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作为亚洲的老马运输机,Mondeo00M有啥样特殊?

By admin in 澳门浦京娱乐场 on 2019年3月25日

  出品:科普中国

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问题:客机改军用运输机有可行性吗?

  作者:李小白

  作者:李小白

回答:

  策划:毕孝斌

  策划:毕孝斌

运20作为第一种国产的军用大型运输机,其具有的重大意义自然不言而喻,而于此同时中国也在全力发展民用的大型客机,也就是去年下线的我国首款民用大型客机C919,长期以来关于为什么我们要同时发展两种大飞机的疑问就一直困扰着广大军迷,今天我们就来聊一聊这个话题。

  监制:光明网科普事业部

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事实上从中国立项发展大飞机开始,是军用为主还是民用为主,是先发展民用然后改军用,还是先发展军用然后改民用,或者是两条腿走路,长期以来,无论是官方还是民间,就一直是一个争论不休的话题。最终我们看到的结果还是两条腿走路,一方面我们成立了专门发展民用大飞机的中国商飞,用股份制有限公司的方法专司发展商用为主的大飞机,也就是现在的C919。

  近几十年,欧洲国家在各领域的发展都趋于联合,在经济、工业领域取得了可观的成果。在武器装备的研发上,欧洲国家同样习惯寻求密切合作,联合多个国家的力量展开研制工作。这些武器装备集成了多个国家的技术,往往更具有竞争力,甚至可以与美国、俄罗斯的同类装备相媲美。

  自1954年首飞起,C-130“大力神”战术运输机无处不在。它最初被设计用于兵员、物资的运输投送和救生工作,如今这个庞大的家族遍地开花,从事突击渗透、对地支援、空中侦察、空中加油、海上巡逻等任务。同时,C-130也活跃在民用、商业领域,是世界上使用时间最长、装备最广泛、设计最成功的运输机之一。

另一方面以国家投资的方式,由专门的军工企业负责研发以首先满足军队需求的军用大型飞机,也就是现在的运20。到这里广大朋友们可能就有疑问了,为什么不能发展一种即能满足民用又能满足军用的全能大飞机,这样无论是技术还是资金都能更加有效利用。但是关于这个话题,确实是理想很丰满,现实很骨干,军用大飞机和民用大飞机确实是不可能做到一机通用。下面我们从研发途径和技术要求上详细解读这个问题。

  在航空航天领域,欧洲国家多次进行主力军用飞机的研制,一是可以减少对美国的依赖,提高自主独立性;二是在研发过程中可以根据实际情况与防卫需求达到最适合自己的性能取舍。欧洲国家的主力军用飞机往往侧重多用途能力和多功能性,尽可能地做到“一机多型”,利用一款机型实现多款机型的用途,追求效益最大化。

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众所周知我们一开始发展民用大飞机就是采用国际通用的路子,包括我们的发动机
航电系统,机体设计,更多的还是采用国际的资源,特别是我们最头疼的发动机。这样一来的好处是我们未来生产出来的飞机能够快速打入国际市场,更快的与国际市场接轨,至少未来能满足我们们国内的民用大飞机市场需求,但也正因为如此,导致以这种方式生产的飞机不可能作为大型军用运输机使用,原因是显而易见的,一旦过多依赖国际资源,万一将来有事,一旦在技术上受制于人,对于军用飞机无疑是致命的。这也就导致了为什么目前民用大飞机不可能改装成军用大型运输机。但即使随着技术发展,我们在民用大飞机的制作上能够完全实现国产化,也不会实现民用转军用,其他飞机还好说
特别是像运20这种大型的军用战略运输机,就完全不会由民用飞机改装而来,这主要由两种飞机的设计出发点不同所决定的,因为这两者的用途有着本质的区别。

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  夜色下的C-130运输机

从飞机的机翼设计上来讲,无论是空客还是波音的民用商业客机都是采用下单翼设计,而军用大型运输机像俄罗斯伊尔76,美国的C5
C17包括我国的运20,无一例外都是采用上单翼设计。这样的区别体现了两种截然不同的设计理念,而这背后所折射的是两种完全的用途和设计要求。

  欧洲联合开发的A400M运输机

  问世半个多世纪,如今仍然是美国在内的许多国家空军主力装备。C-130“大力神”的设计者、建造者常常自豪地说“大力神”是世界上最成熟、最成功的主力军用飞机,迄今为止,已有63个国家向洛克希德·马丁公司采购C-130运输机,70个国家装备使用C-130。这些“大力神”飞赴过青藏高原,也曾停歇于航母跑道,甚至飞至南北两极进行科考活动。对于“大力神”来说,没有到达不了的地方,也没有完不成的任务。

我们首先来看一下为什么民用客机都是采用下单翼设计,第一从外形上看,采用下单翼的民用飞机,其机翼上挂载是发动机基本上和起落架处于同一高度,这样一来飞机停在机场时发动机离地面的距离相对较近,由于民用客机的使用频率较高,这样就极大方便了发动机日常的维护保养,而这一点是上单翼的设计所不具备的。第二由于民航客机的发动机都是挂在机翼下面,采用下单翼设计时,机舱在机翼上面,机翼可以对发动机的噪音起到一个隔离的作用,相对于上单翼设计时发动机直接位于机舱旁,下单翼设计在提高乘坐的舒适度方面明显具有优势,这一点相信对于乘坐过大型军用运输机的人是深有体会。第三,采用下单翼设计的民航客机
飞机的起落架位于机翼上
,飞机起飞后可以收到机翼中,这样的设计不影响飞机飞行时的气动外形,对于减少油耗,提高经济性有很大作用。所以从这个角度出发采用上单翼设计的军用运输机显然无法满足民航飞机的使用要求。

  A400M运输机是迄今为止欧洲投资最大的军用飞机联合发展项目,旨在满足比利时、法国、德国、西班牙、土耳其、英国和意大利(后来意大利退出)对于未来运输机的需求,取代C-160、C-130运输机。新型运输机的性能指标较为先进,同时也十分适合欧洲国家的发展需求。A400M拥有比C-130更大的有效载荷和货舱,能够在野战跑道起降,并具备良好的可靠性和可维护性。能够具备较高的速度来提升运输效率,也可以在低空完成大型装备的空投,同时,在使用成本上要低于C-130运输机。这些性能指标就注定了A400M是一款先进水平远超C-130,能够执行战略运输与战术运输任务的先进运输机。

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接下来我们来看一下为什么军用运输机都是采用上单翼设计。相比于民用客机采用下单翼设计时发动机离地面距离较近带来的维护保养方便的优点,军用大飞机完全不可能采用这样的设计,因为现在世界各国的大型军用运输机,基本上都是要求能够做到在前线的野战机场能正常起降,跑道比较粗糙,起降条件恶劣,甚至直接在一块杂物遍地,弹坑密布的跑道上起飞,在这样的起降条件下,采用下单翼设计的民航客机显然无法适应,因为稍有不慎,飞机发动机就很有可能能吸入地面杂物或者撞到地面,这也就是为什么大型军用运输机采用上单翼设计,因为较高的发动机位置可以有效防止发动机吸入杂物或者撞到地面。所以在这一点上民用飞机无法达到军用运输机的使用要求。

  新型运输机的技术难度较大,即使各国投入了巨资,还是没能避免项目进度的拖延。A400M先后遇到了超重、载荷不达标等问题,项目严重超出预算。A400M项目陷入了危机,空中客车公司与各国都深深怀疑其后续可行性。随后,空中客车公司与各国陷入了长时间的协商与谈判,各国调整了各自的订单数量,并向空中客车公司提供了经济支持。此时A400M项目已经严重延期,直到2009年12月11日,A400M才完成了首飞。

  改装起落架后,能够在极地起降的C-130运输机

另一方面从两者的机体外形来看,民航客机的机体都是比较修长的,这样的好处是在飞行过程中可以减小阻力,节约油耗,提高飞机的航程,而军用大型运输机,像美国的C5A,C17.俄罗斯的安124,伊尔76
特别是我国绰号胖妞的运20,机体外形又短又粗,这样设计的着眼点首先是运输货物的体积和重量,特别是像主战坦克,自行火炮,野战防空导弹等一些陆军大型主战装备,而这一点是机体设计修长的民用大飞机无法比拟的,另外军用运输机的起落架都是在安装在机体上,在飞行时收到整流罩里,这样的设计无疑会增大空气阻力,增加油耗,经济性自然不如民用大飞,但是这也是必须付出的代价,因为军用飞机设计时首先要满足使用要求,在此基础上才考虑经济性。

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  朝鲜战争让美国人意识到,美国人装备的C-46与C-47运输机已经无法继续满足美军的运输、投送需求,起降性能、运输投送能力不再能够应对新的战场环境。美国军方需要一款能够在中等距离上运输投送士兵、装备的飞机,这种飞机尤其突出良好的野战机场起降能力,起降距离短,可以使用简易跑道。为满足这一需求,美国空军于1951年初开始了新型中型运输机的招标工作。

综合以上分析我们可以看出第一由于研制过程不同,采用国际技术的民航客机由于技术瓶颈问题无法改装成大型军用运输机,第二由于军用大飞和民用大飞的机翼和机体设计着眼点不同
也就不可能两者通用,更不可能相互取代。这也就是为什么我们即要研制民用大客机C919,又要研制军用大型运输机运20的原因。

  A400M运输机,机首顶部设有一具空中加油受油管

  洛克希德公司(现洛克希德·马丁公司)最终在竞标中胜出,并于1951年7月2日签订合同生产两架原型机YC-130。1954年8月23日,YC-130在洛克希德位于加利福尼亚州伯班克的工厂首飞,原型机在800英尺的距离上就完成了起飞,不仅满足了美国空军的性能指标要求,其机动性能更是远远超出预期。这次首飞给美国空军留下了深刻印象,随后,C-130运输机顺利投入量产,进入美国空军服役。

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  A400M运输机采用常规布局的设计,与主流运输机的布局类似。采用悬臂式上单翼与T形尾翼,在外形上A400M略显保守,但在设计的方方面面都具有创新。机身的主要材料为铝合金,同时大量使用复合材料。机翼、尾翼的大部分材料都是复合材料,舱门、起落架鼓包同样采用大量复合材料,大幅度减轻了飞机重量。翼盒在货舱顶部,起落架鼓包在机身两侧,均不会占用宝贵的货舱空间。主起落架可以调节高度,两侧起落架在不平坦的地形中可以设置不同的高度使机身高度水平,便于缩短货物在战区的装卸时间。

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把客机改成军用运输机的可行性非常低,甚至可以说是没有。这是由它们俩不同的用途、结构、材料来决定的。

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  在简易跑道起降的C-130运输机

客机是用来拉客的,乘坐舒适性非常好,机体密封结构和空气加压系统也很好。坐在机舱里,哪怕是飞上万米高空,乘客感觉也像在地上一样,不会出现高空缺氧症状。另外,无论是宽体客机还是窄体客机,它们都显得比较苗条。但军用运输机就不一样了。由于军用运输机主要是运载货物,机舱都非常宽敞,高大,所以军用运输机看起来也比较高大。既然是运输货物的,那在设计之初就不考虑它的乘坐舒适性了,而是考虑它的结构强度性。另外,军用运输机的机体后面有个大大的舱门,主要用来货物的装卸和空投,而客机是没有的。这样一来,飞机的密封性和空气加压系统就不如客机了。

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