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中日国产运输机对比:运20领先一大截,日本C2徒有其表

说起我国的大型军用运输机,许多军迷心中首先蹦出来的,就是运-20运输机,这款飞机确实可以代表当今中国军用运输机的最高发展水平了。虽然笔者已经不再是一个容易热血上涌的“小年轻”,然而每每想起2013年1月26日,运20首飞之日公布出来的画面,至今依然感觉心中充满了激动,毕竟我们的空军真的太需要这样的一架大飞机了。

就在我国运-20大型运输机交付空军不久之后,日本航空自卫队的C-2运输机也完成了技术开发,并于近年来投入服役。很多媒体都认为,日本的工业技术十分先进,制造业高度发达,且技术水平和制造工艺都十分精湛,本能的认为C-2运输机也应该是很强大。今天,笔者就拿我国的运-20大型运输机去和日本的C-2运输机比一比,看看他们究竟谁能代表亚洲第一流的大飞机技术水平。

第一,我们先看看运-20大型运输机的技术含量。

运-20大型运输机是由我国的西飞研发设计的,同时也是由西飞来牵头制造生产,西飞负责了包括总装在内的大部分制造任务,不过这样的一架大飞机显然也不可能完全由西飞一家就能完成研发和制造,他是一个大的系统性工程,需要动用国家航空工业的全部力量来完成。沈飞、成飞以及哈飞等,都参与了部分子系统的开发和制造。

在我国研发运-20大型运输机之前,空军装备的唯一一款大型运输机,就是从俄罗斯进口的伊尔-76运输机,这款运输机长期以来发挥了我军空中运输主力的作用。运-20大型运输机从某种意义上说,就是用来取代伊尔-76运输机的,为空军提供一种从性能上同伊尔-76持平或者更强的运输机。

因此,在运-20大型运输机的发展初期,其主要的技战术指标都是以俄罗斯的伊尔-76为参考。当然,由于运-20大型运输机的货仓尺寸更大,所以运-20的装载能力比伊尔-76要稍强一些。伊尔-76的最大装载能力大约是50吨左右,而运-20可以达到55吨以上,甚至在换装新的WS-20发动机后,可能达到60吨。有人说,提升的这5-10吨的装载量到底有多少意义呢?这里就有一些门道了,毕竟我国的99G型主战坦克的重量就是58吨左右,伊尔-76运输机无法空运这款坦克,但是运-20就可以;而空运重型的主战坦克,对于快速部署机械化部队有重要价值,意味着我国的重型合成旅,可以通过战略空运,在24小时内抵达全球主要热点区域。

再看看运-20的其他主要性能,他机长47米,翼展45米,机高15米,最大航程为7800公里,满载条件下的航程为4400公里,最大飞行速度达到了800千米/小时。从这组数据来看,运-20已经属于战略运输机的级别。我们一般把运输机分为轻型、中型、大型,当然也可以分为战术级、战役级、战略级三个层次,像运-20这种可以进行洲际飞行的大型运输机,也可以称为战略运输机。

运-20运输机的优异性能,离不开他装备的4台D-30KP-2中等涵道比涡扇发动机。这款发动机是苏联时期研发的,主要用于伊尔-76大型运输机,其技术来源于苏联米亚-4型轰炸机使用的D-20型涡扇发动机。D-30发动机的主要改进型有两种,分别是D-30-1和D-30K,而运-20使用的D-30KP-2发动机,就是D-30K发动机的最新改进型。D-30K发动机的推力是107.9千牛,虽然满足了苏联其他运输机的需求,但无法满足当时苏联最新的伊尔-76运输机的推力需要。

为了适应伊尔-76的技战术标准,苏联又进一步对D-30K发动机做了增推改进,在1972年推出了D-30KP发动机。说起D-30KP发动机,这是一种技术“简单粗暴”的发动机,为了提升推力,苏联采取了最为直接的办法:提高发动机的涡轮前温度。我们都知道,发动机的涡轮前温度越高,推力也就越大,但是对于发动机的材料耐高温性能要求也就越高。如果不改变材料,就想要提升涡轮前温度,那么直接的结果就是造成发动机故障率提高,寿命缩短。

D-30KP发动机为了提升推力,把涡轮前温度从D-30K的1385K提升到了1427K,因此发动机的首次翻新周期从3000小时下降到了2000小时,总寿命也从18000小时下降到了6500小时,虽然在推力上满足了伊尔-76大型运输机的性能要求,但是也提升了后勤维护的成本,增加了发动机维护的压力。不过,对于军事装备而言,任何性能都要服从于战术性能,还是要首先满足起码的使用需要,才能兼顾可靠性。于是,苏联最终确定了D-30KP发动机的设计方案,将其投入使用。

此后苏联也在进一步优化D-30KP发动机的设计,最终将其发展为D-30KP-2发动机,也就是目前运-20使用的发动机。这款发动机将涡轮前温度下降为1356K,在降低涡轮前温度后,发动机的故障率大大下降,使用寿命大大增加,而且由于使用了新的设计,因此D-30KP-2发动机的推力依然达到了125千牛,比D-30KP发动机还高。于是,D-30KP-2发动机于1980年投入使用,并延续至今。

如今,运-20大型运输机在使用D-30KP-2发动机的同时,还在尝试换装国产的WS-20发动机,以期进一步提升性能。WS-20发动机的涵道比更大,属于大涵道比发动机,比D-30KP-2发动机要更加省油,且推力也更大,因此换装WS-20发动机后,运-20运输机的飞行距离、运载重量都会提升。此外,运-20还使用了俄罗斯运输机一直没有突破的一项关键技术:超临界机翼技术,这一技术可以显著提升飞机的飞行速度和气动性能,目前只有中美进行了应用,俄罗斯和其他欧洲国家都尚未攻克这一技术。在WS-20发动机和超临界机翼技术的加持下,据悉运-20的最大飞行距离将超过8000公里,运载能力也超过了60吨,对比伊尔-76运输机已经有了很大提升。

第二,我们再看看日本的C-2运输是什么技术水平。

这里我们先说明一下,日本的C-2运输机其实和运-20不是一个级别的飞机,虽然C-2运输机的尺寸并不小,且外形很漂亮,但他其实属于一种中型运输机,或者叫中大型运输机,是一种战役级别的运输机。该运输机的发展始于2000年,当时日本防卫省制定了从美国采购C-130J超级大力神及C-17环球霸王军用运输机的计划,计划总计耗资3400亿日元(约合当时38亿美元)。

虽然美日的关系一向很不错,但是这一计划还是遭遇了困难,并最终促使日本下定决心开发自己的大型运输机。那么,日本遇到了什么困难呢?原来,美国对日本的军用飞机是有技术限制的,美国能允许日本购买C-130J中型运输机,但是不允许日本购买C-17大型运输机。但是C-130J运输机性能实在有限,是一种运载能力为15吨级的中型运输机,且日本已经大量装备了这种运输机,再多买一些也对军事力量提升没有明显的作用。于是,日本于2001年制定了发展国产军用运输机的计划,也就是C-X计划,后来发展为XC-2运输机计划,也就是后来服役的C-2中型运输机。

有趣的是,我国在2016年3月基本完成了运-20大型运输机的研发工作,而日本也在当年宣布,要在1-2年内完成XC-2运输机的技术开发,将其投入服役,颇有一种“较劲”的感觉。C-2运输机实际上是从日本的C-1小型运输机基础上开发的,C-2运输机的翼展为44米,全长也是44米,属于短粗型的飞机;该飞机的高度为14米,货仓高4米、宽4米,不算很大。从运输能力来看,C-2运输机可以在载重30吨的情况下,飞行5000公里;载重12吨的情况下,飞行6500公里。

从尺寸来看,C-2运输机和运-20差不多大,两者的外形尺寸几乎是一样的。但是在大小相似的情况下,运-20的最大飞行重量达到了200吨,C-2只有120吨;运-20的最大运输能力达到了55-60吨,C-2却只有30吨;运-20的正常载重下,最大飞行距离是7800公里,C-2却只有6500公里;且运-20的正常载重是30吨,而C-2的正常载重只有12吨。由此可见,C-2运输机的技战术性能,确实配不上他巨大的机体尺寸,这是什么原因造成的呢?

原来,C-2运输机使用双发设计,搭载2台CF6-80C2发动机,这款发动机的推力和D-30KP-2差不多,但是运-20采用4发设计,而C-2只有双发,因此C-2运输机在发动机推力有限的情况下,为了提升货物空间、维持较大的机体,就只能从降低结构强度和重量上下功夫了,导致C-2运输机的起落架、货仓结构等强度都有不足。XC-2运输机在测试时,甚至出现过高速飞行导致内外气压变化,进而出现货仓变形的情况,这不得不让人为C-2的结构强度捏一把汗,这样的强度短板,也导致了该运输机的运载能力不足。

除了能够看到的技战术性能的短板外,C-2运输机还有一个大的问题,那就是他的发动机。由于CF6-80C2发动机是美国制造的发动机,因此日本并未掌握该发动机的拆修和保障技术。由于是新型发动机,美国GE集团也对其没有绝对的维修把握,只能在2010年投资4000万美元开发了针对CF6-80C2发动机的1000个维修技术和项目,而这些维修和保障项目,都只能在美国完成。

因此,日本虽然号称C-2运输机是日本国产的, 但是日本其实连C-2运输机的后勤保障都不能完全独立自主完成,还必须要把发动机拆下来送到美国进行定期的维护,这不但增加了维护的难度和成本,而且还让日本的军事力量继续受制于美国,这实在不是一个技术大国应该出现的问题。

总而言之,虽然很多媒体和专家认为日本制造业足够精密、先进,且很喜欢拿日本在汽车技术上的优势来说事,以证明日本在其他领域的技术也很先进,但这其实是一种错误的印象、错误的做法。毕竟,每个国家都有自己擅长和不擅长的技术领域,不能说日本汽车能造好,飞机就没有问题;须知,在航空技术方面,日本确实是落后了一大截,其代表性的C-2运输机也确实不如我国的运-20运输机,这一点还是毋庸置疑的。因此,我们可以说运-20确实是亚洲国家目前研发出的最强军用运输机,日本要赶超其技术,恐怕还得最少10年。

2024-09-03

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