李大光
遠程戰略投送能力與軍用運輸機的發展
李大光

毛澤東同志曾深刻指出,“軍隊無非是要學會兩個東西,一個是會打,一個是會走”。這里所講的“會走”,就是能有效運用各類投送手段,快速機動兵力,形成有利于我方的戰略戰役態勢。近期幾場高技術條件下局部戰爭表明,遠程投送能力是軍隊戰斗力的重要內容,而軍用運輸機則是遠程投送能力的重要手段。
遠程戰略投送能力是國家戰略能力的核心內容,是軍隊形成戰斗力的重要組成部分,建設陸海空三位一體的遠程戰略投送力量是世界主要軍事強國的共同目標。比較而言,路上輸送速度慢,受地形和政治因素影響大。科索沃戰爭期間,俄羅斯要通過陸路向南斯拉夫投送作戰力量,但由于一些國家不提供過境通道而被迫放棄。伊拉克戰爭中,由于土耳其不提供過境通道,美機步第4師被迫轉道科威特進入戰場。
海上輸送,盡管綜合輸送能力強、距離遠,但受地理條件影響大;空中輸送,速度快、距離遠,但綜合輸送能力弱、成本高。海灣戰爭和伊拉克戰爭期間,美軍近99%的人員通過空運完成,而95%以上的裝備和物資依靠海運完成。在海灣戰爭中,美第82空降師領命后在48小時內從美本土啟程,跨洲越洋,遠程奔襲上萬千米,作為快速機動力量首先進入沙特,第101空中突擊師也緊隨其后,緊急部署于海灣地區,對后來軍事行動的展開起到了舉足輕重的作用。在伊拉克戰爭中,美國出動C-17、C-130、C-5、C-141等大中型運輸機,執行了2萬余架次的飛行任務,運送兵力約30萬人次,運送貨物12萬噸。美軍的強大空運能力為實現其戰略構想創造了條件,也滿足了其戰場上快速機動運輸的要求。
從近年來發生的幾場高技術局部戰爭來看,大型軍用運輸機均率先出動,動用的規模已接近主戰飛機。大規模應用大型運輸機,直接提高了整個部隊的機動和快速反應能力,加強了對戰爭進程的控制能力,增強了部隊的持續作戰能力。
據統計,在1991年的海灣戰爭中,美國使用的軍用運輸機和臨時征用的民用運輸機共向海灣地區運送了539000噸的貨物和近50萬名各類作戰人員,執行了14000次遠程運輸任務。即使在是作戰行動相對分散的阿富汗反恐戰爭中,美國動用的大型軍用運輸機如C-5和C-17也達到了140架。在伊拉克戰爭中,由于土耳其拒絕美國地面部隊借道進入伊拉克北部,美國在庫爾德人控制區占領了4個空軍空降基地,然后利用C-17等運輸機將大批部隊空運至這些基地,完成了對伊拉克北部的占領。
大型軍用運輸機在和平時期也有著重要意義,是完成搶險救災和國際人道主義救援必不可少的保障性裝備,擔負著人員轉移、救災物資運送、救援人員和裝備的運輸等方面的重任。在“98抗洪”中,我國空軍就出動伊爾-76大型運輸機將遠在海南的海軍陸戰隊緊急空運至武漢,以增援當地的軍民。在2008年的汶川大地震中,除了我國的大型軍用運輸機把大批人員和物資運送到地震現場之外,美國的C-17大型軍用運輸機也曾把美國捐獻的救災物資空運到了四川汶川。
信息化時代,戰場日益廣闊,戰爭節奏也越來越快,軍隊的快速反應能力、機動作戰能力以及持續作戰能力變得越來越重要,大型軍事運輸機的地位也相應提高。而與此同時,各國又無一不在走精兵之路,兵力大幅度減少。所以,軍隊的快速反應能力、機動作戰能力以及持續作戰能力的實現,需要有便捷、快速、高效的大型空運保障力量作支撐。與其他運輸方式相比,空運的最大優點就是速度快。現代噴氣式運輸機的巡航速度在800公里左右,渦槳運輸機也達到500公里,是其他運輸手段的數倍甚至數十倍,所以,它具有快速運送大量兵員、武器裝備和其他軍用物資到作戰前線的能力,能確保部隊戰略機動、戰術投送的規模化、快捷性和突然性。另外,空運不受地形、水文條件的影響,可以跨越許多被其他運輸手段視為天險的障礙,將人員、物資運輸到急切需要的地區。
現代大型軍用運輸機大都具備了強勁的發動機和良好的空氣動力特性,其巡航速度一般可達800~900千米/時,是陸上運輸速度的15倍,海上運輸速度的25倍,因此可以說是這三種運輸手段中最快捷的。現代大型運輸機的航程已達數千千米甚至上萬千米,基本可實現跨洲際部署,經空中加油后,可實施全球性運輸。所以,軍用運輸機尤其是大型軍用運輸機的裝備數量、技術水平和運載效能已成為衡量一個國家是否具備“戰略空軍”能力的重要標志。一個國家空中輸送能力的大小,在某種程度上逐步成為決定戰爭勝負的重要因素之一。
軍用運輸機特別是大型軍用運輸機是實現遠程快速戰略投送的核心裝備,成為衡量一個國家國防實力的重要標志。在當今世界軍事強國中,大中型軍用運輸機是其軍用飛機中的重要機種之一,在規模化軍事行動中有著舉足輕重的地位。因此,各世界大國都把自行研制和擁有大中型軍用戰略運輸機,作為本國空軍是否具備戰略運送能力、是否具備快速機動能力的標志;而由此類飛機改裝的大量支援機隊作為空中作戰的力量倍增器,可使得戰局在最大程度上朝著對己方有利的方向發展。
大中型軍用運輸機,是軍用飛機中的重要機種之一,在規模化軍事行動中有著舉足輕重的地位。大型運輸機,是指起飛總重量超過100噸的運輸類飛機,包括軍用、民用大型運輸機。這類機型具有快速運送大量兵員、武器裝備和其他軍用物資到作戰前線的能力,能確保部隊戰略機動、戰術投送的規模化、快捷性和突然性,在近年來多次現代化戰爭中發揮了至關重要的作用。
另外,大型軍用運輸機不僅可以用于兵力、物資的運輸和投送,而且還是發展各類特種飛機的平臺,比如預警機、空中加油機、海上巡邏機、電子戰飛機、特種任務飛機等支援機型的改裝基礎平臺。這些飛機裝載的特種設備、油量都有數十噸重,只有大型運輸機才能承載,并保證足夠的航程以支援遠程作戰飛機的作戰。
如果把普通戰機比作“蒼鷹”,軍用運輸機就是翱翔九天的“鯤鵬”,是遠程戰略投送能力的標志。軍用運輸機在全球投送能力、國家周邊地區及洲際區域的投送能力和國土疆域的投送能力中具有不可替代的重要作用:一是能夠實現作戰部隊的快速部署。大型軍用運輸機由于速度快、運載能力大、航程遠,因而可以快速空運兵員、作戰裝備與軍用物資到達指定地點,對作戰部隊實施快速部署或補充,以盡快形成對敵方的最大戰略威懾。當威懾力量起到作用時,甚至可以免動兵戈,而當這種部署不能震懾敵對勢力時,這支威懾力量就可以迅速投入戰斗。
二是能夠使部隊保持持續作戰能力。由于高技術武器裝備在現代戰爭中的大量應用,裝備、彈藥、油料和其他物資等消耗量異常大,如果不能提供及時的補給和更替。很可能會對戰爭的結局產生致命影響。在伊拉克戰爭初期,由于美軍第3機步師推進速度過快,后勤補給一度出現困難。為盡快擺脫戰場被動局面,美軍使用其最先進的C-17大型戰略運輸機,給第3機步師及時運送了彈藥、食品、藥品等物資,緩解了供求矛盾。
三是執行特種作戰以及和平時期執行人道主義救援。大型軍用運輸機由于持續航程遠,因此在戰時可以把執行特種作戰任務的成建制部隊投放到特定區域,有時甚至連同人和裝備同時投運,極大地提高了戰爭的突然性和有效性。而在越來越多的抗震救災和國際人道主義救援行動中,大批的大型軍用飛機在人員轉移、救災物資運送、救援人員和裝備的運輸等方面可以大顯身手。
由此看來,要保持部隊的持續作戰能力,就必須有便捷、快速、高效的大型空運保障力量作支撐。美軍戰略機動15%的運輸量是由大型軍用運輸機來完成的,實施遠程作戰的戰略轟炸機、戰術戰斗機等也主要依靠運輸機來保障。以2003年的伊拉克戰爭為例,運輸機部隊共執行任務約15940架次,運送了10余萬噸物資和1327.6萬人次兵員,空運的人員總數占美軍參戰人員總數的79%。
空軍遠程投送能力是中國空軍必須具備的一種能力。2011年3月4日,中國空軍執行撤離我方在利比亞人員任務的4架伊爾-76運輸機返回祖國。這次行動中,中國空軍4架運輸機在利比亞塞卜哈機場和蘇丹喀土穆機場之間共飛行兩個波次8架次,從利比亞塞卜哈撤出人員1655人。過去,中國空軍作戰,是以國土防空型為主,不需要長距離的奔襲作戰,現在情況發生了變化,擔負的任務也有所不同,需要具有遠程運輸能力和遠程作戰能力。隨著更多的任務出現,比如說國際維和、人道主義救援、國際反恐、打擊海盜等,這些任務有的可能需要和海軍聯合行動、聯合作戰完成,也有可能將來由空軍單獨遂行和完成,這都需要空軍具有遠程作戰的能力、遠程機動的能力。
大型運輸機涉及材料、氣動、動力、電子、信息、軍事裝備、結構、機械加工等行業,是典型的高技術與高集成產業。它不同于中小型運輸機,具有中小型運輸機所沒有的特殊技術,主要包括總體氣動設計技術、特殊結構設計技術、起落架技術、飛行控制系統技術、動力裝置技術、航空電子系統技術、貨艙和貨運設施技術以及戰爭條件下的生存力技術等等。
軍用運輸機總體布局特殊。常規大型軍用運輸機的總體布局一般采用上單翼、翼吊渦扇發動機、橢圓形寬機身、上翹的后機身+貨艙后大門、單垂尾+高平尾(T形尾翼),或者采用大展弦比超臨界翼型,高升力或增升裝置包括前緣縫翼或前、后緣襟翼等+外吹式襟翼系統等,以滿足低空空投、空降操穩性能要求并縮短起降滑跑距離。機身前部為雷達艙和駕駛艙,機身中段主要用作氣密貨艙,艙內備有各種裝卸及固定設備,可靈活更換。主起落架一般為多輪多支柱結構,能在低強度混凝土跑道和簡易場地起降。起落架收放及地面操縱由電液系統操作,并有機械式備份裝置。
大型軍用運輸機對動力的要求是大推力(推力必須比民用運輸機要大30%左右)、低油耗的先進渦扇發動機,推力必須比民用運輸機要大30%左右且適于翼吊安裝。大型運輸機通常裝兩臺以上大推力渦扇發動機,一般由民用高涵道比渦扇發動機改型而成。滿足單、雙發起降要求,以及空中停車再啟動性能要求。民用大涵道比渦扇發動機的最大推力已超過400kN,起飛耗油率降至0.4kg/(daN·h )。研制中的齒輪傳動的渦扇發動機涵道比達11,油耗將再下降9%。美國最新型C-17戰略戰術運輸機所裝的F117(民用編號PW2040)發動機,屬于第二代大涵道比渦扇發動機,除了大風扇葉片特有的氣動、結構和包容技術外,還采用了NASA節能發動機計劃的許多新技術,準三維氣動設計方法、小展弦比風扇葉片、可控擴散葉型、主動和被動的壓氣機和渦輪間隙控制、單晶渦輪葉片、粉末冶金渦輪盤、全權數字電子控制系統和短艙消聲技術。
軍用運輸機系統結構復雜。大型氣密艙內部結構可快速轉換以適應不同尺寸的載運裝備或空投貨物,結構按疲勞損傷容限設計以提高使用壽命,根據經濟性采用一定比例的復合材料以減輕結構重量來提高載重航程性能。
主要設計技術包括大型氣密艙及其后部大門綜合設計(后大門周邊密封、貨橋大門功能、門鎖機構和艙門作動系統、大門系統功能可靠性及防差錯設計、門開啟后防抖動設計等),氣密載荷作用下非圓剖面的大開口結構強度設計,氣密艙結構細節抗疲勞設計和大載重貨艙地板設計,大型空投設備和大型貨物裝卸設備設計及大型貨物攔阻網機構設計,零部件、全機三防(防濕熱、防鹽霧、防霉菌)設計等。
軍用運輸機航空電子系統先進。大型軍用運輸機一般采用先進成熟的綜合化的航空電子系統,使系統自動化程度大大提高,從而減輕了飛行機組人員的工作負擔;采用先進的通信、導航系統和“玻璃駕駛艙”,以提高全天候執行任務和快速裝卸能力;加裝綜合電子戰自防護系統,以提高在敵后空投、空降時的戰場生存力;具有更完備的系統監控、故障診斷能力,以降低全壽命期費用。
由于軍用運輸機經常要在復雜的氣象條件下、在沒有標記或不熟悉的航線上飛行,因此必須具有先進的飛行控制、飛行管理系統和高性能的地形測控雷達。所有系統設計均為多余度,以確保飛行安全、使用可靠。
今后,航空電子系統將向高度綜合化、模塊化、通用化、智能化的方向發展。高度綜合化將進一步提高系統的信息利用和資源共享能力,減小系統的體積和重量,提高系統的可靠性、維修性、可測試性、可擴充性、通用性和生存能力,減輕對后勤保障的要求,降低全壽命周期費用。航空電子與控制應優先發展的關鍵技術有航跡管理、飛行員/飛行器界面、航空電子與控制綜合、控制功能應用、飛機能源和作動器等方面。 (國防大學)
