運20，中國制造的新名片

高卓

當有一天上百架“中華鯤鵬”在世界各地翱翔，運20的意義在人們心中將自有評論。

2016年6月中旬，一組國產(chǎn)大型運輸機運20的新圖在網(wǎng)上流傳。圖中這兩架運20機頭側(cè)面“中國空軍”四個大字和垂尾上的五位數(shù)戰(zhàn)術(shù)編號明顯和之前的原型機不同，結(jié)合之前官方稱運20將在今年完成研制的說法，運20的研發(fā)應(yīng)當進入到了一個新階段。

從2013年1月運20首飛至今，所花的時間還不到三年半，從型號正式立項研制至今，也僅10年不到。這對于首次從頭走完大型飛機自主研發(fā)流程的中國航空工業(yè)來說，又是“中國速度”的一次耀眼的紀錄。而在2007年運20立項前，中國對軍用大型運輸機的認識有且僅有對伊爾一76十多年來的實際使用和維修經(jīng)驗。

盡管通過A-501/空警-2000這類對伊爾一76平臺的改裝，國內(nèi)對該機的結(jié)構(gòu)和氣動特點有了較為深入的了解，但想在此基礎(chǔ)上全面提升性能，對于之前實際批生產(chǎn)過的最大型噴氣式飛機也不過是轟6K這種起飛重量1 00噸上下，脫胎于上世紀50年代前蘇聯(lián)設(shè)計的“準大飛機”的中國航空工業(yè)來說顯然不易。

面對嚴峻的挑戰(zhàn)和部隊的急需，是否應(yīng)當直接仿制伊爾-76的聲音一度不絕于耳。的確，仿制伊爾-76看起來是一個短平快的做法，但這也意味著艱難發(fā)展的中國大飛機又將陷入服役即落后的怪圈。如果說當年研制運10時以波音707為藍本還是技術(shù)儲備薄弱時的不得已而為之（而且波音707在當時并不落后），30年后的中國航空人沒有理由再去重復這一道路。

不走前人之路的底氣是強大的人才儲備。在擔任運20研制任務(wù)的中航工業(yè)第一飛機設(shè)計研究院（下文簡稱“一飛院”）中，青年科研人員占全院人數(shù)70%。依靠良好的人才政策，近些年，一飛院人才流失率幾近為零。難怪在看到運20酋飛的央視報道畫面時，許多觀眾都感慨于這支隊伍竟然這樣年輕！年輕的隊伍天生有著創(chuàng)新的基因。運20的“中國速度”不是憑空靠口號實現(xiàn)的，是一項又一項以前看來似乎被國外徹底壟斷的高新技術(shù)換來的。

筆者這里僅列舉兩個例子，首先是基于三維模型的產(chǎn)品數(shù)字化定義技術(shù)（下文簡稱MBD技術(shù)）。簡單說，之前計算機輔助設(shè)計剛剛引入航空業(yè)時，飛機在部分設(shè)計環(huán)節(jié)上還不能脫離實體圖紙，但在應(yīng)用MBD技術(shù)之后，飛機設(shè)計就徹底無紙化了。國外也僅有波音787，空客A380和A400M等少數(shù)型號使用了MBD技術(shù)。和傳統(tǒng)的設(shè)計方法相比，運20的設(shè)計周期縮短40%，生產(chǎn)準備周期縮短75%，制造周期縮短30%。

另外在飛機設(shè)計特別是大型飛機設(shè)計中，不斷的細節(jié)改進在所難免。原本氣動、結(jié)構(gòu)和強度等設(shè)計組各自為戰(zhàn)，這樣在改進其中一個方面時就難以估計帶來的對其他方面的影響，整體改進周期偏長。而多專業(yè)關(guān)聯(lián)設(shè)計技術(shù)使得這些設(shè)計組能夠擰成一股繩，例如傳統(tǒng)上需要7天完成的機翼協(xié)同更改，采用關(guān)聯(lián)設(shè)計后，僅需半天?！瓣P(guān)聯(lián)設(shè)計至少為型號研制搶回了8個月?！边\20總設(shè)計師唐長紅如是說。

至于國外大飛機研發(fā)中常見的異地協(xié)同設(shè)計制造技術(shù)，以及其他高科技制造企業(yè)中普遍采用的企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）/制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），都在運20的研制中閃耀著光芒。這一筆筆由運20這個型號帶來的財富，既造福了型號研制本身，更重要的是使得中國航空工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級有了國外也不敢小覷的實際成果，正如一位西方專家所說，他并不看重中國造的大飛機本身，他在意的是由此反映出的整個中國基礎(chǔ)工業(yè)水平。

雖然從全局角度看，運20相比伊爾-76具體技術(shù)上的超越是較為次要的，但為了展現(xiàn)研制中技術(shù)創(chuàng)新的成果，這些方面還是值得多說幾句。限于設(shè)計年代較早等原因，伊爾-76沒有采用超臨界機翼、吹氣襟翼和翼梢小翼等先進增升技術(shù)，但憑借前蘇聯(lián)在大型飛機設(shè)計領(lǐng)域深厚的積淀，該機的總體升力系數(shù)仍然非常出色。因此運20在現(xiàn)階段使用與之相同的發(fā)動機時仍能在主要指標方面趕上并超越伊爾-76，整體設(shè)計水平非常高。

從運20首飛至今，官方公開了運20的不少試飛數(shù)據(jù)，尤其以66噸的最大載重量最為外界津津樂道，這和很多軍事愛好者習慣用這兩項指標去衡量運輸機性能的優(yōu)劣有關(guān)。不過對于這個級別的運輸機來說，只要合理調(diào)配裝載重心，把貨艙載重塞到70噸左右并不是特別難的事情。例如實際正常最大載重量為40噸的伊爾76基本型在1975年的試飛中，就曾在內(nèi)載荷多達70噸貨物（包含大量配重物）的同時完成了1000千米閉合航路飛行的壯舉。

因此運20真正關(guān)鍵的重量指標是220噸的最大起飛重量，如果這個指標不是極限起飛重量，那意味著運20在和伊爾-76載運相同重量的貨物時擁有更大的載油量，飛行距離更遠。實現(xiàn)這一超越，除了更加出色的氣動/結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料應(yīng)用水平之外，運20的全數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)也功不可沒。它擴展了飛機的安全操縱邊界（特別是在起降階段），使得氣動設(shè)計的潛能得以充分發(fā)揮。如果中國不具備研發(fā)大型飛機數(shù)字式電傳飛控系統(tǒng)的能力，那么即使其他方面能夠做到世界頂級水平，運20也很難在這方面比伊爾-76提高太多。

不過運20在基本指標上相對伊爾-76的更大優(yōu)勢還是貨艙容積方面，畢竟在部隊實際使用中絕大部分隋況都不會裝載到最大載重量。根據(jù)公開論文可知，運20貨艙寬4米以上，高4米左右，除了能夠運輸陸軍絕大部分主戰(zhàn)裝備之外，部分空軍大型裝備，如遠程預警雷達和“紅旗”9這類大型地空導彈系統(tǒng)也可以通過運20轉(zhuǎn)運。在2015年土耳其擊落俄羅斯空軍蘇-24戰(zhàn)機后，俄軍就曾使用安-124大型運輸機將S-400地空導彈系統(tǒng)轉(zhuǎn)運到敘利亞赫梅米姆空軍基地，迅速加強了基地的防空力量。

當然，這種“有容乃大”對滿足空軍航空兵自身的需求也有重要意義。由于新一代航空兵主戰(zhàn)裝備，特別是殲10、殲11等第三代戰(zhàn)斗機以及大型特種機的配套保障車輛型號復雜、數(shù)量較多，從近年來的公開報道看，即使是保障殲擊航空兵大隊級別的跨區(qū)轉(zhuǎn)場部署，只用一架伊爾一76都難以將所需保障車輛一次性全部運走，而出動兩架伊爾-76又稍有浪費運力之嫌。而且部分型號如蘇=27/30的某些配套保障車輛高度超高，連伊爾-76都難以運輸。而這些問題在運20服役后都將迎刃而解，空軍航空兵的全疆域作戰(zhàn)能力將進一步提升。

說到全疆域作戰(zhàn)，由于中國幅員遼闊，地形種類繁多，軍方向來對戰(zhàn)機的高溫高原操作能力要求較高。但由于前蘇聯(lián)境內(nèi)的高原最高的平均海拔也就2500米左右，因此和早期型米-17高原性能不佳類似，伊爾-76在高原使用中運力也受到了一定限制（當然比同等條件下運8的運力還是高很多，因此空軍進藏保障任務(wù)仍然以伊爾-76為主要使用機型）。

因此針對運20的使用需求，在其配套發(fā)動機的研制中，無論是第一階段對伊爾-76使用的D-30KP-2的研仿改進，還是第二階段研制國產(chǎn)高涵道比發(fā)動機，都重點考慮了高溫高原特性。根據(jù)俄羅斯媒體報道，在過去的5年內(nèi)，中國共向俄羅斯引進了200余臺D-30KP-2渦扇發(fā)動機，除了裝備轟6K和用作伊爾-76機隊的備用發(fā)動機之外，留給運20使用的發(fā)動機已經(jīng)不是很多。由于近一兩年也沒有報道證實俄方與中方又簽訂了后續(xù)訂單，而D-30KP-2的國內(nèi)版本研制進度也頗為順利，運20很可能會在生產(chǎn)過程中順利過渡到使用國產(chǎn)發(fā)動機的階段，該發(fā)動機也可以用作現(xiàn)役伊爾-76/空警-2000和轟6K的備用發(fā)動機。

盡管在氣動、結(jié)構(gòu)和飛控三方面設(shè)計結(jié)合非常良好的運20即使使用D-30KP-2這樣上世紀70年代水平的發(fā)動機仍然能夠達到幾個主要的載重指標，但D-30KP-2推力較低、耗油量偏大的缺點終歸限制了運20的前線機場起降能力和續(xù)航力指標的進一步提高。而且考慮到運20未來很可能會被用作大型特種機平臺，預警機這類電子設(shè)備數(shù)量多功率大的型號對機體平臺發(fā)電配電能力的高要求也不是D-30KP-2能夠扛起來的。

因此，雖然依靠國產(chǎn)版D-30KP-2可以滿足部隊的急需，但國產(chǎn)高涵道比渦扇發(fā)動機也需要充分利用這個緩沖期將性能完善起來。除了最基本的推力/推重比，耗油率等硬指標之外，新發(fā)動機在可靠性方面也需要盡可能達到已經(jīng)十分成熟可靠的D-30KP-2的水平，防止出現(xiàn)使用新發(fā)動機的運20反而在出動率上不如現(xiàn)有版本運20的情況。

除滿足國內(nèi)正常戰(zhàn)備訓練需要之外，隨著新時期人民空軍承擔非作戰(zhàn)類行動，特別是海外行動需求次數(shù)的增多，作為這類行動中的主要機種甚至是唯一機種，目前在我軍中數(shù)量還很稀少的大型運輸機，其使用頻率完全可能超過殲擊航空兵一線部隊的三代機。從運20首飛后幾年來空軍仍然不斷從俄羅斯進口二手伊爾-76來看，部隊對大型運輸機的訂貨剛需仍然很大。

由于運輸機相對戰(zhàn)斗機的使用壽命較長，而試飛科目特別是高過載試飛科目相對戰(zhàn)斗機又少了很多，因此參考美國在C-17研制完成投入量產(chǎn)后將部分原型機改裝后交付部隊使用的做法，運20原型機中較晚出現(xiàn)的若干架也完全有可能在改裝后交付部隊，以彌補大型運輸機早期生產(chǎn)中難免存在的速度較低的情況。

雖然中國在大批量生產(chǎn)先進戰(zhàn)術(shù)飛機上早已取得了充足的經(jīng)驗，但批量生產(chǎn)真正的大飛機仍然是一個我們從未真正挑戰(zhàn)過的領(lǐng)域。在這一點上，來自外界的幫助也無法起到什么作用——即使是伊爾-76系列最新改型伊爾-476，在生產(chǎn)程序上也基本是當年的老一套，只是在部分生產(chǎn)設(shè)備上進行更新。而在這一領(lǐng)域世界領(lǐng)先的美國等西方國家對中國執(zhí)行的是嚴格的技術(shù)封鎖。

但從前文提到運20在研制過程中就已成功應(yīng)用了一系列處于世界先進水平的新技術(shù)來看，這一難關(guān)也絕不是不可戰(zhàn)勝的?？紤]到西飛還承擔著其他國家重點型號的試制和生產(chǎn)任務(wù)，未來運20即使達不到C-17那樣巔峰期每年16架的交付數(shù)量，每個月能夠交付1架也已經(jīng)足以為之驕傲。

不過這些都是幾年以后的事兒了。可以想象的是，在運20的產(chǎn)量還處于供不應(yīng)求的狀態(tài)時，每一架飛機都會交付運輸航空兵。所以很多軍事愛好者期待的將運20改為預警機和加油機的想法還得等等，前者可以靠最新服役的空警-500預警機暫且以“小平臺大預警”頂著，而后者可能就要靠把部分伊爾-76按照伊爾-78的標準加裝加油吊艙、可拆卸油罐和尾部加油員觀察艙才能實現(xiàn)了——而且這些飛機平時還得做好一有需求又得變回運輸機的準備。

當然在運20進入產(chǎn)能巔峰，特別是使用國產(chǎn)高涵道比渦扇發(fā)動機的版本出現(xiàn)后，大國空軍又怎么會不喜歡大平臺呢？在空警-500上驗證成熟的技術(shù)，在運20上的使用條件只會更好：相控陣雷達的直徑更大，空情引導員的戰(zhàn)位更多，機載設(shè)備的電磁兼容問題更容易解決，“新空警-2000”的愿景不難想象。而隨著中國空軍向著戰(zhàn)略空軍轉(zhuǎn)型的步伐進一步加速，隨著大型飛機比例的提高，加油速度更快的硬管加油技術(shù)也不再是可有可無的選項，屆時運20也將是改裝平臺的重要選項。

不同于使用和維護成本水漲船高，多數(shù)情況下還難得一用先進戰(zhàn)斗機，由于在和平時期也不乏用武之地，性價比較高的大型運輸機只要維護上不過于復雜，即使在小國空軍中也不乏它們的身影。而在世界大型運輸機中，美國的C-17雖然綜合性能傲視群雄，但已經(jīng)停產(chǎn)；俄羅斯的伊爾-476雖然還在生產(chǎn)，但由于沒有擴大機身直徑，因此運輸能力提高也有限；歐洲的A400M和日本的C-2，綜合性能與前兩者又不在一個級別上。所以運20如有余力投身國際市場，確也有其獨特的競爭優(yōu)勢，當然這顯然是后話了。

筆者并非航空從業(yè)人士，本文講述的或許還不及運20對中國空軍、中國航空工業(yè)乃至對中國軍隊和中國工業(yè)體系貢獻的九牛一毛。也許再過許多年，當有一天上百架“中華鯤鵬”在世界各地翱翔，成為新時代“中國制造”的名片的時候，即使無需文字的修飾，運20的意義如何，人們心中也將自有評論。

責任編輯：陳肖