說到大型運輸機，如今使用最多的主要有美國的C-17、俄羅斯伊爾-76和我國的運-20三種。這三種運輸機能夠得到廣泛的應用，關鍵在于它們都是在技術優(yōu)化的基礎上研制而來，因此其技術性能已經達到了相當優(yōu)秀的水平。而相比之下，開創(chuàng)噴氣式運輸時代的美國C-141"運輸星"型運輸機，就沒有以上三者這么有名氣了。不過很少有人知道，C-17是接替C-141的優(yōu)化升級版；伊爾-76則是針對C-141研制的運輸機型號；而我國的運-20則是綜合參考了C-17和伊爾-76之后由我國獨立設計制造的大型運輸機。今天我們就來好好看看這個"大運鼻祖"C-141大型運輸機。
研制起源：冷戰(zhàn)的需要
二戰(zhàn)結束后，曾經團結對抗法西斯的美蘇兩國因為意識形態(tài)的分歧，很快陷入對立。隨著丘吉爾的"鐵幕演說"后美蘇關系急劇惡化，"冷戰(zhàn)"由此拉開序幕。
圖為丘吉爾在發(fā)表他最著名的"鐵幕演說"
在冷戰(zhàn)時期，歐洲是美蘇對峙的最重點地區(qū)。美蘇都在歐洲集結重兵，但是和蘇聯(lián)相比，美國在地理上處于明顯的劣勢。蘇聯(lián)本來就是一個地跨歐亞的巨型國家，其人口的四分之三分布在蘇聯(lián)的歐洲板塊，而且蘇聯(lián)的工業(yè)和經濟中心也大多分布在其歐洲版圖內。冷戰(zhàn)期間，蘇軍的鐵路從坦克工廠直接修到華約各國邊境，任何坦克裝甲車輛可以直接裝上火車迅速調往前線。而且整個蘇聯(lián)集團在地面武器裝備方面，對于美國為首的北約不但享有數量優(yōu)勢，而且還享有質量優(yōu)勢。就連北約集團的軍事將領們都認為，冷戰(zhàn)一旦在歐洲演變?yōu)闊釕?zhàn)，蘇聯(lián)的裝甲集團只需要一個星期就可以從德國邊境沖到大西洋岸邊。
一望無際的蘇聯(lián)"鋼鐵洪流"是北約整個冷戰(zhàn)中揮之不去的夢魘
而相對而言，美國雖然擁有比蘇聯(lián)更為強大的工業(yè)產能和技術優(yōu)勢，但是美國遠在北美大陸，和歐洲戰(zhàn)場之間隔著寬闊的大西洋，一旦戰(zhàn)爭爆發(fā)，依靠二戰(zhàn)那種用船來運輸部隊和裝備以支援歐洲的模式完全不堪使用。因為蘇軍裝甲集團的推進速度很顯然會高于當年納粹德國，而從美國用船運送裝備和部隊到歐洲，至少需要半個月時間，等美國的支援抵達歐洲時，大概只能看著歐洲沿岸豎起蘇聯(lián)的紅旗了。
所以美國認為，只有開發(fā)大型遠程運輸機，才能確保在戰(zhàn)爭時將大量的美軍和武器裝備快速運往歐洲，以支持北約歐洲部隊的作戰(zhàn)。但是當時美軍主力的C-54型運輸機是一種螺旋槳活塞發(fā)動機運輸機，該機最大載荷只有14噸，而且由于該機是美國道格拉斯公司依照當時的客運飛機改裝設計而來，為了經濟性而采用了下單翼設計，為了適應活塞式飛機長長的螺旋槳，所以C-54加高了飛機的起落架，導致飛機的機身距離地面較高，而且該機的貨艙沒有裝卸尾門和跳板，只能采用側開式設計，裝運散貨沒有問題，但是無法運送包括輕型坦克、裝甲車輛、自行火炮等大型成套武器。
圖為1948年柏林危機時，承擔向柏林空運任務的美軍C-54型運輸機
而在這種情況下，美軍開始尋求全新的運輸機設計。最初洛克希德公司的C-130"大力神"運輸機成功入選美軍的新一代戰(zhàn)術運輸機之列，C-130運輸機盡管也使用的是螺旋槳發(fā)動機，但是由于采用了上單翼設計，這樣飛機的機身可以貼近地面，而螺旋槳又能夠和地面保持距離以便減少被地面異物損壞的可能性。這種開創(chuàng)性設計被后世所有的軍用運輸機所采用，一直到今天，我國的運-20"鯤鵬"也采用的是上單翼的氣動布局。
洛克希德公司研制的C-130型運輸機堪稱戰(zhàn)術運輸機的經典，一直到今天，該機依然在服役，并被出口到眾多國家
除了上單翼布局外，C-130運輸機還采用了大艙口尾門設計，并且在飛機上附帶有裝卸貨專用跳板，這樣陸軍的卡車、裝甲車、甚至輕型坦克等重型裝備就可以很方便的駛入C-130的貨艙。再加上C-130的載荷高達20噸，超過C-54運輸機25%以上，所以可以直接空運M551"謝里登"輕型坦克、M113裝甲車等武器，具備很強的戰(zhàn)術適應性。不過C-130飛機的問題在于，該機依然是平直翼+螺旋槳的設計，飛行速度相對較慢，而且由于航程有限，該機無法快速橫渡大西洋以支援歐洲戰(zhàn)場。不過盡管如此，美軍還是看到了希望，因為很快洛克希德公司就推出了能夠跨大西洋執(zhí)行運輸任務的新式大型運輸機——C-141運輸星大型運輸。
美國"鯤鵬"：C-141大型運輸機
C-141是世界上第一款噴氣式大型運輸機。該機長51.3米，翼展48.7米，最大起飛重量可達155.6噸，裝備4臺美國普惠公司研制生產的TF-33-P7型非加力渦扇發(fā)動機，單臺發(fā)動機最大推力約為9.54噸。有采用了新式的渦扇發(fā)動機，C-141的飛行速度超過了900千米/小時，最大載荷則達到了40噸，遠遠勝過其前輩的螺旋槳式運輸機。而且由于TF-33型渦扇發(fā)動機相對省油，所以在其標準載荷31噸的情況下，其航程依然可達6680千米，而在載荷14噸的情況下，其航程更超過1萬千米！因此該機一個架次就可以把2輛M551謝里登輕型坦克從美國本土運往英國基地，或者把1輛M551坦克直接從美國本土空運到法國或者德國。
開啟運輸機新時代的里程碑，美制C-141大型運輸機
C-141運輸機的出現之所以被稱為劃時代的標志，主要在于兩個方面。從戰(zhàn)術角度上說，其巨大的載荷和航程，讓美軍首次具備了從本土直接大規(guī)模增援歐洲的能力，這樣在戰(zhàn)略層面上，北約的地面部隊在一定程度上就和華約呈平衡狀態(tài)。從1965年到1968年，短短3年時間，美國就生產了多達285架C-141型運輸機，如果爆發(fā)戰(zhàn)爭，所有這些飛機只需要編隊飛行1次，就足以把一個美軍裝甲師從美國本土運抵歐洲前線。而且由于其飛行速度超過900千米/小時，所以在保持高強度飛行的情況下，一天之內C-141完全可以在歐洲和北美大陸之間飛2個來回。這意味著美軍的戰(zhàn)略空軍部隊每24個小時就可以向歐洲投送至少2個整編裝甲師。算上北約國家自身的儲備，抵抗蘇聯(lián)的鋼鐵洪流還是有把握的。
鑒于C-141性能優(yōu)異，所以美軍后續(xù)為所有的C-141增加了空中加油系統(tǒng)，也就是頭頂上那個小帽子
從技術角度上說，C-141運輸機采用了后掠角24°的后掠機翼，并且繼承了C-130的上單翼設計，同時采用了效率更高的T型尾翼。機尾也安裝了和C-130類似的大型尾艙門，并附帶有登機跳板。這樣大型成套的重裝備可以通過尾艙門快速上下飛機，大大提升了裝卸貨的效率，縮短了時間，為瞬息萬變的戰(zhàn)爭提供了最有利的支持。正因為如此，后續(xù)的運輸機毫無例外的采用了C-141運輸機的設計風格，而美國在航空工業(yè)方面的領先水平和強大技術實力由此可見一斑。
C-141運輸機雖然是為了冷戰(zhàn)時期美國支援歐洲盟國所研制，但是在其列裝和服役的數十年中，卻在亞洲找到了展示性能的舞臺。C-141從列裝到退役，主要參與的3次大規(guī)模戰(zhàn)爭：越南戰(zhàn)爭、中東戰(zhàn)爭和海灣戰(zhàn)爭，都是在亞洲發(fā)生的。其中1965年借口"北部灣事件"，美國開始大規(guī)模介入越南戰(zhàn)爭，C-141則擔負從美國本土經過夏威夷、關島等中繼基地，向越南和泰國運送后勤物資的重任。因為越戰(zhàn)的需要，美軍對C-141的訂貨飆升，在1967年一年時間，洛克希德公司就生產了多達107架C-141型運輸機，這一紀錄目前依然無人打破。
1973年第四次中東戰(zhàn)爭中，向以色列運送補給的美軍大型運輸機，C-141（近）和C-5A（遠）
在1973年的中東戰(zhàn)爭中，由于阿拉伯國家首次把"石油禁運"作為武器，禁止歐洲國家對以色列提供軍事援助。不得以美國只能從本土派遣C-141和C-5A兩款運輸機橫跨大西洋，在亞速爾群島稍作停留后，經過直布羅陀和地中海，直飛特拉維夫和海法。其中C-141的飛行員們用421個架次總共運送了大約1萬噸武器彈藥給正在西奈半島苦戰(zhàn)的以色列人。不過同樣的運輸水平，美軍的C-5A巨型運輸機僅用145個架次就輕松完成。不過這是后話，畢竟C-141飛機數量多，且載荷航程也不差，其機場適應能力要高于C-5A"銀河"巨型運輸機。
C-141存在的最大問題就是貨艙寬度和高度都太小，而且該機的起落架過小，只能在設施完備的水泥跑道機場起降
C-141最后一次參加大規(guī)模戰(zhàn)略空運行動就是1991年的海灣戰(zhàn)爭，在海灣戰(zhàn)爭中C-141總共飛行了約37000架次，主要負責運送彈藥、燃料和士兵。在滿載狀態(tài)下，C-141一次可運送多達200名士兵，部隊投送能力還是相當的強悍。不僅如此，截止到1986年時，所有的C-141運輸機都安裝了空中加油系統(tǒng)，這樣，即使是最大載荷狀態(tài)，通過一次空中加油，C-141也可以從美國本土直接飛往中東地區(qū)，其戰(zhàn)略運輸能力得到了極大提升。
蘇聯(lián)版C-141：伊爾-76重型運輸機
看到美軍列裝的C-141運輸機性能如此卓越，蘇聯(lián)人當然也坐不住了，很快蘇聯(lián)戰(zhàn)略運輸航空兵就下達命令，要求當時蘇聯(lián)各設計局研制和C-141相當的大型戰(zhàn)略運輸機。這一次是著名的伊柳申設計局最終中標，其推出的伊爾-76大型運輸機機長46.6米（伊爾-76MF型長53.2米），翼展50米，最大起飛重量因各型號不同而略有差異，不過總體上在200噸左右，最大載荷同樣因各型號差異，在48～60噸之間不等。
俄羅斯戰(zhàn)略空運的中堅，全球產量最大的重型運輸機，伊爾-76
可以說伊爾-76運輸機就是蘇聯(lián)對標美國的C-141"運輸星"而設計的一款大型戰(zhàn)略運輸機，為此，北約給伊爾-76起了一個非常"耿直"的名字，就叫Candid（耿直）。伊爾-76運輸機于1960年代末開始立項研制，原型機1971年首飛，并且參加了次年的巴黎航空展，并由此一鳴驚人。其實在當時，蘇聯(lián)還有一款更大型的戰(zhàn)略運輸機，著名的烏克蘭安東諾夫設計局設計的安-22巨型運輸機，在C-5A出現之前，是全球最大型的運輸機。該機最大起飛重量高達250噸，有效載荷高達80噸，相當于C-141的兩倍。不過該機采用依然是傳統(tǒng)渦槳發(fā)動機，最大飛行速度只有740千米/小時，明顯要比C-141飛得慢。
伊爾-76運輸機在問世后不久也正好遇到一次實戰(zhàn)檢驗的機會。1977年埃塞俄比亞和索馬里之間因歐加登地區(qū)的主權問題爆發(fā)邊境戰(zhàn)爭，索馬里軍隊出兵占據了埃塞俄比亞的歐加登地區(qū)。當時的埃塞俄比亞門格斯圖上校向蘇聯(lián)求援。蘇聯(lián)戰(zhàn)略運輸航空兵則迅速建立了一條從格魯吉亞首府第比利斯到伊拉克首都巴格達，再到南也門（1990年滅亡）首都亞丁，再到埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴的空中航線。在4個月的時間里，蘇軍的當時最新銳的伊爾-76和最大型的安-22兩種運輸機以20分鐘一架的頻率不停向埃塞俄比亞運送武器彈藥和軍事裝備。后來在一架安-22運輸機在亞的斯亞貝巴機場因事故損壞后，蘇軍全面換用了伊爾-76運輸機。這些飛機甚至還橫越非洲大陸，把正在安哥拉作戰(zhàn)的古巴人民軍連同其武器裝備一同打包運往埃塞俄比亞。埃塞軍隊得到蘇軍加強后，僅用一個月左右時間就徹底擊潰了入侵的索馬里軍隊，完全光復了所有國土。
1991年蘇聯(lián)解體時，整個蘇軍戰(zhàn)略運輸航空兵裝備有456架伊爾-76運輸機，如今俄軍依然裝備超過150架的伊爾-76
在1981年著名的"西方81"大規(guī)模軍事演習中，蘇軍一次性出動95架伊爾-76大型運輸機，空投了一個空降師和一個空中突擊旅，合計7000多人外加325輛各型戰(zhàn)車，其大規(guī)模戰(zhàn)略空降作戰(zhàn)讓西方深感震撼。在1991年蘇聯(lián)解體時，全蘇軍14個空降師全部裝備伊爾-76重型運輸機，當時蘇軍伊爾-76運輸機總數高達456架，其編制規(guī)模甚至超過了美國空軍的運輸機部隊。而且和美國不同的是，蘇聯(lián)在設計伊爾-76之初，就走了軍用和民用兩條路。因此除了蘇軍大規(guī)模裝備伊爾-76以外，該機還有專門的民用版本對外出口。目前除俄羅斯外，還有38個國家裝備并使用伊爾-76運輸機，而且在今天，編號"伊爾-476"的新版本伊爾-76MF型運輸機，依然在量產之中。有人統(tǒng)計伊爾-76各種型號的總產量甚至已經超過1000架，是迄今為止產量最高的噴氣式運輸機。
站在巨人肩膀上的"胖妞"運-20
我國作為一個幅員遼闊，南北國土長度和東西國土寬度都超過5000千米，而且我國的地勢從東到西呈三級階梯狀，海拔高差4000米，而同時又有長江、黃河兩條大河把我國的國土分為幾段，這種地理上的不便倒使我軍任何調動部隊的行動，使用空運都是效率最高的方案。不過由于新中國建立后，長期處于美蘇雙重封鎖之中，而且再加上我國本來科技和工業(yè)的底子較薄，所以很長一段時間內，我國雖然對于大型飛機有很大的需求，但是技術和工業(yè)水平達不到需求，讓我們曾經非常無奈。
中國航空技術和工業(yè)最高水平的結晶，國產運-20大型運輸機
雖然新中國在1980年代上馬了著名的運-10飛機，但是真正了解技術的朋友都知道，當時的中國完全不具備獨立研制和生產大型飛機的能力——例如，運-10直接使用了美國的JT3D-3型噴氣式發(fā)動機，這種發(fā)動機是波音707飛機的原裝引擎。一直到今天，以我國的工業(yè)技術水平，依然無法獨立研制類似發(fā)動機，運-20飛機上裝備的WS-18型渦扇發(fā)動機是通過測繪仿制俄制D-30KP2型發(fā)動機而來，由此一條即可得知，在當年我國根本無法為運-10提供安全可靠的動力系統(tǒng)。不僅如此，當時我國還不具備鍛造大型飛機橫梁、機翼等型材，所以運-10飛機的主翼在飛行5次之后就已經出現明顯的裂紋和金屬疲勞，所以不得不進行更換。不僅如此，由于沒有大型飛機加壓機艙加工技術，運-10的飛機機艙使用鋁合金一塊一塊焊接而成，一旦有一條焊縫漏氣，就會導致整個飛機在飛行中失去壓力，進而出現飛行事故……所以，雖然很多人抱怨當年國家下馬運-10是"自毀長城"，但是真正精通工業(yè)技術的人，對這種看法也不過是付之一笑。
運-10的下馬固然令人惋惜，但實在是當時的中國有太多解決不了的技術瓶頸，如果強行上馬運-10，才是災難
時間到了2007年，在運-10之后我國航空工業(yè)通過多年為波音、空客等世界大公司加工飛機零部件，已經獲得了大量的實際生產和設計經驗。特別是全國主要的航空工業(yè)企業(yè)的設備和技術都得到了巨大的提升，這是我國具備獨立開發(fā)新式大型運輸機的關鍵。當年美國開發(fā)C-5A和C-17兩款經典運輸機時，就曾經集合了波音、洛克希德以及道格拉斯（現在已經被波音合并）等多家大公司，十余萬工程技術人員共同協(xié)作，才創(chuàng)造出如此經典的飛機。所以，我國的運-20在研制之中也廣泛集合了包括西飛（總體設計、機身設計）、陜飛（機尾設計）、成飛（機頭設計）、沈飛（尾翼設計）、哈飛（新材料）和長沙中航集團起落架公司（飛機起落架），并由西飛牽頭，組織全國一千多家相關企業(yè)共同攻關，用不到7年時間就實現了運-20的成功首飛。
由于此前沒有任何可參考的現成實物，國產運-20的設計和研發(fā)完全是由我國科研人員獨立完成，其中某些細節(jié)同時參考了俄制伊爾-76和美制C-17，但是就總體上來說，運-20與這二者都沒有太多的相似之初。作為一款全新設計的大型運輸機，運-20采用了獨特的超臨界機翼設計，并且采用了鈦合金制作的三段式復合襟翼，在大幅提升飛機升力的同時，又縮小了整個系統(tǒng)的結構重量，從而成為全球最先進的一款機翼構型。這一點和C-17具有很大的相似度，而且運-20的機頭和垂尾也和C-17更為相似。
通過參加今年武漢的抗疫行動，運-20第一次接受了實戰(zhàn)任務考驗，圖為武漢天河機場上列隊的運-20機群
在設計之初，我軍就要求運-20能夠空運目前陸軍90%以上的先進武器裝備，為了確保貨艙有足夠的高度和容積，運-20采用了和伊爾-76類似的外置翼盒的設計，這樣飛機主翼的翼盒設計在貨艙之外，不穿過機身，從而保障了飛機貨艙的高度，增強了飛機貨運適應性，便于運送更多大型裝備。而且盡管運-20使用的是測繪仿制的D-30KP2型發(fā)動機，但是由于飛機本身結構和機翼的優(yōu)化設計，運-20的最大起飛重量達到了220噸，最大載荷達到了55噸，高于伊爾-76的大多數型號，只有最新版的伊爾-476才能和運-20相提并論?？傮w上說，運-20已經集成了當前世界大型運輸機設計的精華，除了發(fā)動機目前依然不給力以外，其他方面已經基本達到了最優(yōu)配置，可以毫不夸張的說，憑借運-20的技術性能，我國已經躋身世界一流航空強國行列，具備了研制和美俄比肩的大型運輸機的技術和工業(yè)實力，這對于我國國內的航空工業(yè)而言，具有里程碑式的重要意義。
繼往開來：未來的大運什么樣？
從最初的C-141到如今的運-20，常規(guī)氣動布局下的大型運輸機已經被發(fā)揮到了性能的極致，再往下已經沒有什么可以突破的方面。那么，未來的大型飛機將會向哪個方向發(fā)展呢？其實早在上個世紀90年代，當時的麥道公司就和NASA合作，開發(fā)了BWB技術驗證機，這種新式的大型飛機采用了飛翼式布局，在機尾裝備4臺發(fā)動機，整個機身看起來就好像是一個放大的B-2隱身轟炸機。
波音公司和NASA聯(lián)合研制的BWB技術驗證機，已經以X-48的代號，于2009年開始首飛
在1997年時，NASA就委托美國斯坦福大學制造了編號為BWB-17的縮比例樣機，并且已經進行了多次成功試飛。從外形上看，雖然BWB型技術驗證機是飛翼布局，但是其機身部分明顯要比B-2厚實得多，所以可以看作是翼身融合技術和飛翼技術二者融合的新式飛行器。由于機身部分厚實，所以該機的機身部分同樣設計有大型貨艙，其載荷能力要優(yōu)于現在的美國C-17運輸機。而同時由于采用了飛翼布局，所以該機的升力大幅提升，航程也隨之增加，在使用效能方面將會超過當前使用的任意一款大型運輸機。
我國從2007年在立項研制運-20的同時，也開啟了對飛翼式大型運輸機的技術預研工作，目前就公開的消息來看，我國在空氣動力學、飛機材料、飛控系統(tǒng)等方面已經基本和美國平齊，但是在航空發(fā)動機等方面依然有較大的差距，所以在未來的歲月里還需要繼續(xù)奮起直追，力爭上游。
