(dá)移至機(jī)頭，采用先進(jìn)的通訊、導(dǎo)航、雷達(dá)設(shè)備，更新電子飛行儀表與綜合顯示系統(tǒng)。座艙按2人駕駛體制改進(jìn)。加大風(fēng)擋玻璃面積，擴(kuò)大了駕駛員視界。為改進(jìn)機(jī)身尾段氣動外形，滿足貨艙大門的開口尺寸要求，并減少全機(jī)阻力，該機(jī)增大了機(jī)翼面積，協(xié)調(diào)更改尾翼氣動布局。

以上措施使得運(yùn)-8X的最大起飛重量提高到80噸，載油量提高到25噸，最大燃油航程8000公里，最大載重30噸(此時航程2500公里)，載重為20噸時航程為4500公里左右，其貨艙長13.5米，寬3.5米，高2.6米，可以支援2009年國慶閱兵時亮相的8×8輪式步兵戰(zhàn)車基本型快速布署。但是運(yùn)-8X的最大載重和貨艙容積仍顯局促，仍不足以運(yùn)載新型8×8輪式步兵戰(zhàn)車的重型變型車，如105毫米機(jī)動火炮、122毫米自行榴彈炮等(同類意大利“半人馬座”機(jī)動火炮系統(tǒng)全重已達(dá)28噸)。而運(yùn)-8X最大的缺點(diǎn)就是根據(jù)計算，其單發(fā)發(fā)動機(jī)功率要超過6000馬力才能滿足指標(biāo)，而我國最新的是渦槳6C發(fā)動機(jī)(裝備運(yùn)一8改進(jìn)型)，單發(fā)功率只有5100，繼續(xù)提高性能已很困難，最好能研制新型的渦槳發(fā)動機(jī)(可以采用A400M的TP400-D6發(fā)動機(jī)研發(fā)模式，在我國渦扇發(fā)動機(jī)核心機(jī)的基礎(chǔ)上研制)，但是以我國航空發(fā)動機(jī)工業(yè)的實(shí)力，短時期研制出這樣的發(fā)動機(jī)顯然比較困難。

除了傳統(tǒng)上使用4臺渦槳，槳扇發(fā)動機(jī)外，國外新型戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)如俄羅斯圖330、日本C-2，采用了2臺渦扇發(fā)動機(jī)。以我國有機(jī)會獲取的圖-330為例，該機(jī)是俄羅斯空軍為替代安12研制的，在圖-204客機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，選裝2臺PS-90A渦扇發(fā)動機(jī)，最大起飛重量103.5噸，最大載重35噸，最大航程(載重20噸時)5600公里，載重為30噸時航程3000公里，其貨艙長19.5米，寬和高各4米。

我國未來新型運(yùn)輸機(jī)如果以圖-330為標(biāo)準(zhǔn)，那么其載重和貨艙容積足以支持新型8×8輪式步兵戰(zhàn)車的空運(yùn)，使該車配備附加裝甲仍可直接駛進(jìn)貨艙，滿足快速布署、離機(jī)即戰(zhàn)的要求，特別是可以運(yùn)輸重型變型車，可以提供至關(guān)重要的支援火力。由于這個機(jī)型只是中型戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)，意味著我國空軍大型運(yùn)輸機(jī)可減輕負(fù)擔(dān)，集中精力運(yùn)載更大更重要的裝備。

這個方案最大的優(yōu)點(diǎn)就是發(fā)動機(jī)供應(yīng)不難。雖然我國大推力渦扇發(fā)動機(jī)還有待成熟，但研制與PS-90A性能相當(dāng)?shù)臏u扇發(fā)動機(jī)尚能滿足要求——根據(jù)有關(guān)資料，沈陽航空發(fā)動機(jī)研究所在“太行”渦扇發(fā)動機(jī)的核心機(jī)的基礎(chǔ)上，利用新型發(fā)動機(jī)科研技術(shù)平臺，進(jìn)行了三維改進(jìn)設(shè)計，改善了核心機(jī)、風(fēng)扇／增壓級、匹配設(shè)計低壓渦輪的性能，采用了新型發(fā)動機(jī)電子控制技術(shù)，已構(gòu)成我國第一代大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)方案，其推力為120千牛級，而通過加大空氣流量和渦輪前溫度，可以將推力提高到150千牛水平，這個指標(biāo)與PS-90基本相當(dāng)。

對比與抉擇

渦槳發(fā)動機(jī)運(yùn)輸機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動機(jī)成本低，使整體價格較低，油耗低于渦扇發(fā)動機(jī)1，3左右。而且渦槳發(fā)動機(jī)起降適應(yīng)性較強(qiáng)，對跑道要求低，比如A400M起飛距離1200米，而圖330要超過2000米。渦扇發(fā)動機(jī)運(yùn)輸機(jī)的優(yōu)點(diǎn)首先是速度快，巡航速度一般在800公里，小時，明顯高于渦槳發(fā)動機(jī)運(yùn)輸機(jī)的600公里，小時。另外，渦扇發(fā)動機(jī)的推力范圍大，這意味著可以支持更大的運(yùn)輸機(jī)，從而擁有更大的運(yùn)載能力和貨艙空間。

前面說過，目前我國渦扇航空發(fā)動機(jī)比大功率渦槳發(fā)動機(jī)更可靠，推力提高相對更容易，需要耗費(fèi)的時間估計也要少得多。還有一個好處，就是推力提高到150千牛級，渦扇發(fā)動機(jī)還可以用于我國大型軍用運(yùn)輸機(jī)的改裝，將其最大載重提高到近60噸，提高大中型運(yùn)輸機(jī)發(fā)動機(jī)的通用性，從而降低了后勤支援、訓(xùn)練操作方面的費(fèi)用。而如果采用渦扇發(fā)動機(jī)從頭研制大功率渦槳發(fā)動機(jī)，對于我國來說，螺旋槳的材料、工藝的要求較高，風(fēng)險偏大。畢竟A400M的TP400-D6渦槳發(fā)動機(jī)由英德發(fā)動機(jī)公司聯(lián)合研制，但仍舊進(jìn)度拖延，對于航空發(fā)動機(jī)工業(yè)基礎(chǔ)尚顯薄弱的我國而言，將面臨更大風(fēng)險。

根據(jù)外界消息，中國空軍大型運(yùn)輸機(jī)項(xiàng)目正在穩(wěn)步推進(jìn)，采用4臺渦扇發(fā)動機(jī)，因此利用該工程的成果(如發(fā)動機(jī)、航電設(shè)備、氣動設(shè)計、材料工藝等)，“縮小”研制配備2臺渦扇發(fā)動機(jī)的中型戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)，以此替代運(yùn)-8系列，應(yīng)該會有較好的效費(fèi)比，也會顯著提高我國空軍和快速布署部隊(duì)的戰(zhàn)斗力。

綜上所述，對于我國空軍來說，現(xiàn)階段繼續(xù)改進(jìn)運(yùn)-8系列運(yùn)輸機(jī)，初步滿足快速布署部隊(duì)對于空中機(jī)動的需求，而在可預(yù)見的未來重點(diǎn)研發(fā)使用渦扇發(fā)動機(jī)的更新?lián)Q代型號，將是我國中型戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)基本發(fā)展思路。如此配合大型運(yùn)輸機(jī)，我國空軍運(yùn)輸力量將形成完善的機(jī)型配套體系，全面提高戰(zhàn)略／戰(zhàn)術(shù)空運(yùn)能力。