又是美国设想中国实现!波音设想中的C17FE不就是运20B?

科技解析站 2023-11-04 20:24:24

2010年7月,美国波音公司在范登堡航空展上公布了战术版C17运输机策划案详情,这是该公司为确保未来十年内这款运输机的生命力而制定的最新计划。波音公司C17运输机业务发展副总裁认为,战术版C17运输机被命名为C17FE,为了实现节能目标,新版运输机机身会较其前身窄4英尺,发动机推力提高13%,燃油效率提高15%,可在1500英尺的跑道上起飞。据称,C17FE运输机仍可容纳两辆“斯崔克”战车,与现有运输机存在85%的通用性。

C17运输机

都已经造出C17这种同级别世界最强运输机了,为何波音仍计划研制C17FE这种瘦身版C17运输机呢?

其实原因也很简单,美军在使用过程中发现,当初为了尽可能满足装载需求,目标是研制一款体型远小于C5,但是货舱截面积基本相当的大型运输机。于是C17看起来比翼展差不多的伊尔76要粗壮很多,前者货舱截面积大致相当于后者货舱截面的2倍!这样设计好处是适装性非常高,几乎可以等位替代C5巨型战略运输机,又能兼顾C141大型运输机的部分任务。

总体来看,C17运输机较好兼顾了美军的战略运输和战术运输的双重需求,是一型很成功的运输机。然而,这款运输机仍然存在2个明显的不足。一是过于庞大的货舱截面导致该机油耗过大。同等载重的前提下,截面越大,其受到的弯矩越大,需要更强的结构强度才能承受。这就会导致货舱结构重量更大,而更大的机身截面也带来更大的空气阻力,两者都会带来更大的油耗。二是中央翼盒穿过货舱,造成宝贵的货舱空间被浪费。C17的货舱高度为4.11米,而受中央翼盒影响,其最小货仓高度仅3.76米。

为了解决这两个问题,波音公司这才提出了C17FE方案,也就是瘦身版C17方案,主要改进就是3点,一是将货舱宽度减少4英尺,货舱宽度从5.48米减少至4.2608米,二是将发动机推力再提升13%。三是优化翼梢小翼。

C17FE和C17A对比照片

通过这3点改进,C17FE的耗油率相比C17降低了15%,短距起降性能进一步提升,非常适合高强度战争。

我国的运20B与波音提出的C17FE方案大同小异并非偶然。

运20首飞时间是2013年,比波音提出的C17FE方案还要晚3年,作为忠实的“美粉”,我国向来喜欢摸着美国人“过河”。美国人走过的弯路我国常常凭借后发优势躲过去。作为追赶者,这种发展路线无可厚非,也是试错成本最小的追赶战略。

作为我国自主研制的首款大型运输机,运20设计之初肯定要参考美国、俄罗斯、欧洲等先进经济体的经验,博采众长。

机翼方面,运20采纳了俄罗斯的设计方案,翼盒位于货仓上方,不存在C17的货舱空间浪费问题。

C17货舱中段有翼盒穿过

货仓尺寸方面,运20避开了C17贪大求全导致结构重量过大,气动阻力过大带来的油耗偏大问题。

至于为啥没有效仿波音设计翼梢小翼呢?大概率是因为这东西并不全是优点,一方面会增加一定结构重量,另一方面巡航阶段会带来寄生阻力问题。节油方法有很多种,不一定要选择翼梢小翼这个方法。为了起飞阶段那一点点节油效果安装翼梢小翼是否值得,我相信设计人员比多数人更清楚。

运20B与C17FE相比,还有多大差距呢?

官方媒体报道称,运20A机长47米,翼展45米,货舱长20米,宽4米,高4米,容积320立方米,整体性能相当于伊尔476。这还是发动机落后一代的情况下做到的,而在换装涡扇20后,运20B在推力大增的前提下,耗油率还大大降低了,整体性能直逼C17FE。

对比发现,运20B采用的涡扇20直径与C17采用的F117-PW-100相当,预计两者推力基本上是在一个水平上的,载重大概率是基本相当的。但为何涡扇20看上去比F117-PW-100更加短粗呢?大概是因为涡扇20的涵道比更大,因此看起来更加短粗。如果这个推测没错,那么涡扇20的耗油率将显著低于F117-PW-100,那么运20B的耗油率甚至有望低于波音设想中的C17FE,比C17要低得多。

当然,涡扇20的推力要想超过F117-PW-100估计仍然比较难,因此运20B的推力估计难以达到C17FE的水平,其短距起降性能预计仍然无法达到C17FE的水平,但达到C17的水平还是可以做到的。

在货舱方面,运20B不存在中央翼盒穿过的问题,虽然长度更短,但高度略高,其整体适装性估计与C17FE相当。

总体来看,运20B的耗油率大概率要低于C17FE,但短距起降性能仍然不如,两者的货舱适装性基本相当,总体上可以认为运20B与C17FE相当。

运20B(上)与C17(下)

那么运20B的最大载重能够达到多少呢?

官方媒体报道早已证实,运20B设计水平远高于伊尔76系列运输机,总体性能与伊尔476相当。据了解,伊尔476的最大起飞重量为220吨,那就说明运20在采用涡扇18/D30-kp2的前提下,最大起飞重量就能做到220吨。

通过对比最近曝光的运20B与运20A同角度照片,我们发现运20B翼展比运20A略长,悬臂式上单翼高度也略高,如果没猜错的话,运20B的最大起飞重量将比运20A更大,那么最大载重预计也会有进一步提升,做到75吨甚至与C17相当是非常有可能的!

运20A(上)与运20B(下)

查阅资料得知,只要推重比做到0.2,运输机就能正常起飞,例如安124推重比仅0.23,而安225推重比仅0.22。涡扇20推力按照160千牛,推重比按照0.2来计算,运20B最大起飞重量可做到270吨,按照运20A的运力系数计算,其最大载重将高达81吨。如果追求短距起降性能,运20B最大起飞重量可能会降低到250吨左右,最大载重控制在75吨左右,略低于C17,但也足够满足我军需求。不追求短距起降性能的民用版运20F100最大载重甚至可能做到90吨!

《全球防务》杂志第2545期链接:

https://ep.cannews.com.cn/publish/zghkb7/html/816/node_030028.html

《新华网》关于运20的报道链接:

http://www.xinhuanet.com/mil/2016-06/30/c_129103427.htm?share_token=21b09d04-3d72-4805-9e3b-d4da4e6cb9a2&tt_from=copy_link&utm_source=copy_link&utm_medium=toutiao_android&utm_campaign=client_share - 【解读运-20优势:能运C-17不能装载的超高货物-新华网】... - 今日头条

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