文/晨楓
運(yùn)-20是先進(jìn)的四發(fā)大型運(yùn)輸機(jī)，除了發(fā)動(dòng)機(jī)不夠給力，在技術(shù)水平上與C-17相當(dāng)
運(yùn)-20人稱“胖妞”，是先進(jìn)的四發(fā)大型運(yùn)輸機(jī)，外觀上與美國(guó)C-17相像，都采用上單翼、翼下發(fā)動(dòng)機(jī)、高平尾、腹側(cè)多輪起落架，都具有大型尾門，打開后兼做裝卸斜板，便于車輛和人員上下。在空中時(shí)，打開的尾門則便于空投作業(yè)。
運(yùn)-20和C-17的設(shè)計(jì)定位相似，都在載重量和航程方面達(dá)到戰(zhàn)略空運(yùn)要求，但能在傳統(tǒng)上只能運(yùn)作戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)的跑道上起飛和降落。運(yùn)-20和C-17這一級(jí)先進(jìn)運(yùn)輸機(jī)模糊了戰(zhàn)略空運(yùn)與戰(zhàn)術(shù)空運(yùn)的界限，代表軍事空運(yùn)的最高水平。兩者相比，運(yùn)-20稍小，但也足夠在戰(zhàn)略空運(yùn)的航程上運(yùn)載主戰(zhàn)坦克，滿足中國(guó)空軍的要求了。C-17更大，戰(zhàn)略空運(yùn)能力更強(qiáng)，不過(guò)美軍主戰(zhàn)坦克本來(lái)就比中國(guó)的更重。
運(yùn)-20與C-17在外觀上相像，但惡魔就在細(xì)節(jié)之中
運(yùn)-20和C-17在外觀上相似，實(shí)際上貌合神離，在設(shè)計(jì)上有很多細(xì)微但關(guān)鍵的不同。運(yùn)-20在設(shè)計(jì)上結(jié)合了一些伊爾-76上的有用做法，在使用上與C-17也不同。
運(yùn)-20的機(jī)翼與機(jī)身結(jié)合部形成明顯的隆起，C-17的結(jié)合就比較平順。這不是運(yùn)-20的設(shè)計(jì)水平低下，而是對(duì)機(jī)艙內(nèi)頂板高度的考慮。C-17沒有隆起，但翼盒穿過(guò)機(jī)體的部位造成機(jī)艙頂板降低，形成C-17機(jī)艙里前后高、中間低的局面，對(duì)長(zhǎng)大貨物的高度限制較大。運(yùn)-20的機(jī)艙高度在全長(zhǎng)里都是一樣的，就沒有這個(gè)問(wèn)題，代價(jià)是隆起增加了一點(diǎn)巡航阻力。
運(yùn)-20（上）與C-17（下）相比，機(jī)背有顯著隆起，翼身融合部比較粗大，阻力增加。C-17也有些許隆起，但小得
但運(yùn)-20（上）的機(jī)艙空間完整，在全長(zhǎng)內(nèi)高度一致；C-17（下）機(jī)艙中段的天花板較低，影響長(zhǎng)大物資的運(yùn)輸，
運(yùn)-20也沒有采用翼梢小翼。機(jī)翼是靠下表面對(duì)上表面的壓力差實(shí)現(xiàn)升力的。氣流一定沿最小阻力途徑流動(dòng)，在機(jī)翼翼根到接近翼尖的地方都無(wú)機(jī)可乘，所以上下表面氣流在機(jī)翼后緣匯合，老老實(shí)實(shí)產(chǎn)生升力。但在翼尖處，下表面氣流可以橫向繞到上表面，渦卷的能量帶動(dòng)環(huán)境空氣，非但不產(chǎn)生升力，還形成阻力。翼梢小翼像擋板一樣，阻擋渦卷的形成，降低翼尖阻力，可以等效為更大的翼展，產(chǎn)生更大的升力；或者把降低的阻力等效為推力，最終結(jié)果都是一樣的。不過(guò)翼梢小翼產(chǎn)生升力的效果不如真正的機(jī)翼。換句話說(shuō)，翼梢小翼的“翼展”等效為真正的機(jī)翼翼展是要打折扣的。一般只有在翼展受到物理限制而無(wú)法增加的時(shí)候，才用翼梢小翼。翼展在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)夠用的話，那就沒有必要增加翼梢小翼，運(yùn)-20正是這種情況。
運(yùn)-20和C-17都是翼下發(fā)動(dòng)機(jī)，但運(yùn)-20的發(fā)動(dòng)機(jī)位置更低
C-17的噴氣襟翼來(lái)自YC-15，注意發(fā)動(dòng)機(jī)的推力線和襟翼的位置
運(yùn)-20和C-17都是翼下發(fā)動(dòng)機(jī)，但運(yùn)-20的發(fā)動(dòng)機(jī)位置相對(duì)更低，這是因?yàn)閮烧卟捎昧瞬煌脑錾龣C(jī)制。C-17采用噴氣襟翼，發(fā)動(dòng)機(jī)的推力線很高，大面積襟翼放下后，直接處于噴流的沖刷之中，產(chǎn)生強(qiáng)大的額外升力，縮短起飛、著陸距離。這是從70年代美國(guó)空軍“先進(jìn)中型短距起落運(yùn)輸機(jī)”（AMST）項(xiàng)目中麥道YC-15的技術(shù)發(fā)展而來(lái)的。波音YC-14采用的上表面吹氣增升技術(shù)更加科幻，但發(fā)動(dòng)機(jī)噴流對(duì)機(jī)翼上表面的長(zhǎng)期沖刷容易造成結(jié)構(gòu)疲勞，還是麥道的噴氣襟翼技術(shù)更加可靠。AMST下馬了，但噴氣襟翼最后用于C-17了。噴氣襟翼的缺點(diǎn)是比較“吃”推力，在噴氣襟翼將噴流向下偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生額外升力的同時(shí)，依然需要有足夠的向后的推力，才能使得飛機(jī)達(dá)到足夠的加速。
運(yùn)-20采用的就是類似伊爾-76的常規(guī)大面積襟翼，技術(shù)上比噴氣襟翼更加保守，因此翼載更低（運(yùn)-20為710公斤/平方米，C-17為730攻擊/平方米），巡航效率稍低。
但常規(guī)襟翼也適應(yīng)運(yùn)-20推力不足的現(xiàn)實(shí)。運(yùn)-20還在用來(lái)自俄羅斯的索洛維耶夫D30渦扇，性能可靠，但油耗較高。中國(guó)仿制的渦扇18已經(jīng)研發(fā)就緒，可以直接與D30互換。中國(guó)商發(fā)正在為C919研制CJ1000先進(jìn)渦扇，技術(shù)水平與美國(guó)通用電氣LEAP相當(dāng)，但可靠性還沒有建立。四發(fā)的運(yùn)-20對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性的寬容度更高，中國(guó)空軍對(duì)迅速擴(kuò)大運(yùn)-20機(jī)隊(duì)的要求急迫，可以先走一步。CJ1000在批量生產(chǎn)中完善工藝過(guò)程和質(zhì)量管理，在使用中持續(xù)改進(jìn)和提高可靠性，這對(duì)空軍和民航是雙贏的。先軍后民也是美國(guó)經(jīng)驗(yàn)，波音、普拉特-惠特尼、通用電氣還有早年的洛克希德、道格拉斯都是這樣借助軍需完善技術(shù)、驗(yàn)證可靠性再轉(zhuǎn)移到民用的。CJ1000更大的推力對(duì)運(yùn)-20十分有用，運(yùn)-20的性能潛力本來(lái)就需要更大推力的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)解鎖。為了控制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，也可以逐步解鎖，從降低推力的CJ1000開始，放寬工作條件，對(duì)沖初始可靠性可能不足的顧慮，在積累使用經(jīng)驗(yàn)后，逐步解鎖發(fā)動(dòng)機(jī)的推力潛力。
據(jù)說(shuō)與通用電氣CFM56對(duì)標(biāo)的渦扇20也在研制中，但地位比較尷尬。渦扇18更成熟、可靠，CJ1000推力更大、油耗更低。估計(jì)只有在CJ1000的研發(fā)遇到嚴(yán)重阻礙的時(shí)候，渦扇20才會(huì)備胎轉(zhuǎn)正。這將依然是對(duì)D30/渦扇18的有用升級(jí)。
C-17在機(jī)側(cè)跳傘時(shí)，有擾流板對(duì)氣流稍作遮擋，便于傘兵躍出；在機(jī)翼后的位置也便于下洗氣流將傘兵迅速與飛機(jī)
作為軍用運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)-20和C-17都有空投傘兵的任務(wù)。兩者都可三門四路空投，也就是說(shuō)，左右側(cè)面加尾門左右側(cè)，可四路離機(jī)。左右側(cè)門都在機(jī)翼后、主起落架艙后端上方。這個(gè)位置便于傘兵離機(jī)后，在機(jī)翼下洗氣流的作用下與飛機(jī)迅速分離。C-17的側(cè)門打開時(shí)，兼做擋風(fēng)板，便于傘兵躍出離機(jī)。運(yùn)-20不清楚是否有同樣的設(shè)計(jì)，做到應(yīng)該不難。有意思的是尾門設(shè)計(jì)的不同。
運(yùn)-20尾門的后段采用類似伊爾-76的三片式結(jié)構(gòu)
C-17尾門的后段則是單片式
顯然，運(yùn)20裝運(yùn)高大裝備的條件更好
運(yùn)-20和C-17的尾門都是是兩段式，前半可放下兼做裝卸斜板，后半打開時(shí)增加開度，但兩者的做法不同。C-17的后段是單片式，整體向上升起，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、干凈、輕巧，但凈高限制較大。由于C-17貨艙直徑很大，這個(gè)限制一般來(lái)說(shuō)并不礙事，但還是限制了長(zhǎng)大貨物的裝運(yùn)。運(yùn)-20的后段尾門為伊爾-76那樣的三片式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量較大，高空飛行時(shí)的密封要求也更高，但中片升高時(shí)，吸頂更加緊密，對(duì)凈高的影響小，有利于充分發(fā)揮貨艙空間的高度。
圖中為伊爾-76的尾門打開時(shí)，運(yùn)-20的尾門設(shè)計(jì)與此相似
C-17就要“裸露”得多
另一個(gè)不同的地方是，在空中打開尾門進(jìn)行空投作業(yè)時(shí)，機(jī)尾紊亂氣流會(huì)對(duì)傘兵或者空投物資造成危險(xiǎn)。C-17在尾錐下有一對(duì)固定的腹鰭，用于整流，但在不進(jìn)行空投作業(yè)的時(shí)候，增加巡航阻力。運(yùn)-20在尾門打開時(shí)，側(cè)片的長(zhǎng)度和面積更大，整流作用比C-17的腹鰭更好，空投作業(yè)更加安全，關(guān)門收起后則沒有額外阻力。三片式后段也有利于尾錐后段截面更加接近圓形，降低后體阻力。C-17那樣的單片式后段使得尾錐后段的截面更加接近鴨嘴形，后體阻力較大。
（01）伊爾-76的艙頂有兩條導(dǎo)軌，這是給天車用的，運(yùn)-20也采用了這個(gè)設(shè)計(jì)
（02）這似乎是蘇聯(lián)運(yùn)輸機(jī)特有的，這是安-70
（03）伊爾-76的地板上也有滾輪，便于物資移動(dòng)
（04）C-17只有滾輪，沒有天車
艙內(nèi)的貨物移動(dòng)系統(tǒng)也不同。大家都用固定貨物和車輛用的地板掛鉤點(diǎn)，都有地板滾輪（在裝運(yùn)車輛的時(shí)候可翻轉(zhuǎn)隱藏），但運(yùn)-20再次借鑒伊爾-76的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，艙頂還有兩條導(dǎo)軌，便于運(yùn)作天車。天車不是用來(lái)吊運(yùn)東西的，主要是幫助在艙內(nèi)牽引沉重物資的，包括裝卸和空投作業(yè)。有意思的是，這似乎是蘇聯(lián)運(yùn)輸機(jī)特有的，從安-12開始就就有了，現(xiàn)在中國(guó)也“拿來(lái)”了，但歐美運(yùn)輸機(jī)都沒有，不管是美國(guó)的C-130、C-141、C-5、C-17還是歐洲的“協(xié)同”、A400M，這對(duì)強(qiáng)調(diào)效率、人機(jī)和自動(dòng)化的歐美很不可思議。C-17反正也不能用導(dǎo)軌和天車，中間較低的頂板決定了即使用天車，也得分段，使用會(huì)很不方便，索性繼續(xù)人拉肩扛的老傳統(tǒng)了。
運(yùn)-20是第一種中國(guó)獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造的大型運(yùn)輸機(jī)，結(jié)合和C-17和伊爾-76的很多特點(diǎn)，在技術(shù)水平上超過(guò)伊爾-76，與C-17相當(dāng)。這是巨大的成就。根據(jù)公開信息，運(yùn)-20的最大載重量為66噸，空重100噸，最大起飛重量220噸，機(jī)長(zhǎng)47米，翼展45米，采用4臺(tái)索洛維耶夫D-30KP-2渦扇，單臺(tái)推力117.7kN，最大載重時(shí)航程4500公里。相比之下，C-17的最大載重量為77.5噸，空重128噸，最大起飛重量265噸，機(jī)長(zhǎng)53米，翼展51.7米，采用4臺(tái)普拉特-惠特尼F117-PW-100渦扇，單臺(tái)推力179.9kN，載重71.2噸時(shí)航程4480公里。
兩者大小不一樣，單看基本數(shù)據(jù)不容易判斷設(shè)計(jì)水平，換一個(gè)角度就容易些。運(yùn)-20的翼載為710公斤/平方米，翼展與最大起飛重量之比為0.204，最大起飛重量下的推重比為2.14，空重與最大起飛重量之比為0.45，最大載重量與最大起飛重量之比為0.3。相比之下，C-17的翼載為730公斤/平方米，翼展與最大起飛重量之比為0.195，最大起飛重量下的推重比為2.70，空重與最大起飛重量之比為0.48，最大載重量與最大起飛重量之比為0.29。
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對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō)，低翼載意味著更高的機(jī)動(dòng)性，但這對(duì)運(yùn)輸機(jī)來(lái)說(shuō)不重要，巡航效率和航程才是最重要的。運(yùn)-20沒有采用噴氣襟翼之類的高增升技術(shù)，只能用更大的機(jī)翼面積（也就是更低的翼載）產(chǎn)生足夠的升力，滿足野戰(zhàn)跑道的起飛距離要求。翼展與最大起飛重量之比不是一個(gè)常用的指標(biāo)，但含意差不多，運(yùn)-20需要用稍大的翼展才能達(dá)到同等的最大起飛重量。這兩者都意味著運(yùn)-20的結(jié)構(gòu)重量和航程方面會(huì)稍有損失。
但結(jié)構(gòu)和材料設(shè)計(jì)可以補(bǔ)償機(jī)翼氣動(dòng)設(shè)計(jì)的不足，這方面，運(yùn)-20得益于20年的技術(shù)進(jìn)步，反而技高一籌，空重與最大起飛重量之比低于C-17，最大載重量與最大起飛重量之比則略高于C-17，兩個(gè)指標(biāo)上都意味著運(yùn)-20的結(jié)構(gòu)和材料水平略高于C-17，可以用較輕的機(jī)體承載更重的載荷。
但在動(dòng)力方面，運(yùn)-20顯著落后了，最大起飛重量下的推重比只有2.14，大大落后于C-17的2.70，甚至低于伊爾-76的2.48。這嚴(yán)重影響了運(yùn)-20的野戰(zhàn)機(jī)場(chǎng)起飛能力。公開的數(shù)據(jù)里沒有運(yùn)-20的滿載起飛距離，估計(jì)會(huì)顯著落后于C-17和伊爾-76。運(yùn)-20的最大速度為M0.75，C-17為M0.875，伊爾-76為M0.82，或許可以作為運(yùn)-20動(dòng)力不足的間接證據(jù)。
動(dòng)力不足可能在一開始就限制了運(yùn)-20的設(shè)計(jì)選擇。噴氣襟翼不僅在技術(shù)上更加激進(jìn)，也需要更大的發(fā)動(dòng)機(jī)推力才玩得動(dòng)。D30的基本設(shè)計(jì)是為1963年首飛的圖-134設(shè)計(jì)的，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，涵道比也只有2.24，渦輪前溫度提高到1427K，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代技術(shù)水平了。
大件物資在艙內(nèi)移動(dòng)要靠人拉肩扛
中國(guó)商發(fā)正在研制的CJ1000則是按照現(xiàn)代最高技術(shù)水平設(shè)計(jì)的，涵道比超過(guò)9，推力為125-131kN，長(zhǎng)度比D30更短，但直徑更大，好在運(yùn)-20的翼下空間足夠，換用大直徑渦扇沒有問(wèn)題。重要的是，CJ1000的油耗大大降低，從D-30KP-2的0.715公斤燃油/公斤推力/小時(shí)降低到0.52。
換用CJ1000的話，推力增加6.2-11.3%，最大起飛重量時(shí)的推重比提高到2.27-2.38，依然不夠理想，但已經(jīng)是顯著的進(jìn)步了?？紤]到油耗降低28%，同樣的載重和航程條件下，容許減少起飛時(shí)攜帶的燃油以降低起飛重量，縮短起飛距離。但在實(shí)用中，很少會(huì)有人主動(dòng)降低燃油量，如果能把推力增加到135kN，可將最大起飛重量下的推重比增加到2.45，這就達(dá)到野戰(zhàn)機(jī)場(chǎng)起落能力公認(rèn)強(qiáng)悍的伊爾-76的水平了。增加到C-17的水平則無(wú)必要，畢竟沒有使用噴氣襟翼技術(shù)。改用噴氣襟翼不僅涉及氣動(dòng)，還涉及機(jī)翼結(jié)構(gòu)，就要推倒重來(lái)了。如果需要的話，運(yùn)-20還可以加裝翼尖小翼，增加等效翼展，改善野戰(zhàn)機(jī)場(chǎng)起落能力和航程。當(dāng)然，小翼不一定能在現(xiàn)有飛機(jī)上直接加裝，但運(yùn)-20還在生產(chǎn)初期，還將生產(chǎn)很長(zhǎng)時(shí)間，改進(jìn)型是指日可待的，整合進(jìn)翼梢小翼并無(wú)不可克服的技術(shù)困難。
外國(guó)航空媒體根據(jù)衛(wèi)星圖片，發(fā)現(xiàn)在西安的飛機(jī)廠和閻良試飛中心曾同時(shí)有20架之多的運(yùn)-20，運(yùn)-20的實(shí)際產(chǎn)量應(yīng)該大大超過(guò)20架。這不僅是中國(guó)空軍的戰(zhàn)略空運(yùn)主力，還可能成為加油機(jī)的改型基礎(chǔ)。西方加油機(jī)常用民航客機(jī)改型，中國(guó)缺乏現(xiàn)成的大型民航客機(jī)作為改裝平臺(tái)，而且軍用運(yùn)輸機(jī)作為加油機(jī)的基礎(chǔ)還有適合野戰(zhàn)機(jī)場(chǎng)起落的優(yōu)點(diǎn)，更加適合高烈度戰(zhàn)爭(zhēng)，盡管航程方面受一點(diǎn)損失。預(yù)警機(jī)、電子戰(zhàn)飛機(jī)也可能采用運(yùn)-20作為平臺(tái)，但現(xiàn)在的趨勢(shì)是分布化、網(wǎng)絡(luò)化、小型化，運(yùn)-20反而可能太大了。
運(yùn)-20到俄羅斯已經(jīng)不是第一次出國(guó)了，以后還會(huì)有越來(lái)越多的出國(guó)。軍用運(yùn)輸機(jī)是非武裝的，政治敏感度低，有利于在各種聯(lián)合演習(xí)、人道救援等使命中把國(guó)旗和軍旗飄揚(yáng)到世界各地。胖妞還是個(gè)上得廳堂、下得地頭的虎妞呢。
