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美俄下一代运输机发展状况
发布时间:2022-10-07 05:12:18 来源:华体会app首页 作者:华体会app下载地址
详细介绍

  大型军用运输机能够确保部队战略机动与战术投送的规模化、快捷性和突然性,在现代战争中发挥了至关重要的作用。同时大型军用运输机还可作为空中预警机、空中加油机、电子干扰机以及特种任务飞机等支援机型的改装基础平台,因此备受各国重视。特别是美、俄军事强国更是对下一代运输机开展了大量深入的研究,如美国“大鹏”超大型运输机、HWB混合翼身战略运输机以及CMV-22B新一代航母舰载运输机,俄罗斯伊尔-112V小型、伊尔-106重型、“大象”亚音速超大型以及“PAK TA”亚音速/超音速隐身重型侦察机。美、俄两国将引领着新一代运输机向着大型化、高速、长航时、隐身等方向发展,同时随着光电对抗、无线电、通信以及新材料等技术的发展,新一代运输机将具备更高的数字化与自动化能力。

  先进的运输机不仅能够实施高效空运、空降、空投,更是空中预警机、加油机等的重要研究平台,各国都十分重视下一代运输机的研究。尤其美、俄等军事强国,更是致力于设计建造适应现代战争需要的先进运输机。

  “大鹏”运输机由火神航空公司的子公司——Stratolaunch系统公司负责研发,旨在用该运输机将火箭运送到空中发射,使卫星发射更高效、成本更低。

  “大鹏”运输机采用了波音747-4006的六台发动机、起落架、航电设备等,机身、机翼采用由斯凯尔德复合材料公司提供的轻型复合材料制造,起飞重量可达840吨,已于2017年下线。

  此外,该运输机每个机身的主起落架各有六对轮胎,前起落架各有一对轮胎,与美国传统的运输舰起落架类似。

  该运输机将成为世界最大复合材料运输机,由美国原有航空工业的技术与产品整合而来,设计研发无技术风险,成本很低。

  洛克希德•马丁公司首次将新型HWB(Hybrid Wing Body)气动布局用于军用运输机的设计中,在设计巡航马赫数下,旨在设计研发一款起飞总重为200吨级,具有理想气动效率与低油耗的高亚音速HWB布局运输机。

  目前该型运输机尚在概念设计阶段,仅调研到部分参数,如采用2台双发的HWB布局、可携带100吨有效载荷、拥有与C-5运输机相同的特大货物运载能力、满载起飞滑行距离不超过1980米,单程飞行最远距离可达5926公里。

  由洛克希德•马丁公司公布的HWB运输机示意图可以看出,其机身前部为飞翼布局,后部为机身加尾翼传统布局,同时具有高气动效率与短起降距离,能够满足后机身货物装/卸载、空投需要,并具有低速操控的安全性。

  采用双发HWB布局设计,运输机将具备更佳的气动性能,采用新型发动机与更轻的结构;

  采用超临界机翼,保持较高经济航速,具有内部容积大、结构重量轻、翼展较短等优点;

  在机翼后缘内侧上部安装发动机短舱,将有效降低巡航阻力,可提升升阻比达5%。

  在机翼后缘上方安装两台超高涵道比涡扇发动机,能运输之前只有C-5运输机才能胜任的特大号货物,但燃油消耗比C17运输机节省了70%;

  涂敷能吸收雷达波的涂料,并采用大面积的吸波复合材料进行全覆盖,将传统翼下吊挂发动机形式改为翼上置形式。

  洛克希德•马丁公司的混合翼身布局(HWB)高效油耗战略运输机已经于2016年完成了缩比模型的低速风洞试验,获取了HWB布局载低速条件下的稳定性与操纵性数据,并且已经于2018年完成了低速测试。

  CMV-22B运输机未来将取代老旧的C-2A舰载运输机,担任新一代航母舰载运输机。

  该运输机有两个可倾转旋翼,每个翼尖安装两个三桨叶螺旋桨,主翼采用固定式(无需90度折叠)。由两台罗罗-艾莉森AE1107C涡轴发动机驱动。巡航速度将达到498公里/小时,飞行高度7600米,最大航程可达2157公里。据称该运输机载7吨货物情况下的设计航程比C-2远。

  CMV-22B运输机将装备乘员公共广播系统以及被改进的货物装卸照明系统;加装两个容量约227升的油箱,将前浮筒油箱重新设计,进一步扩大容量,以获得更远的航程与更长的滞空时间。

  短距起降模式的总载重23.4吨,垂直起降模式的总载重25.4吨,并可乘坐4名机组人员和23名乘客。

  将装备自动驾驶仪、前视红外系统、全球定位系统、惯性导航系统、战术空中导航系统(TAcan)、甚高频无线电导航、仪表着陆系统(ILS)与电传飞行控制系统;

  机头下方装备多传感器有效载荷吊舱,包括视频、光电(EO)和前视红外(FLIR)摄像机。

  2020年1月,首架CMV-22B“鱼鹰”运输机完成首飞任务。预计将于2021年与首次用于部署的F-35C“闪电”Ⅱ舰载隐身战斗机中队一起部署在“卡尔•文森”号(CVN-70)核动力航母上。CMV-22B“鱼鹰”运输机将是本次部署的关键所在。

  CMV-22B将被用于特种作战小组的运输、从岸到航空母舰的邮件与货物运输,尤其是战斗机所需发动机的运输,以及被用于执行海上作战搜救(CSAR)任务。

  未来贝尔直升机公司将在CMV-22B倾转旋翼机的基础上继续优化,发展下一代CMV-44倾转旋翼机,其机翼数量或增加至4个,每一机翼末端都会装上一个可以倾转的短舱,体积将与C-130战术运输机相当,可以携带最多100名士兵或是20吨的货品。

  未来还将在V-22倾转旋翼机的基础上规划研发新的空中预警机和空中加油机。

  伊尔-112V是首款所有部件与装置均由俄罗斯制造的军用运输机,只使用国产零部件。伊尔-112V,可运载5吨货物,满载时可飞行1200公里,或在装载3.5吨货物的情况下飞行3500公里。该机需要两名飞行员,可以在短至1200米的跑道上降落。

  配备了两台由联合发动机制造集团公司研制的最新版本的TV7-117ST涡轮螺旋桨发动机,最大起飞模式功率为3100马力,具备世界级水平的模块化以及节约油耗水平。

  通过金属材质使用铝-锂合金替换硬铝材料,在方向舵、舱门等次要结构上使用复合材料,并采用复合材料桨叶等,还换装机载设备和液压系统等优化设计使飞机起飞重量减轻了2.08吨。

  由无线电技术集团负责研制,装备了激光照射告警(可探测激光近炸引信)、紫外光探测和雷达照射告警系统;

  此外,俄罗斯无线电电子技术集团(KRET)将供应自动控制系统,技术动力控股公司则为该运输机开发了起落架、液压系统与供电系统。

  2019年3月,伊尔-112V已经成功完成首飞。长24米的伊尔-112V在空中飞行了约45分钟,时速约为250公里,能在空中环绕试验场飞行几圈后着陆。

  伊尔-112V未来将取代正在退役的安-26飞机机队,将用于运送军人、装备和各种武器。

  伊留申航空集团将着手建造替代安-124“鲁斯兰”的军用运输飞机,目前“伊尔-106”已列入计划中,现阶段正在进行初步设计,据称将于2022~2023年完成研制。

  据设计方案,“伊尔-106”是一种四发喷气式运输机,空重为135吨,最大起飞重量超过258吨。长57.6米,翼展58.5米,高度19.93米,能有效承载80吨载荷飞行5000公里,巡航速度可达850公里/小时,升限14000米。

  “伊尔-106”将采用带有翼梢小翼的上单翼和类似安-124的低置平尾,是一种上单翼式全金属飞机,并带有半硬壳式机身,根据伊留申公司的数据,俄联合发动机制造集团已开始研发适用于该运输机的新式发动机。

  此外,该运输机还将配备数字电传操纵控制系统和多功能LCD显示器。并且针对目前俄军装备的“阿玛塔”坦克、S-400反导系统等,还将对该运输机进行整体布局优化,使其既能实现快速装卸,又能满足载重要求。

  伊尔-106将具备和安-124相同的货舱尺寸,但将采用新型航空材料、新引擎与新的航空电子设备,并将改进气动布局与其他关键系统等,以增加其隐身、电子对抗与联合作战能力,并将进一步提高燃油效率,降低噪音,提高使用寿命以及增大作战航程等。

  尽管载重能力逊于安-124,但要强于俄罗斯自研的所有军用运输机。目前伊尔-106型运输机仍然处于设计评估阶段,俄未来还可以根据需求放大其尺寸,使之达到安-124运输机的水平。

  2019年11月,俄罗斯中央空气动力研究所对外公布了“大象”超大型运输机风洞模型,将其定义为安-124运输机的后继机。

  “大象”运输机在尺寸上要超过安-124运输机,但是具体尺寸尚未被公布(以安-124为参考,其长度为68.96米)。“大象”运输机将延续安-124的总体气动布局,运载上限大大超越了安-124(仅为150吨)。

  配备4台PD-35翼吊大涵道比涡扇型发动机(正在研发阶段),最大的推力可达35吨;

  PD-35全重为8吨,风扇直径为3.1米,核心为九级高压压缩机和两级涡轮,更具燃油经济性。

  运载150吨货物飞行7000公里;在180吨最大有效载重飞行时,最远航程4900公里。

  “大象”运输机设计的最大特点是把机身中央段作为承力核心,其余主要结构元件如机翼和主起落架都安装在该主要单元上,从而使“大象”具有很强的设计扩展能力。

  “大象”采用上单翼,机头可打开以装载货物,货舱地板高度较低。该运输机分为军用型与民用型,其中军用型的货舱宽6.4米,高5.2米,能够装运俄军现役绝大多数大型军事装备。

  “大象”运输机方案属于探索研究,还处于技术储备阶段,据称其综合性能将优于安-124。

  俄罗斯正在设计能够将阿玛塔主战坦克和弹药运送到世界上任何地方的新概念运输机——“PAK TA”。

  “PAK TA”设计分为亚音速型与超音速型两种。目前俄罗斯仅公布了亚音速型运输机的模型,其巡航速度为900公里/小时,可将80吨以上的载荷运送到4500公里之外。“PAK-TA”采用了多轮式前三点起落架,以先进的货舱技术、整体隐身、三发电力驱动、采用综合航电系统等为主要特征。

  大舱门、宽货舱,引入了先进的快速装卸管理系统和舱内装卸设备,具有自装卸能力;

  装备了先进的载荷管理系统,能精确测量载荷装卸引起的重心变化,并能够自动计且算显示出最佳装载位置。

  将翼身融合飞翼布局与常规布局两种布局方式结合,拥有大展弦比的机翼与宽体化的流线型机身;

  机体上方的背负式进气道与采用内置布局的两肋的风扇,均能有效防止地面雷达探测,并降低雷达反射截面积。

  机头雷达具有多种作战模式,地形规避模式、条带模式与聚束模式,使运输机具有全天候飞行能力,具备高分辨率和地面移动目标指示能力。

  此外,亚音速型“PAK TA”运输机的机翼翼梢设置有小翼,可提高飞行经济性、节省燃油;采用大型V型尾翼,兼具垂尾与平尾的功能,保证高空高速飞行状态下的航向稳定性;采用超临界梯形后掠翼,具有较高的启动效率,使其巡航速度可以达到900公里/小时。

  亚音速型“PAK TA”运输机兼具高航速、低油耗的优点,具有隐身性,能满足长航程需要,而载荷更高、飞得更快的超音速设计还未正式公布。

  据称,俄罗斯未来的超音速运输机将在“PAK TA”亚音速型的基础上进一步发展,最终实现超音速飞行(最高速度可达2000公里小时),飞行距离可达7000公里,并且能够将200吨载荷的人员与装备在7小时内准确投送至全球任何地方。

  小结:随着科技、军工业等方面的不断发展,重型军用运输机的性能也在不断地提升。通过对美、俄下一代运输机的研究状况分析可知:美俄都特别重视运输机谱系化的完整性,并针对下一代运输机发展进行了提前布局;美国大力开展了对翼身融合体及其变型混合翼身布局的重型运输机的概念和关键技术的研究,而俄对翼身融合体布局的研究尚处于探索阶段。尽管美俄对下一代运输机的要求有所不同,但均引领着下一代运输机朝着大型化、高速、长航时、隐身等的方向发展,并将具备更高的数字化与自动化能力。

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