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战力倍增器长期专注轰6的西飞如何令运20一举超越伊尔76

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2013年1月26日，J-20隐形战斗机首飞两年后，国产运-20战略运输机也腾空，成为20家族中第二位公开亮相的成员。在运-20诞生之前，国产运输机只有从苏联安-12衍生出来的运-8、运-9系列，最大起飞重量只有60吨以上，最大载重约20吨。由于这两个平台的性能有限，中国不得不从俄罗斯购买多批伊尔-76大型运输机，以满足海军和空军的远程运输需求。运-20的诞生不仅保证了国内对大型运输机的迫切需求，而且大大提高了性能。最大起飞重量突然增加到180吨以上，最大负荷为55吨。这仍然是运-20功率不足的过渡状态。最终设计目标最大起飞重量为220吨，最大负荷为66吨。对于国内航空业来说，可以从仿制改进中型机一步步入大型机自主研发阶段，可以说实现了历史性的飞跃。

拔地而起的运-20气势非凡

更重要的是，运-20项目的研发设计单位不是陕西飞机设计院，长期培育运-8、运-9系列运输机，而是西安飞机设计院，一直专注于轰-6系列轰炸机。俗话说，术业有专业化。很多人都很好奇西飞是如何被选为大运会的领导者的？如何成功完成运-20先进型号的研发？在这种情况下设计的运-20在全球先进战略运输机中的性能如何？

在运输-20之前，西飞长期专注于轰-6的改进生产

根据官方数据，目前运输-20的最大负荷约为55吨，有效航程7800公里（非满载），最大飞行速度约为750公里/小时；当负荷约为50吨时，可执行3000公里或5500公里的单向远程运输任务。相比之下，俄罗斯伊尔-76的最大负荷约为48吨，有效航程为7800公里（非满载），最大飞行速度为860公里/小时。其中，当基本伊尔-76负荷为40吨时，它有能力执行约2500公里或4500公里的单向运输任务。

最初计划的运-20可以同时运输主战坦克和步兵战车

美国作为全球战略运输机技术标杆C-17A，最大负荷高达78吨，有效航程11600公里（非满载），最大飞行速度约830公里/小时。当负荷为70吨时，可执行约4000公里或7000公里的单向运输任务。因此，从载重、航程、速度三个最基本的数据来看，运-20基本上超越了伊尔-76，但与美国相比C-17A差距仍然很大。事实上，无论是俄罗斯伊尔-76还是美国C-17A，运-20的发展起着至关重要的作用。

美军C-17A运-20具有重要的参考作用

1991年，中国从俄罗斯引进了10架民用运输伊尔-76，最终交付给空军联合航空部队。在随后的使用过程中，它逐渐理解和掌握了这种大型运输机的应用和设计概念。进入21世纪后，在空警-2000预警机的发展过程中，从俄罗斯获得了少量伊尔-76。为了满足空警-2000的改造需求，对伊尔-76进行了破坏性静态结构试验，进一步了解了内部结构特点，对于缺乏大型运输机设计和生产经验的中国航空业来说非常宝贵，积累了一定的技术基础。2007年左右，与俄罗斯达成的引进38架伊尔-76/78尔-76/78的协议结束了，坚定了我们独立发展大型运输机的信念，极大地促进了运-20的诞生。

伊尔-76的引进也是重要的经验积累

把这个重任交给西飞的原因并不复杂。一方面，西飞在空警-2000设计研发过程中发挥了非常重要的作用，对伊尔-76的技术特点和具体结构有了深入的了解。另一方面，虽然陕西飞机在运输-8的基础上已经研发了30多年，积累了大量的运输机设计和制造经验，但陕西飞机的设计单位毕竟只是企业管辖的设计机构，技术实力和储备不足以承担新型大型运输机的主要研发任务。此外，西飞早年曾牵头研发运-9四发大型喷气式运输机(不是今天的运-9)，后来因各种原因终止研发。因此，经过30多年的R&D改进-6系列，西飞承担了新型号运-20战略运输机的历史责任，最终交出的答案也让空军大吃一惊。

在研发空警-2000的过程中，西飞受益匪浅

目前使用俄罗斯运输-20D-30 KP虽然2型发动机与原计划的动力有一定差距，但最大负荷仍超过俄罗斯伊尔-76，航程相当，这也显示了中国航空业在气动设计、结构材料等方面的技术实力，特别是当研发经验几乎为零时，更有价值。经过分析，最重要的原因有三个：俄罗斯伊尔-76的使用经验和结构特征分析，美国C-17A国内航空技术井喷式发展的先进设计理念参考。三者相辅相成，相互促进，最终造就了运-20这款一飞冲天，成就了坤鹏之名的优秀型号。

运-20在抗疫中起着重要作用

首先，运-20具有俄罗斯伊尔-76的特点。运-20的整机外观设计符合当今趋势，配备先进的航空电力设备，采用新的驾驶机制。机身相对较宽、较短，似乎与伊尔-76有明显的不同，但这只是电子设备和战术应用趋势推动的外部形状变化。对于一架大型运输机来说，关键的承载力机构是机身框架和两侧的机翼，特别是机翼结构，这是对飞机性能影响极其关键的区域，从伊尔-76设计中可以清楚地看到。不仅机翼的布局和结构类型大致相同，而且机翼的形状和增加结构也明显相似。至于机翼的后掠角、安装角和下反角，几乎完全一致。这表明，在缺乏大型运输机技术积累的情况下，西飞仍然对最关键的应力结构设计保守，希望采用伊尔-76的成熟设计，确保整个项目的设计基础更加安全可靠。

伊尔-760的机翼设计明显借鉴

当然，参考伊尔-76的优秀设计并不意味着完全复制。事实上，2010年以后，俄罗斯也对伊尔-76进行了现代化，最初被称为伊尔-476，批量生产后被称为伊尔-76MD-90A型号。第一架原型机于2012年首次飞行，比运-20早了几个月，但最终交付时间比新设计的运-20晚了两年，直到2018年才交付。

最终的伊尔-76MD-90A，虽然通过延长机身、升级航空电力、优化结构等措施提高了性能，但也取代了新的PS-90A-76型发动机，起飞推力从117.6千牛增加到142千牛，巡航单位功率油耗也从0.71降低到0.6。但自苏联解体以来，俄罗斯在大型运输机领域几乎没有发展，技术实力严重下降，使伊尔-76MD-90A设计没有脱离旧机型的基础，载重和航程提升有限，但成本一路飙升。

伊尔-76MD-90A改进不彻底

当两国早年签署38个伊尔-76/78订单时，单机价格约为3940万美元MD-90A项目原型机的成本已达5500万美元，而俄罗斯空军在2012年签署生产协议时，价格已达1.15亿美元。在最后一次交付中，制造商还表示，这个单价是由于缺乏经验，估计成本是错误的。事实上，每次出售一个，它将损失约2800万美元。如果当年中国没有放弃38个伊尔-76/78订单，可以想象坚持下去会付出时间和金钱。

因此，中国最终吸收了伊尔-76的优秀设计，但放弃了原来的设计路径，经济指标和性能指标都非常前瞻性。当然，没有伊尔-76的旧设计概念，就必须建立一个新的设计和应用概念，这次西飞选择了美国系统C-17A。

目前运-20的装载能力也相当可观

冷战期间，苏联和美国在运输机领域的发展节奏惊人地相似。第一代机型分别是安-12和C-最新的130中型涡浆运输机一直在使用C-130J，以及中航工业在安-12基础上衍生的运-9，仍然是该领域的中坚力量。在安-12与C-130后，两国分别发展了更大的吨位和更强的承载能力C-141和伊尔-76大型喷气式运输机推出后C-以安-142为代表的洲际战略运输机，最大起飞重量超过300吨，最大运输重量超过100吨。最后，美国和俄罗斯都形成了由中型涡浆运输机、大型战运输机和洲际战略运输机组成的三级运输机系统（如安-225，由于没有大规模生产，计算）。

C-130是中型运输机中的常青树

早在80年代末，美国空军就意识到，C-虽然洲际战略运输机性能强，承载能力高（约118吨），但对起降机场的软硬件要求非常严格，因此在将重型设备和大量人员运输到高标准机场后仍需要C-141或C-130重新装载到前线野战机场，环节繁琐，耗时长，效率低。因此，美军萌生了将军C-141与C-5.有效结合性能特有效的想法，最终在90年代初诞生C-17A除了在世界上领先的性能外，大型运输机的设计理念也是当时最先进的。

C-性能强但使用不方便

C-17A最大负荷为78吨，位于C-141与C-5.能够满足美军对战略运输机的需求，并能够携带一辆M1A主战坦克跨洋运输（C-理论上，最大负荷为118吨，可运输两辆车M1A2.但为了保证运输安全，实际上只运输一辆)，原因是C-大部分负责运输的重型设备，C-17A基本能胜任。同时，C-17A它还具有在前线机场甚至野战机场起降的能力，具有反推力装置和特别强化的短距离起飞特性。相比于C-机场跑道至少需要2500米，C-17A它可以在典型的1300米野战机场成功起降，基本上适用于绝大多数军事机场，实现了大型设备运输与低起降要求的整合，可以称为现代大型运输机的技术基准。

C-17A在技术上引领发展趋势

相比之下，国内运输机队无疑况无疑比美国严重得多。美国空军在C-17A应用先进的设计理念来解决C-5和C-复杂的问题，属于现有设备的优化。然而，伊尔-76加运-8在中国早期装备的组合根本无法实现大型重型装备的运输，短期内也无法获得类似的美国制造C-5.洲际战略运输机，如俄罗斯制造的安-124，所以运-20不仅要承担伊尔-76原有的远程运输任务，还要考虑重型设备的战略运输任务。因此，运-20在设计中确定的66吨载重和约8500公里的航程，尽管它看起来与C-17A78吨载重和11600公里航程有一定差距，但实际上已经借鉴了C-17A依托自身技术基础，充分考虑技术风险下的合理选择。

运输-20的应用领域及C-17A很接近

事实上，运-20自诞生以来就被外界视为99A主战坦克的黄金组合。在伊尔-76的基础上，运-20大大提高了承载能力，但目标是66吨，也考虑到了与国内主战坦克的匹配。毕竟国产99A正常重量约为55吨。为了保证飞行安全，以66吨的最大负荷保留一定的剩余量仍然是一个合理的选择。但由于目前动力系统的拖累，运-20暂时无法做到这一点。当然，要想在基础薄弱的情况下实现与世界上最先进的机型的标杆，就必须在设计和制造技术上取得突破。

C-17A在沙漠临时机场起降测试战场适应性

目前，除了先进的驾驶舱和整套航电设备外，运-20基本符合美国C-17A，超越伊尔-76的最大特点是机身内部货舱的设计。根据中航公布的相关数据，运-20机身宽度约4.0米，超过伊尔-763.4米，可轻松兼容99A。战略运输机货舱宽度的扩大是大势所趋。毕竟，运输机运输的重型设备尺寸越来越大。只有更大的货舱宽度才能与更多的重型设备兼容。相比之下，俄罗斯伊尔-76最新型号伊尔-76MD-90A，由于货舱宽度没有改善，受到外界的批评，一般认为其性能改进有限，不符合现代运输理念。至于美制C-17A货舱宽度达到夸张的5.5米。当然，运输机货舱宽度的扩大注定要付出巨大的设计和制造成本。

C-17A身体更强壮

首先，机身宽度的增加将不可避免地导致机身横截面积的增加。最直接的影响自然是风阻力的增加，这就是为什么运-20看起来很圆，被外界亲密地称为胖女孩的原因。目前，运-20和伊尔-76基础型都搭载了四台D-30 KP2型发动机，但最大飞行速度却有非常明显的差距，尽管运-20已经应用了包括超临界翼形、后退式三缝增升装置等一系列先进气动技术，有效降低了飞行阻力，但在最大飞行速度上，仍然无法比拟上世纪70年代设计的伊尔-76。显然，如今的大型运输机对速度的要求并没有那么重要，而机体加宽对运-20飞行阻力的影响也可见一斑。

称运-20为“胖妞”不是没有道理

桶状结构具备天然优势

我们仍然缺少C-5这种级别的洲际运输平台

就目前来看，国内早年发展的20吨级运-8，如今已进一步演化出更先进的20吨级运-9，在飞行性能、战场适应能力和造价、维护成本上，取得了相当不错的平衡。如果再加上换装国产发动机之后，最大载重提升到66吨的完全体运-20，国产运输机队实际上已经形成了由运-20、运-9为主力的空中运输格局，基本能够满足当前的战略和战术运输需要。未来，运-30或将加入进来，进一步丰富和细化空中运力构成。像美制C-5、俄制安-124这类最大载重超过100吨的洲际运输型号，目前尚无国产型号研发计划流出，事实上，目前海空军在此领域的需求也不是很迫切。当国产运-20技术真正成熟后，在其基础上进一步拓展研发更大更强的洲际运输型号，应该没有太大难度。

未来还需要更大更强的洲际运输机

总的来说，运-20在国内相关领域几乎空白的情况下横空出世，无论是应用的技术水平还是设计理念，均达到了极高的水准，比起歼-20隐身战斗机和直-20中型运输机，在各自领域的地位也毫不逊色，不愧是“20”家族中的成员。唯一有所遗憾的就是仍在使用的进口D-30 KP2型发动机。好在官方已证实，运-20正搭载国产动力试飞，媒体曝光的影像也提供了佐证，这些或都表明运-20全面更换国产动力已经近在咫尺。届时，运-20的性能势必将再上一个台阶，与歼-20、直-20一样，实现从早期过渡型迭代为完全版的蜕变，在广袤蔚蓝的天空展示“鲲鹏”应有的磅礴气势。

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