A380的机翼内有前中后三根翼梁

  大型运输机的最大的技术难点还在于机电设计制造技术。航空产品是一个大型平台,更是各类机械和动作器的合成体,这些机械和动作器是由大量的电子线路、芯片和液电驱动系统组成的,大型飞机的机械动作器都是技术和精确性要求很高的系统,而且动作器的驱动需要有巨大的能源做动力,越是大型机械对机电系统的设计制造要求就越高。机电系统的设计制造技术是工业能力的一部分,但机电技术与一般的重工业、制造业、微电子、化工和日用品生产技术不同,它是一种需要综合工业基础实力支撑、难度较大而又相对稳定的技术,与其他行业迅猛发展的日新月异的状况不同,那些机电技术基础薄弱的国家,很难在短时间内迅速提高自身在这一领域的技术水平,那些传统的机电工业大国长时间保持技术优势的格局始终难以改变。近年来,俄罗斯在一般的工业和微电子技术的发展中,与先进国家的差距不断拉大,但其在机电技术领域的某些优势始终保持着,在航天、航空和舰船制造领域都是如此,现在看来他们在这一领域的优势还将长时间地保持下去。

大飞机领域的“军、民用之争”

  2010年初,距离欧洲A400M运输机首飞仅仅过去一个月,从空客公司军事公司传来了A400M难以为继的消息。原因是该项目已经严重超支,英、法、德等欧洲7国为该项目已经投入了200多亿欧元,这些钱足可以买500架美国新型的C-130J。军用运输机的研发到底有多大难度,令一个能够制造出空客380的航空巨无霸公司为此投入了如此高的成本。由此,人们不禁要联想到中国,我们的大运之路从上世纪70年代末的运-10起步,可谓举步维艰。直到ARJ-21的首飞,人们才看到了中国大运的一线希望,但ARJ显然并不是人们希望中的中国大运的形象,C-919的姗姗来迟,军用大运的若隐若现,这个曾经并且正在创造高铁和造船领域奇迹的新兴工业大国,为什么在军用大飞机领域如此艰难。由此一个由来已久的话题再次被人提起,大型运输机的“军民用之争”再次成为人们热议的话题,而就在十年前,中国的航空及军界曾为这个话题争论不休。

A400M采用涡桨发动机在这一级别的运输机中比较少见

  其实大型运输机先军后民还是先民后军是无需争论的,作为国家战略资源的大型运输机,必须成为大国的重要发展目标,这是无需争论的,大型运输机民机项目的先期上马,并不意味着军机项目的搁置。而大型军用运输机的研制风险巨大,有民机研制的经验非但不是障碍反而是一种重要技术支撑,这一点已经为业界广泛认同。我这里所要介绍和阐述的是,由于军事任务需求的特殊性,对大型军用运输机的技术要求与民机有很大的区别。这个问题需要从两个方面来论述:其一,作为大型运输平台,军民用运输机的共同点还是要比区别多得多,民用运输机的许多技术几乎可以直接应用于军用飞机,例如座舱系统、操控系统、大量的机械系统等。另一方面,民用运输机的技术研发决不能替代军用飞机的研制,要发展军民用大型运输机,必须迈开两条腿,决不能为了省事把这两项技术合二为一,更必能互相替代。要了解这一点首先必须了解军用运输机所从事的任务和战场环境的特殊性。

  作为第一代军用战术运输机,美国人50年代研制的C-130直到今天还飞翔在世界各地的天空中,朝鲜战争以后美国人参加的所有战争中几乎都能看到C-130的身影。而C-130飞机的上单翼气动布局,机身起落架结构,几乎成为后来的军用运输机的典范,这其实不是什么巧合。世界上第一代具有战场适应性的军用运输机大都采用了上单翼的气动布局,其原因是早期的军用运输机大都是螺旋桨发动机,大推力的螺旋机发动机桨叶直径较大,为了使飞机具备野战机场起降的能力,必须为螺旋机留有足够的空间,上单翼的布局设计是较为合理的,为此机身起落架的结构设计也就成为必然,因此我们大都能从军用运输机上看到突出的起落架整流罩,这几乎成为军用运输机的一种标志。实战表明这种设计其实是大有好处的,由于有足够的起落架舱空间,不用像机翼起落架那样顾及起落架舱空间不足,而将起落架设计的尽可能的小,这种多主轮的起落架设计,为军用运输降低在野外机场着陆的冲击起到了很好的作用。

上单翼已经成为军用运输机的经典布局

  军用运输机与民用飞机最大的区别其实还不在于机翼和起落架的布局和结构设计,他们最大的区别恰恰是由其功能和设计理念的不同所决定的。军用运输机的设计理念是“会飞的货仓”,他要求的是承载能力和巨大的空间;而民用飞机的设计理念追求旅客的舒适性、运营的经济性和飞行的安全性,因此更多的是对平台气动性能和操纵性的要求。这种功能要求的不同最主要体现在机身部分,民用飞机要求飞机机身具有良好的流线型,而军用运输机则要求机身具有足够大的空间和结构强度。在宽体客机出现之前民用运输机一般设计得比较细长,而军用运输机设计的比较粗胖,这是外观的直观特征。从设计的更高要求上分析,由于民用飞机的运载能力不成问题,设计上更多的考虑经济性,因此它在设计上更关注细节,而军用运输机最重要的技术指标是承载能力与航程,因此对发动机、燃油系统、飞机的巡航性能提出了很高的要求。在这方面俄罗斯人似乎具有特殊的优势,他们可以在发动机技术水平相对较低的不利条件下,研制出升限、巡航高度和航程等指标水平都不亚于欧美的军用运输机。

军事决心是大型军用运输机的最大驱动力

  从某种意义上讲,推动航空装备发展的是双引擎,工业实力是一方面,军事决心或许更重要。在现在战略家看来不可或缺的军用运输机,它的历史不过60多年。就像空中加油机直到1948年才出现一样,真正意义上的军用运输机没有在二战中得到应用看似令人费解。其实,在二战那样的非常时刻,各国都把国家资源投入到作战平台的研制中,而像运输机、加油机这样的重要装备,其发展空间已经被挤压得没有任何余地。

柏林空运催生出了C-130“大力神”运输机

  1948年,“柏林危机”对西方世界是一个严峻的考验,苏联人对西柏林的陆路封锁切断了物资运输的所有地面通道,西方人为了向西柏林输送生活和战略物资只有通过空运,在空中运输装备匮乏的年代,西方人几乎动用了所有的空中资源,柏林上空的战略博弈最终以苏联人的退让划上了休止符,但在东西方战后的第一次较量中,美国人看到了军用运输平台的战略价值。1951年美国军方提出了新型运输机的技术指标,由于二战刚结束不久,机械化战争的理念还主导着装备发展的思路,因此,美国人对于C-130的技战术要求主要是兵力和陆军装备的运输能力。美国人为C-130飞机提出运输机设计理念无疑是比较先进而务实的,这种以战场需求为设计目标的理念也成为以后各国军用运输机设计的范本。其大致可以归纳为以下几个方面: