中国大型运输机研制起点：伊尔-76最合适

中国大型运输机研制起点：伊尔-76最合适
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四川“5.12大地震”的突发，使我们更加关注大型运输机的发展。我国是一个幅员辽阔而且地形复杂的国家，因此大型运输机在国防、救灾等应急行动中具有十分重大的意义。

　　文／张鹏翼

　　这么多年来，中国一直未能自行研制和生产大型运输机。虽然中国可以大量进口民航客机，但是大型客机和大型运输机在使用上还是有很大差距，用客机改装的货运机也不能代替专用运输机。从西方国家采购大型军用运输机基本不可能，从俄罗斯引进的大型运输机数量也非常有限。因此，依靠从俄罗斯进口大型运输机，在数量上也无法得到保障。中国研制生产自己的大型运输机，已经到了刻不容缓的地步。

　　中国对于大型运输机的性能要求

　　中国的大型运输机应当能够满足国内全部地区的远距离输送任务，还应当能够作为预警机和空中加油机的平台。从这些任务需求，我们可以确定它的各项性能的限制：1.应当能够空运陆军的重型装备，尤其是主战坦克，其最大载重量应当超过50吨。同时，货舱的高度和宽度度应当能够容纳得下一辆主战坦克。2.中国幅员辽阔，南北最大距离5500千米，东西最大距离5000千米。从哈尔滨到拉萨的距离大约3500千米，从乌鲁木齐到台湾的距离3700千米。因此，运输机的最大载重航程(50吨)应当大干3700千米。3.大型预警机的每架次执勤时间应当不低于5小时。加上路途往返时间，其续航时间应当为7小时。由运输机改装为大型预警机，估计会增加15吨以上的载荷，而且预警雷达的天线会带来额外的阻力，因此，原型运输机的最大续航时间应当大于7小时，估计为9～10小时。4.应当具有15吨以上的重装空投能力，可以空投装甲车和火炮。5.具有在野战机场起降和高原起降能力。

　　我们假设飞机的空重为X吨，则根据大型运输机的一般规律，其最大起飞重量可以达到2x吨，则在满载情况下的载油量为2X-50一X=X一50吨。假设飞机巡航时(速度800千米，小时)耗油水平和伊尔一76飞机相当，则平均每吨每千米耗油约0+06千克(包括起飞、着陆用油和备份油)。由此可以计算2X×0.06×3700=(x一50)×1000。则可以算出x约为90吨(伊尔76是89吨)。由此我们可以推算，如果大型运输机要满足上述的

　　需求，那么它至少是一架和伊尔一76}N当大小的运输机。即空机重量90吨左右，最大起飞重量超过180吨。伊尔一76级别的大型运输机，在航程、载重量和续航时间方面，可以满足中国对大型运输机的性能要求。另外，伊尔一76最大空投重量20吨，可以在野战机场上起飞，有改造为预警机和空中加油机的先例。因此，伊尔一76级别的运输机，符合中国对大型运输机的各项需求。而我国又使用伊尔一76多年，有使用维护的基础，以伊尔一76为参考对象研制大型运输机，是可行的选择。

　　国产大型运输机的研制起点

　　伊尔_76研制年代比较早，技术已经相对落后，在研制大运输机的过程中，还有其它的参照对象可供选择，例如c一17和安一70。那么我们研制大型运输机到底应当选择什么样的起点呢?是偏于稳妥还是偏于先进性?这个抉择应当从我国的航空工业实际出发。

　　首先，发动机是大型运输机的心脏，也是大型运输机研制的基础。大型飞机一般采用大涵道比涡轮风扇发动机。

　　C一17的发动机为F-117一PW-100，也就是PW2040发动机的军用版。伊尔一76采用的发动机为D一30KP-2，伊尔一76的改进型伊尔一76MF采用的发动机为Ps一90A。

　　总体而言，D一30KP-2还略低于西方1977～1992年的水平，而PW2040和PS一90A相当于1993～2007年的水平。

　　我国在lO年内可以研制出的大涵道比涡轮风扇发动机，和cFM56相当，也就是相当于西方1977～1992年的水平，略高于D一30KP一2，但是还达不到PW2040和PS-90A的水平，总推力也相差较大。因此，还不具备研制C-17类型飞机的能力。

　　安一70飞机采用4台D-27桨扇发动机，这种发动机我国尚属空白，不利于国内在短期内进行仿制，因此不宜采用。而且安一70飞机总体尺寸比伊尔-76小，虽然它的最大载重量为47吨，与伊尔·76接近，但是最大载重时航程仅1500千米，而伊尔一76的最大载重航程为3800千米。安-70在载重和航程方面比伊尔一76还是有一定差距，因此，安一70还不能作为我国的大型运输机，但是可以作为中型运输机的考虑对象。

　　除了发动机以外，决定大型运输机研制基础的就是材料水平。伊尔一76采用的是传统金属材料，没有采用复合材料。而c一17在机体结构中采用了约8.1%的复合材料和10.3%的钛合金，安-70采用了约25%的复合材料。最新研制的大型客机波音787，采用了高达50%的复合材料。我国在复合材料方面的研制和生产都比较落后，只在最新研制的战斗机上适当采用了一定比例的复合材料。而且我国没有研制大型运输机的经验，因此不能在大型运输机上采用过高比例的复合材料。

　综合发动机和材料方面的水平，我们设计大型运输机的起点，应当选择稍高于伊尔一76的水准。由于技术的进步，我们在许多技术方面可以超过伊尔-76。

　　1.伊尔一76采用的是传统翼型，而现在超临界翼型在大型飞机上的应用已经比较成熟。采用超临界翼型可以降低约3%的阻力，从而增大飞机的航程。2.伊尔一76采用的是机械操纵方式，而现在电传操纵在战斗机上的应用已经成熟，完全可以用到大型运输机上。采用电传操纵之后可以带来以下的好处：可以实现无忧操作，避免飞机失速。尤其是因为大型运输机在飞行过程中耗油多，或者还要空投货物，重心变化较大。使用电传操纵可以放宽飞机重心移动的限制，便于驾驶。采取放宽静稳定度的设计，可以减少配平阻力，还能减小平尾面积，从而降低结构重量。采取机动载荷控制技术，可以减轻机翼局部载荷，降低结构重量。3.采用一定比例的复合材料，减轻飞机结构重量。4.在现有发动机基础上研制大涵道比涡轮风扇发动机，涵道比可以明显高于D一30KP一2，从而降低发动机耗油率(涵道比越大油耗越低)。5.采用先进的液晶显示器代替传统仪表座舱，提高飞机驾驶的综合化和自动化程度，机组成员可以由现在的7人减少到4人。 以伊尔一76TD为参考对象。伊尔一76TD空重约87吨，最大起飞重量190吨，最大载重量50吨，最大载油量85吨，最大载重时航程3650千米，最大载油时航程7800千米，最大续航时间约10小时。采用上述设计之后，估计空重可以降低到83吨，阻力降低3～5%，发动机油耗降低10%。

　　1假设最大载重量不变，则最大载重时燃油可以由53吨增加到57吨，加上阻力和油耗的降低，预计航程可以增加23～25%，达到约4600千米。2.假设最大载油量不变，则最大载油时航程可以增加14.5～17%，达到9000千米左右。最大续航时间约11.5小时。3.假设最大起飞重量不变，则最大载重量可以由50吨增加到54吨，航程增加14.5～17%，达到4200千米左右。

　　总体来看，相比伊尔一76TD有明显改进，但还达不到伊尔-76MF的水平。主要原因是伊尔-76MF采用的PS一90A发动机单台推力达到16吨，我国目前的涡轮风扇发动机还达不到这个水准。

　　但是伊尔一76MF由于沿用伊尔-76的系统设计，虽然采用了PS一90A发动机，其载重量和航程的增加仍然比较有限，不能完全发挥PS一90A的作用。若我国引进PS一90A作为国产大型运输机的发动机，则设计性能可以优于伊尔一76MF。缺点是暂时没有相匹配的国产发动机，影响飞机的国产化程度。若以上述的方案为起点，预留一定的空间，在研制出14吨以上推力的国产发动机之后，可以达到伊尔-76MF的性能水平。

　　大型运输机自1960-1970年代之后，其基本布局就一直没有太大的变化。大型运输机不像大型客机那样面临巨大的商业竞争压力。大型客机在

　　燃油消耗率、准点率、乘坐舒适性方面都希望能做到精益求精。而对于大型运输机来说，虽然也要追求先进性，但满足本国需要是首要目的。由于中国从未研制过大型运输机，技术基础有限，但需求又十分迫切，因此我们研制大型运输机应当选择恰当的起点，能够在预定的时间内研制出满足需求的飞机，而不应当盲目追求高技术。以伊尔-76为基准，适当使用当代已经成熟的先进航空技术，并留下一定的发展空间，是比较合适的选择。舰船知识第7期中国大型运输机研制起点：伊尔-76最合适
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四川“5.12大地震”的突发，使我们更加关注大型运输机的发展。我国是一个幅员辽阔而且地形复杂的国家，因此大型运输机在国防、救灾等应急行动中具有十分重大的意义。

　　文／张鹏翼

　　这么多年来，中国一直未能自行研制和生产大型运输机。虽然中国可以大量进口民航客机，但是大型客机和大型运输机在使用上还是有很大差距，用客机改装的货运机也不能代替专用运输机。从西方国家采购大型军用运输机基本不可能，从俄罗斯引进的大型运输机数量也非常有限。因此，依靠从俄罗斯进口大型运输机，在数量上也无法得到保障。中国研制生产自己的大型运输机，已经到了刻不容缓的地步。

　　中国对于大型运输机的性能要求

　　中国的大型运输机应当能够满足国内全部地区的远距离输送任务，还应当能够作为预警机和空中加油机的平台。从这些任务需求，我们可以确定它的各项性能的限制：1.应当能够空运陆军的重型装备，尤其是主战坦克，其最大载重量应当超过50吨。同时，货舱的高度和宽度度应当能够容纳得下一辆主战坦克。2.中国幅员辽阔，南北最大距离5500千米，东西最大距离5000千米。从哈尔滨到拉萨的距离大约3500千米，从乌鲁木齐到台湾的距离3700千米。因此，运输机的最大载重航程(50吨)应当大干3700千米。3.大型预警机的每架次执勤时间应当不低于5小时。加上路途往返时间，其续航时间应当为7小时。由运输机改装为大型预警机，估计会增加15吨以上的载荷，而且预警雷达的天线会带来额外的阻力，因此，原型运输机的最大续航时间应当大于7小时，估计为9～10小时。4.应当具有15吨以上的重装空投能力，可以空投装甲车和火炮。5.具有在野战机场起降和高原起降能力。

　　我们假设飞机的空重为X吨，则根据大型运输机的一般规律，其最大起飞重量可以达到2x吨，则在满载情况下的载油量为2X-50一X=X一50吨。假设飞机巡航时(速度800千米，小时)耗油水平和伊尔一76飞机相当，则平均每吨每千米耗油约0+06千克(包括起飞、着陆用油和备份油)。由此可以计算2X×0.06×3700=(x一50)×1000。则可以算出x约为90吨(伊尔76是89吨)。由此我们可以推算，如果大型运输机要满足上述的

　　需求，那么它至少是一架和伊尔一76}N当大小的运输机。即空机重量90吨左右，最大起飞重量超过180吨。伊尔一76级别的大型运输机，在航程、载重量和续航时间方面，可以满足中国对大型运输机的性能要求。另外，伊尔一76最大空投重量20吨，可以在野战机场上起飞，有改造为预警机和空中加油机的先例。因此，伊尔一76级别的运输机，符合中国对大型运输机的各项需求。而我国又使用伊尔一76多年，有使用维护的基础，以伊尔一76为参考对象研制大型运输机，是可行的选择。

　　国产大型运输机的研制起点

　　伊尔_76研制年代比较早，技术已经相对落后，在研制大运输机的过程中，还有其它的参照对象可供选择，例如c一17和安一70。那么我们研制大型运输机到底应当选择什么样的起点呢?是偏于稳妥还是偏于先进性?这个抉择应当从我国的航空工业实际出发。

　　首先，发动机是大型运输机的心脏，也是大型运输机研制的基础。大型飞机一般采用大涵道比涡轮风扇发动机。

　　C一17的发动机为F-117一PW-100，也就是PW2040发动机的军用版。伊尔一76采用的发动机为D一30KP-2，伊尔一76的改进型伊尔一76MF采用的发动机为Ps一90A。

　　总体而言，D一30KP-2还略低于西方1977～1992年的水平，而PW2040和PS一90A相当于1993～2007年的水平。

　　我国在lO年内可以研制出的大涵道比涡轮风扇发动机，和cFM56相当，也就是相当于西方1977～1992年的水平，略高于D一30KP一2，但是还达不到PW2040和PS-90A的水平，总推力也相差较大。因此，还不具备研制C-17类型飞机的能力。

　　安一70飞机采用4台D-27桨扇发动机，这种发动机我国尚属空白，不利于国内在短期内进行仿制，因此不宜采用。而且安一70飞机总体尺寸比伊尔-76小，虽然它的最大载重量为47吨，与伊尔·76接近，但是最大载重时航程仅1500千米，而伊尔一76的最大载重航程为3800千米。安-70在载重和航程方面比伊尔一76还是有一定差距，因此，安一70还不能作为我国的大型运输机，但是可以作为中型运输机的考虑对象。

　　除了发动机以外，决定大型运输机研制基础的就是材料水平。伊尔一76采用的是传统金属材料，没有采用复合材料。而c一17在机体结构中采用了约8.1%的复合材料和10.3%的钛合金，安-70采用了约25%的复合材料。最新研制的大型客机波音787，采用了高达50%的复合材料。我国在复合材料方面的研制和生产都比较落后，只在最新研制的战斗机上适当采用了一定比例的复合材料。而且我国没有研制大型运输机的经验，因此不能在大型运输机上采用过高比例的复合材料。

　综合发动机和材料方面的水平，我们设计大型运输机的起点，应当选择稍高于伊尔一76的水准。由于技术的进步，我们在许多技术方面可以超过伊尔-76。

　　1.伊尔一76采用的是传统翼型，而现在超临界翼型在大型飞机上的应用已经比较成熟。采用超临界翼型可以降低约3%的阻力，从而增大飞机的航程。2.伊尔一76采用的是机械操纵方式，而现在电传操纵在战斗机上的应用已经成熟，完全可以用到大型运输机上。采用电传操纵之后可以带来以下的好处：可以实现无忧操作，避免飞机失速。尤其是因为大型运输机在飞行过程中耗油多，或者还要空投货物，重心变化较大。使用电传操纵可以放宽飞机重心移动的限制，便于驾驶。采取放宽静稳定度的设计，可以减少配平阻力，还能减小平尾面积，从而降低结构重量。采取机动载荷控制技术，可以减轻机翼局部载荷，降低结构重量。3.采用一定比例的复合材料，减轻飞机结构重量。4.在现有发动机基础上研制大涵道比涡轮风扇发动机，涵道比可以明显高于D一30KP一2，从而降低发动机耗油率(涵道比越大油耗越低)。5.采用先进的液晶显示器代替传统仪表座舱，提高飞机驾驶的综合化和自动化程度，机组成员可以由现在的7人减少到4人。 以伊尔一76TD为参考对象。伊尔一76TD空重约87吨，最大起飞重量190吨，最大载重量50吨，最大载油量85吨，最大载重时航程3650千米，最大载油时航程7800千米，最大续航时间约10小时。采用上述设计之后，估计空重可以降低到83吨，阻力降低3～5%，发动机油耗降低10%。

　　1假设最大载重量不变，则最大载重时燃油可以由53吨增加到57吨，加上阻力和油耗的降低，预计航程可以增加23～25%，达到约4600千米。2.假设最大载油量不变，则最大载油时航程可以增加14.5～17%，达到9000千米左右。最大续航时间约11.5小时。3.假设最大起飞重量不变，则最大载重量可以由50吨增加到54吨，航程增加14.5～17%，达到4200千米左右。

　　总体来看，相比伊尔一76TD有明显改进，但还达不到伊尔-76MF的水平。主要原因是伊尔-76MF采用的PS一90A发动机单台推力达到16吨，我国目前的涡轮风扇发动机还达不到这个水准。

　　但是伊尔一76MF由于沿用伊尔-76的系统设计，虽然采用了PS一90A发动机，其载重量和航程的增加仍然比较有限，不能完全发挥PS一90A的作用。若我国引进PS一90A作为国产大型运输机的发动机，则设计性能可以优于伊尔一76MF。缺点是暂时没有相匹配的国产发动机，影响飞机的国产化程度。若以上述的方案为起点，预留一定的空间，在研制出14吨以上推力的国产发动机之后，可以达到伊尔-76MF的性能水平。

　　大型运输机自1960-1970年代之后，其基本布局就一直没有太大的变化。大型运输机不像大型客机那样面临巨大的商业竞争压力。大型客机在

　　燃油消耗率、准点率、乘坐舒适性方面都希望能做到精益求精。而对于大型运输机来说，虽然也要追求先进性，但满足本国需要是首要目的。由于中国从未研制过大型运输机，技术基础有限，但需求又十分迫切，因此我们研制大型运输机应当选择恰当的起点，能够在预定的时间内研制出满足需求的飞机，而不应当盲目追求高技术。以伊尔-76为基准，适当使用当代已经成熟的先进航空技术，并留下一定的发展空间，是比较合适的选择。舰船知识第7期