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运20—大型军用运输机

2019年09月27日  阅读量:

 

 

 

 

 

 

运-20(中国编号:Y-20,绰号:鲲鹏,英文:Xian Y-20),是中国自主研发的新一代战略军用大型运输机,由中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院设计、西安飞机工业集团(简称:西飞)为主制造,并于2013年1月26日首飞成功 。

运-20作为多用途运输机,可在复杂气象条件下,执行各种物资和人员的长距离航空运输任务。  

运-20与中国空军现役伊尔-76比较,发动机和电子设备有了很大改进,载重量也有提高,短跑道起降性能优异。  

运-20飞机研发参考俄罗斯伊尔-76的气动外形和结构设计,并融合美国C-17的部分特点。运-20采用常规布局,悬臂式上单翼、前缘后掠、无翼梢小翼,最大起飞重量220吨,载重超过66吨 ,最大时速≥800千米,航程大于7800千米,实用升限13000米。拥有高延伸性、高可靠性和安全性 。  

运-20作为大型多用途运输机,可在复杂气象条件下,执行各种物资和人员的长距离航空运输任务 。  

2017年9月30日,空政电视艺术中心出品的军事题材电影《空天猎》上映,运-20新装备首次登上大银幕。  

发展沿革

中华人民共和国成立以后,军事空运发展一度陷入低谷,中国空军在很长一段时间内国产主力机型只有运-5轻型运输机。运-5运输机是中国第一种自行制造的运输机,由南昌飞机制造公司研制,1957年12月定型并首飞,具备运行费用低,起飞距离短等特点。

随着中国经济发展和科技实力逐步增强,中国航空工业开始为航空军事运输力量提供新的机型。早在20世纪60年代,中国军方就已经意识到了航空军事运输的重要性,提出了"大搞直升机、大搞运输机"的决策。在这一方针的指导下,先后研制了运-7和运-8军用运输机,并批量装备部队。  

运-7运输机,是由西安飞机工业公司研制生产的双发涡轮螺旋桨中短程运输机,1970年12月25日首飞,1984年完成试飞,机长23.7米,高8.55米,最大起飞重量21.8吨。  

运-8中型中程四发涡轮多用途运输机,是中国空军主力运输机型,由陕西飞机制造公司研制,1975年首飞,起飞重量61吨,机体采用全金属半硬壳结构,可一次搭载96名全副武装士兵或82名伞兵。运-8运输机陆续发展有近三十种改型。  

但上述机型毕竟是中、轻型运输机,为满足远程空运的需要,中国从俄罗斯进口了20架伊尔-76大型运输机,形成了一定的航空军事运输能力,并主要用于部队、装备的调动以及救灾物资的紧急输送。  

中国的国防政策与安全形势决定了中国不会进行远离本土进行大规模的战争。然而在相对和平的环境中,中国空军的航空运力必须满足积极支援国防建设和经济建设,保卫祖国领土领空等等的军事后勤保障和快速反应要求。因此,中国空军的作战范围以及中国武装力量的作用范围至少应达到4000千米,快速运输相应的人员和物资装备。  

根据需求分析,中国约需百架以上的大型军用运输机,而中国至今(2014年)军事航空运输的主力机型是运-8中型中程运输机和少量伊尔-76大型运输机,空运力量严重不足,不仅满足不了现代战争的需要,就是应付突发事件也是远远不够的。现代战争交战地域日益广阔,战争节奏日益加快。因此,世界各国都极力加强本国军队的快速反应和远程投送能力,以便能够迅速将兵力、兵器运送到急需地区,控制局势,为后续部队的增援和展开争夺时间;或者将部队突然投送到对方要害和防御薄弱地区,给其突然、致命的打击。空运与其他运输方式相比,其最大的优点就是速度快。现代喷气式运输机的巡航速度在800千米/时左右,涡桨运输机也达到500千米/时,比其他运输手段的数倍甚至数十倍。另外,空运不受地形、水文条件的影响,空运可以跨越许多被其他运输手段视为天险的障碍,将人员、物资运输到急需要的地区。因此,各军事大国都十分重视空运能力,特别是运输机的发展,以便在未来战争中取得先机。

大型军用运输机一般指最大起飞重量超过100吨的军用运输机。按用途划分,大型军用运输机又分为战略和战术两类。现代大型运输机的航程已达数千甚至上万公里,经过空中加油后,可实施全球输送,大型军用运输机的装备数量、技术水平和运载效能已成为衡量一个国家是否具备"战略空军"能力的重要标志。  

根据上述情况,中国航空军事运输力量最需要的应是大型运输运-20现身第十届珠海航展机,可以装运陆军绝大多数的武器装备,并且有不小于4000千米的航程,有很好的短距起降性能,能在未铺砌的跑道上起降。中国必须拥有自主研制的类似C-17级别和性能的军用运输机,否则中国在未来战争中必将承受巨大的军事压力,遇到更大的困难。大型军用运输机作为中国军队战略性装备,对改善中国军队装备现状、实现国防现代化、保卫国家安全和完成祖国统一大业有着不可替代的作用。中国空军为了弥补空中运输力量的不足,曾经向民航甚至物流公司借用飞机运输货物。因此,运-20对提升后勤水平有着重大的意义。为了适应现代战争突发性强,节奏快等特点,实现武装力量快速部署和装备的快速投送,就要依靠大型运输机的战略空运能力,2006年,大飞机项目被正式列入国家中长期科技发展规划

 

启动研制

2007年3月,中国宣布启动大飞机工程,布点于西安和上海两座城市。其中"大客"50%以上的设计制造、"大运"全部的设计研发、制造,都在陕西完成。

2007年6月20日,大型运输机项目(即运-20)正式立项,代号072工程。  

2007年8月22日的英国《简氏防务周刊》刊文介绍,西安飞机工业集团确定了制造重型运输机的计划。英刊认为该机很可能在伊尔-76MD飞机的基础上建造,不过将拥有更好的运载能力和功率更大的发动机,其大小很可能接近于波音公司生产的C-17战略运输机。中国空气动力研究与发展中心正在进行高涵道比涡扇发动机的研发工作。这种发动机将为大型飞机提供动力。另外,该中心还在研究碳纤维材料,期待它能实质性地减轻飞机的空重。该机将由三名机组人员操控,计划拥有最高为66吨的运载能力,机身长49米,翼展49米,机翼面积为310平方米,机高为15米,最大起飞重量为220吨。《简氏》文章与后来曝光的运-20方案相当接近。

2008年5月8日在中国航空工业发展高层论坛透露的信息表明,未来5年,西飞将加大技术创新力度,突破和掌握大型飞机总装集成、复合材料大型结构件制造、大部件装配等关键技术,确保在2012年实现大型运输机首飞目标。至此,运-20的研制计划时间已完全敲定。  

2009年2月18日,中国航空工业集团总经理林左鸣在西安宣布中航飞机有限责任公司正式成立,意味着大飞机计划中最核心的内容--大型运输机项目及大型客机零部件项目责任主体已正式明确。当日林左鸣还与陕西省省长袁纯清签署了《战略合作协议》。中航飞机总经理胡晓峰称,预计5年后,以西飞为生产主体的大型运输机将正式投入商用。这是运-20制造方首次公布运-20的出厂时限。

试飞

2013年1月26号下午14时许,中国首款自主战略重型运输机"运-20"在跑道上加速后顺利起飞,运-20在试飞现场上空盘旋,14时50分左右在观礼台前低空通场。试飞全程由一架歼-15伴飞并拍摄试飞情况。随后运-20于15时安全着陆,首飞取得成功。  

2013年3月2日,中国自主研发的大型运输机运-20于西部某试飞中心进行了2次地面滑行试验。与2013年1月26日首飞时的涂装相比,2013年3月2日进行试验的运-20采用了全新的涂装,除雷达罩外,原先的黄绿色机身涂装已经全部更换为灰黑色。"这表明运-20的飞行试验已经进入了一个新的阶段。"总设计师唐长红说,运-20最大起飞重量为200吨级,拥有高延伸性、高可靠性和安全性。200吨级意味着运-20是中国研制的最大的飞机,"标志着中国跻身世界大飞机行列"。翼展、机长约50米的运-20,未来在运输领域、甚至可能其他航空领域,都有相当大的前景。唐长红透露,运-20未来可用于抗震救灾中的救援运输、国家建设装备运输,还将实现军用,如部队快速响应,甚至可以作为其他方面的空中载体,具备战略空运能力。从首飞画面可以看到,运-20短距离起降能力很好,气动特性优秀。  

继运-20首飞不到90天后,该机于2013年4月20日15时许在西部某试验基地进行了第二次试飞。运-20的第二次成功试飞表明其各项关键技术更趋成熟。  

2013年9月,网络上再次出现了首架国产大型军用运输机运-20的最新试飞照片。从照片中,能看到运-20的机头部分刷涂了新的机头编号"781",数字呈现大红色。  

2013年12月,运-20的第二架原型机成功在西部某试飞中心进行了首飞,从首架原型机首飞到第二架原型机首飞,运-20仅用了不到一年的时间,表明其各项关键技术更趋成熟,也表明研制工作非常顺利。运-20仅有1架原型机在执行飞行试验任务,另外可能各有一架地面强度试验机和一架疲劳试验机。  

2014年建军节前夕,运20第三架原型机着灰色涂装,编号"783",在完成试飞后稳稳降落。意味着该机已经投入科研试飞,这将加快运20的研制速度。  

2013年3月21日,中国中央电视台节目深度揭秘了国产大型运输机运-20 的研制和生产内幕,还首次曝光了中国运-20运输机的驾驶舱航电系统,还首次透露了大运下一阶段试飞的情况,特别是运-20已经在全球首个成功采用了3D打印技术生产的零部件。  

2016年6月15日,首批运20交付  

技术特点

气动布局

运-20采用常规布局,机翼为悬臂式上单翼,主翼为大展弦比、中等后掠翼,机翼的前缘后掠角恒定(1/4弦线后掠角大约在24~26度左右),机翼的后缘采用两种后掠方式--中外翼段的后缘后掠角要大一些,而机翼内翼段的后掠角明显减少,无翼梢小翼。悬臂式T形尾翼。垂直安定面与机身连接处向前伸有小背鳍,嵌入式方向舵分为上、下两段,升降舵分为两段。液压可收放前三点式起落架,可靠重力应急自由放下。前起落架为双轮,主起落架为6轮。前起落架向前收入机身,主起落架旋转90°向里收入机身两侧整流罩内。该机为大展弦比超临界翼型,采用包括前缘缝翼及外吹式襟翼系统等增升装置。运-20以伊尔-76运输机的设计为基础,但是体积更大,运载能力更强,电子设备也十分先进。此外,运-20还参考了美国C-17"环球霸王"运输机的部分设计,如垂直尾翼、超临界机翼等。

机体结构

运-20将采用超临界翼和提高复合材料使用比例,这样可以降低飞机的结构重量。由于飞机升力增加,升阻比提高,因此即使发动机推力、最大起飞重量维持不变的情况下,其载重也会增加。而伊尔-76采用的是临界翼,运载/起飞重量比低。

针对中国空军的要求,运-20在伊尔-76基础上加宽、加高货舱以便适应新时期大量的出现的超宽、超高货物。伊尔-76货舱宽度和高度小,装载适应性差,而我国新运的货舱容积增加到320立方米,超过伊尔-76三分之一。因此,国产军用大型运输机看起来会觉得比较短、粗,这也是新时期军用运输机一个普遍的外观特征。  

动力系统

在动力系统方面,运-20原型机将使用进口的俄罗斯的D-30KP2发随后会采用成都发动机有限公司仿制的涡扇18(WS-18,D-30KP2仿制型号)发动机。WS-18各方面的性能应该和CFM-56相近,重量为2000公斤,而伊尔-76采用的D-30KP的重量为2300公斤,特别是前者的耗油量比后者要低20%。这样,在载油量不变的情况下,国产军用大型运输机的航程显然要比伊尔-76更大。或者在相同的航程情况下,运载量比其要多。WS-18发动机单台推力117.6千牛,带有蚌壳式反推力装置。最终运-20运输机的配套发动机将是涡扇-20(WS-20)发动机,单台推力160千牛左右。  

综合航电

伊尔-76的航电系统落后,仪表多为传统指针式仪表四、航空电子落后。针对这一问题,运-20采用国产综合航电系统,以ARINC429总线为骨干,将电子飞行仪表、飞行控制、导航、通信、气象及发动机数据及指示等系统有相连,实现数据的综合处理,并且在座舱的彩色显示屏进行显示。另外可能会添加自卫干扰系统,包括导弹逼近告警系统、干扰发射机和投放架等。  

性能参数

运-20运输机参考数据:  

参考数据

机长

47米  

翼展

45米  

机高

15米  

机翼前缘后掠角度

24度  

机翼面积

330平方米  

最大时速

750~800千米(920千米)  

航程

>7800千米  

满载航程

4,400千米  

实用升限

1,3000米  

最大载重量

>66吨  

最大起飞重量

220吨  

发动机

D-30KP-2型涡扇喷气发动机4台(后期换装WS-18或WS-20发动机)  

 

运用前景

战略运输

运-20运输机的研发成功,可将装甲车、坦克甚至武装直升机等重型装备迅速部署到"一线战场",将会和运-8、运-7将形成合理搭配,进一步完善国产军用运输机体系。到那时,不但中国的战略空军将会实际成型,中国空军的远程机动能力和战略投送能力将会获得大幅提升。

预警机

运-20还可作为预警机、空中加油机和大型电子侦察机等"特种机"的平台。中国空军最先进的空警-2000预警机仍旧以俄罗斯的伊尔-76为平台,运-20的研发成功,意味着未来中国的大型预警机将实现100%国产化。  

加油机

中国空军的空中加油机轰油-6是以轰-6轰炸机为基础,将原来轰炸机的弹药仓改为燃油储存仓,并加装软管加油系统研制而成的,使空军初步具备空中加油能力。但是轰油-6的燃油携带量和滞空时间与美俄等国家的大型空中加油机相比仍有差距。而运-20的出现意味着中国完全可将现有的空中加油系统整合到运-20上,研发出一款专用的大型空中加油机。此外,运-20还可作为反潜巡逻机和电子侦察机的平台,进一步拓展中国海空力量的巡航范围。  

战役投送

从解放军所面临的抢险救灾、部队集结和武装力量投送需求来看,中国对运-20的需求数量将非常庞大。仅以一个空运批次来看,如果需要在主要战役方向上投放一个坦克装甲旅,两个空降战车团,外加1500人的伞兵及伞兵配属的突击车、指挥车、武装直升机等,就至少需要250架左右的运-20。中国军方对运-20的实际需求,最起码的数量是300架以上,如此庞大的规模,足够两个飞机制造厂开足马力生产10年。  

总体评价

运-20参考了俄罗斯伊尔-76的气动外形和机体结构,并融合了美国C-17的部分特点。拥有高延伸性、高可靠性和安全性。 该机研制突破了数百项关键技术,标志着中国跻身世界大飞机行列,"该机充分体现了时代技术,将是未来很长时间内中国大型运输机平台"。  

运-20采用超零件基因、轻质材料、在空气动力学、大型结构的设计和制造、机载设备、高可靠性操纵系统的研制等方面,都有重大突破。航空电子系统的技术水平已达到当今世界先进水平。  

运-20的性能要优于俄罗斯的伊尔-76,与其最新改进的伊尔-76性能相当,在承载能力上略低于美国的C-17,而大幅领先于日本的C-2和欧洲的A-400M运输机。  

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