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1、運(yùn)20是中國(guó)自行研制的第一種大型運(yùn)輸機(jī),也是當(dāng)今世界上最重要的大型運(yùn)輸機(jī)之一。一般認(rèn)為,運(yùn)20的機(jī)長(zhǎng)47米,翼展45米,機(jī)高15米,最大起飛重量220噸,最大載重量66噸。相比之下,伊爾76(以最新版本伊爾76TD90為例)的機(jī)長(zhǎng)46.59米,翼展50.5米,機(jī)高14.76米,最大起飛重量195噸,最大載重量50噸;C17的機(jī)長(zhǎng)53米,翼展51.75米,機(jī)高16.8米,最大起飛重量265噸,最大載重量77.5噸;空客A400M的機(jī)長(zhǎng)45
2、.1米,翼展42.4米,機(jī)高14.7米,最大起飛重量141噸,最大載重量37噸;安70的機(jī)長(zhǎng)40.7米,翼展44.06米,機(jī)高16.38米,最大起飛重量145噸,最大載重量47噸。運(yùn)20的基本布局符合當(dāng)代大型運(yùn)輸機(jī)的主流,采用上單翼、高平尾、機(jī)腹多輪起落架和翼下發(fā)動(dòng)機(jī)布局。但飛機(jī)和人一樣,單純羅列主要身體特征,那所有的人都是一樣的。運(yùn)20也一樣,在外觀上和C17、伊爾76很相似,但有一些關(guān)鍵的不同。運(yùn)20的中央翼盒不穿過(guò)桶形機(jī)體,而在外
3、部和桶形機(jī)體連接,這造成了“駝背”的外觀。外置翼盒的好處是保持機(jī)體內(nèi)徑的完整,整個(gè)機(jī)艙長(zhǎng)度里機(jī)艙高度都是一致的,有利于按照最大高度裝載單件的長(zhǎng)大貨物。但外置翼盒的壞處也是明顯的,增加了阻力。不光暴露的翼盒本身增加阻力,用于和機(jī)體圓滑過(guò)渡的整流罩也加大,增加了重量和阻力。伊爾76對(duì)中央翼盒的位置是和運(yùn)20一樣的。相比之下,C17的中央翼盒穿過(guò)桶形機(jī)體的頂部,從機(jī)艙內(nèi)部看,可以看到翼盒明顯“侵入”中段機(jī)艙的頂部,局部降低了機(jī)艙高度,使得按照
4、前段和后段的最大高度裝載單件的長(zhǎng)大貨物不可能。但埋入機(jī)體的中央翼盒大大降低了阻力,整流罩較小則進(jìn)一步降低了阻力。外置還是內(nèi)置中央翼盒的做法不能簡(jiǎn)單地說(shuō)好還是不好,或者哪一個(gè)技術(shù)水平更高?,F(xiàn)代民航客機(jī)都采用內(nèi)置中央翼盒,中國(guó)的C919也不例外,盡管和世界上其他同類客機(jī)一樣是下單翼,而不是C17那樣的上單翼。就結(jié)構(gòu)而言,上置還是下置的內(nèi)置翼盒沒(méi)有原則差別,軍用運(yùn)輸機(jī)的機(jī)翼受力情況比較惡劣,但民航客機(jī)的翼盒還是主起落架的安裝點(diǎn),受力情況同樣嚴(yán)
5、峻。外置還是內(nèi)置翼盒的關(guān)鍵在于機(jī)艙內(nèi)部尺寸?,F(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)的主要任務(wù)不再是運(yùn)送人員,從C130到C17,運(yùn)兵量的增加與起飛總重或者載重量的增加簡(jiǎn)直不成比例,只要航程足夠,用C17運(yùn)兵比用C130運(yùn)兵一點(diǎn)優(yōu)越性也沒(méi)有。但C17增加的不僅僅是載重量,也是運(yùn)送長(zhǎng)大尺寸貨物的能力。現(xiàn)代裝備不僅有坦克那樣沉重至少增加2530%。增加的直徑使迎風(fēng)面積也增加38%,增加的濕面積也意味著額外的阻力。這一切都要求發(fā)動(dòng)機(jī)推力相應(yīng)增加。更大的運(yùn)輸機(jī)當(dāng)然具有更大的
6、運(yùn)載能力,但成本、油耗、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)提高,更何況有需求問(wèn)題。中國(guó)空軍并不需要C17一級(jí)的運(yùn)輸能力,或者說(shuō)負(fù)擔(dān)不起這樣豪華的能力,運(yùn)20采用外置翼盒是必然的。外置翼盒需要較大的整流罩,不光縱向需要更大的整流罩以便向機(jī)體上表面平滑過(guò)渡,橫向也需要較大的整流罩,以便整合翼根和機(jī)體之間的空間。較大整流罩的重量、阻力都增加,但內(nèi)部燃油空間也增加,所以并不是一邊倒的壞事。在載重量方面,已經(jīng)透露的66噸也是合理的,這和運(yùn)20的尺度相匹配。現(xiàn)在還不知
7、道這是配用4臺(tái)D30渦扇還是換用4臺(tái)國(guó)產(chǎn)新型大推力高涵道比渦扇后的載重量。4臺(tái)索洛維耶夫D30達(dá)到66噸的載重量似乎超過(guò)了通常認(rèn)為可能達(dá)到的水平。另一方面,索洛維耶夫D30是俄羅斯的第一代渦扇,中國(guó)正在為C919配套研制的CJ1000是第三代渦扇,并有消息說(shuō)中國(guó)還在用為殲10、殲11配套的“太行”的核心發(fā)動(dòng)機(jī)同步研制高涵道比渦扇,這些新型渦扇的推力和耗油都優(yōu)于D30,有望使運(yùn)20的性能達(dá)到新的水平。運(yùn)20具有巨大的三縫襟翼,用于在起飛、
8、降落時(shí)增升。有意思的是,運(yùn)20的襟翼設(shè)計(jì)和伊爾76很相像,但不同于C17。伊爾76使用后退式三縫襟翼,其中第一道襟翼和第二道襟翼之間有明顯空隙。這是供翼下高壓氣流穿過(guò)去,對(duì)翼上氣流產(chǎn)生拉動(dòng)作用,增加升力。這是一個(gè)比較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單、有效。當(dāng)然,簡(jiǎn)單是原理上簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)和制造上并不簡(jiǎn)單,至少比非后退式的簡(jiǎn)單襟翼復(fù)雜多了。但C17采用雙縫的噴氣襟翼,不僅有同樣的縫隙,供下翼面高壓氣流產(chǎn)生引射增升,還直接處于發(fā)動(dòng)機(jī)噴流之中,極大地增強(qiáng)了增升作
9、用,縮短起飛、降落距離。原理類似的吹氣襟翼在F4“鬼怪”式戰(zhàn)斗機(jī)上早就有應(yīng)用,但那是從發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)引出氣流產(chǎn)生增升,C17直接用發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣產(chǎn)生增升,增升效果強(qiáng)烈得多。運(yùn)20沒(méi)有采用噴氣襟翼可能有幾方面原因。除了噴氣襟翼本身的技術(shù)難度外,發(fā)動(dòng)機(jī)推力不足可能是最大的障礙。噴氣襟翼放下后,接受發(fā)動(dòng)機(jī)噴流的吹拂,將噴流部分向下偏轉(zhuǎn),并通過(guò)縫隙引射增升,增升效果明顯。同時(shí),噴氣襟翼要求發(fā)動(dòng)機(jī)的推力軸線緊貼下翼面,這樣才能是襟翼處在噴流之中。但發(fā)動(dòng)
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