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| 美C-5“銀河”戰略運輸機 |
現代戰爭具有突發性強、作戰節奏快、作戰強度大、物資消耗大、時效性要求高等特點,需要各軍兵種的全面協同,需要各種先進武器裝備迅速部署到位,因而從某種意義上說是在打后勤保障能力的仗,以大型軍用運輸機為主體的空中運輸可快速、靈活和有效地保障作戰人員和物資的供應,能快速遠距離提供機動能力,從而成為部隊戰略開進和快速部署的重要支柱,戰爭物資和武器裝備后勤供應的關鍵手段。因而在現代戰爭中,軍用航空運輸力量在某種程度上已成為決定戰爭勝負的重要因素。
一、軍用運輸機的使用與效果
軍用運輸機是軍事部隊執行快速部署,空運兵員、作戰裝備與軍用物資、撤離傷病員和進行空降空投等軍事任務的運輸機。空中運輸在整個軍事運輸系統中具有較高的戰略地位,空運和海運、陸運一起組成完整的軍事運輸系統。現代軍用運輸機的巡航速度一般可達800∼900千米/小時,是陸上運輸速度的15倍,海上運輸速度的25倍,因此可以說是這三種運輸手段中最快捷的。現代大型運輸機的航程已達數千千米,可覆蓋遼闊的疆土,經空中加油后,可實施全球性運輸。所以,軍用運輸機尤其是大型軍用運輸機的裝備數量、技術水平和運載效能已成為衡量一個國家國防實力的重要標志。
近年來發生的海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗反恐戰爭和最近的伊拉克戰爭等軍事沖突正好說明了這一點。在上述軍事沖突中,以大型軍用運輸機為主的支援保障飛機首當其沖,動用規模接近主戰飛機,在整個作戰過程和體系對抗中地位十分顯著,這充分說明了大型軍用運輸機在快速、機動和大縱深作戰中的重要作用。可以說大規模應用軍用運輸機直接提高了整個部隊的機動和快速反應能力,加強了對戰爭進程的控制能力,增強了部隊持續作戰的能力。據統計,在1991年的海灣戰爭中,美國使用的軍用運輸機和臨時征用的民用運輸機共向海灣地區運送了539000噸的貨物和近50萬名各類作戰人員,執行了14000次遠程運輸任務。即使是作戰規模不是很大的阿富汗反恐戰爭中,美國動用的大型運輸機(C-5、C-17)也達到了140架。另外,在1999年科索沃維和行動中,俄羅斯出動6架伊爾-76大型運輸機,先將1000名士兵和物資運送到科索沃境內,然后空降200多名傘兵,以迅雷不及掩耳之勢搶佔了普裡什蒂納機場,贏得了俄羅斯同北約討價還價的重要籌碼。在剛剛結束的伊拉克戰爭中,美國出動C-17、C-130、C-5、C-141等大型運輸機,執行了2萬余架次的飛行任務,運送兵力約30萬人次,運送貨物12萬噸。美軍的強大空運能力為實現其戰略構想創造了條件,也滿足了戰場中機動運輸的要求。例如,當土耳其拒絕美軍使用其空軍基地時,3月31日,美軍15架C-17從意大利起飛,用9小時時間,將近1000名傘兵組成的第173空降旅空運到伊拉克北部,開辟了北方戰線。而採用海運將在土耳其的美軍運到伊拉克南部時,戰爭已經結束。
二、軍用運輸機的分類與特點
1、運輸機的分類
軍用運輸機可分為戰略運輸機和戰術運輸機兩類。主要承擔遠距離(一般是洲際間的)、大量兵員和大型武器裝備運輸任務的軍用運輸機稱為戰略運輸機,這類運輸機具有的特點是:載重能力強、航程遠,起飛重量一般在150噸以上,載重量超過40噸,正常裝載航程超過4000千米,能空降、空投和快速裝卸,主要是在遠離作戰地區的大型?中型機場起降,必要時也可在野戰機場起降。美國的C-5,俄羅斯的安-22、安-124、安-225、伊爾-76等都屬於這類飛機。
主要在戰區附近承擔近距離運輸兵員及物資任務的軍用運輸機稱為戰術運輸機。戰術運輸機一般是中小型飛機,起飛重量60∼80噸,載重量20噸左右,可運送100多名士兵﹔航程3000∼4000千米﹔大多安裝渦槳發動機,巡航速度通常為500∼700千米?小時。典型的戰術運輸機有:美國的C-130,烏克蘭的安-12和我國的運-8。戰術運輸機主要用於在前線戰區從事近距離軍事調動、后勤補給、空降傘兵、空投軍用物資和運送傷員,其特點是載重量較小,主要在前線的中、小型機場起降,有較好的短距起降能力。
2、軍用運輸機的技術特點
軍用運輸機的主要任務是運輸兵員、武器裝備、給養物資和空投傘兵及物資等,因此,其在作戰條件下的機場適應性和航路適應性以及主要通過盡量縮短在戰區起降裝卸時間體現的生存能力決定了作為一種武器系統的效能。正是軍用運輸機的這些任務決定其應該具有以下設計特點:
總體布局
常規大型軍用運輸機的總體布局一般採用上單翼、翼吊渦扇發動機、橢圓形寬機身、上翹的后機身+貨艙后大門、單垂尾+高平尾(T 形尾翼)﹔一般採用大展弦比超臨界翼型,高升力或增升裝置包括前緣縫翼或前、后緣襟翼等+外吹式襟翼系統等,以滿足低空空投、空降操穩性能要求並縮短起降滑跑距離。機身前部為雷達艙和駕駛艙,機身中段主要用作氣密貨艙,艙內備有各種裝卸及固定設備,可靈活更換。主起落架一般為多輪多支柱結構,能在低強度混凝土跑道和簡易場地起降。起落架收放及地面操縱由電液系統操作,並有機械式備份裝置。
動力裝置
大型軍用運輸機對動力的要求是大推力(推力必須比民用運輸機要大30%左右)、低油耗的先進渦扇發動機,推力必須比民用運輸機要大30%左右適於翼吊安裝。大型運輸機通常裝兩台以上大推力渦扇發動機,一般由民用高涵道比渦扇發動機改型而成。滿足單、雙發起降,以及空中停車再啟動性能要求。目前民用大涵道比渦扇發動機的最大推力已超過400kN ,起飛耗油率降至0.4kg/(daN ·h )。研制中的齒輪傳動的渦扇發動機涵道比達11 ,油耗將再下降9%。美國最新型C-17 戰略戰術運輸機所裝的F117 (民用編號PW2040 )發動機,屬於第二代大涵道比渦扇發動機,除了大風扇葉片特有的氣動、結構和包容技術外,還採用了NASA 節能發動機計劃的許多新技術,准三維氣動設計方法、小展弦比風扇葉片、可控擴散葉型、主動和被動的壓氣機和渦輪間隙控制、單晶渦輪葉片、粉末冶金渦輪盤、全權數字電子控制系統和短艙消聲技術。
系統結構
大型氣密艙內部結構可快速轉換以適應不同尺寸的載運裝備或空投貨物,結構按疲勞損傷容限設計以提高使用壽命,根據經濟性採用一定比例的復合材料以減輕結構重量而提高載重航程性能。主要設計技術包括大型氣密艙及其后部大門綜合設計(后大門周邊密封、貨橋大門功能、門鎖機構和艙門作動系統、大門系統功能可靠性及防差錯設計、門開啟后防抖動設計等),氣密載荷作用下非圓剖面的大開口結構強度設計,氣密艙結構細節抗疲勞設計和大載重貨艙地板設計,大型空投設備和大型貨物裝卸設備設計及大型貨物攔阻網機構設計,零部件、全機三防(防濕熱、防鹽霧、防霉菌)設計等。
航空電子系統
目前國外大型軍用運輸機一般採用先進成熟的綜合化的航空電子系統,使系統自動化程度大大提高,從而減輕了飛行機組人員的工作負擔﹔採用先進的通信、導航系統和"玻璃駕駛艙",以提高全天候執行任務和快速裝卸能力﹔加裝綜合電子戰自防護系統,以提高在敵后空投、空降時的戰場生存力﹔具有更完備的系統監控、故障診斷能力,以降低全壽命期費用。由於軍用運輸機經常要在復雜的氣象條件下、在沒有標記或不熟悉的航線上飛行,因此必須具有先進的飛行控制、飛行管理系統和高性能的地形測控雷達。所有系統設計均為多余度,以確保飛行安全、使用可靠。
今后航空電子系統將向高度綜合化、模塊化、通用化、智能化的方向發展。高度綜合化將進一步提高系統的信息利用和資源共享能力,減小系統的體積和重量,提高系統的可靠性、維修性、可測試性、可擴充性、通用性和生存能力,減輕對后勤保障的要求,降低全壽命周期費用。航空電子與控制應優先發展的關鍵技術有航跡管理、飛行員?飛行器界面、航空電子與控制綜合、控制功能應用、飛機能源和作動器等方面。
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