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運20不適合改為預警機?其實優勢非常多且早有先例
送交者: 一劍破天 2017年12月21日21:47:51 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  預警機系統的載機選型一般有三個要求:足夠大的載荷,足夠大的機艙容量,足夠長的巡航能力。目前世界各國使用運輸機和客機改裝預警機的案例都有,如俄羅斯的A-50利用伊爾-76運輸機平台,日本的E-767使用波音767-200ER平台,總的來說,這些平台都能大致滿足預警機改裝的三點要求,但改裝後的品質也分高下。

  從載機的載荷和規模角度,一般預警機的雷達探測距離不能低於200千米,距離誤差不能小於100米,高度誤差不能小於1000米,因而這種雷達一定是中型或大型的,因而改裝預警機的運輸機平台自然也要足夠大。目前,全世界的預警機分為小型、中型和大型三類,其中大型預警機的電子任務系統在12噸-20噸之間,運-20的載重綽綽有餘,其他性能也基本全部滿足,即:最大起飛重量大於150噸,空載機中大於60噸,載油量大於30噸,續航能力7-9小時。

  但滿足基礎性能不代表最合適,對預警機而言,確保最大的探測範圍、最長的續航時間至關重要,而在這兩個參數上,運-20與客機相比時,就會稍顯不足,下面以日本的E-767預警機的波音767-200ER平台為參考對象說明這一問題。

  波音767-200ER的航程超過11000千米,巡航速度也在900千米左右,翼展 47.57米,長度 48.51米,翼面積290平米,正常載重時,續航時間為12小時以上。顯然超過運-20,這會給客機改裝的預警機帶來2大優勢:

  一是可維持更長的在位執勤時間和更少的出動架次。陸基預警機一般要求在距基地500-1500千米處執勤,約0.85馬赫的巡航速度計,起飛進入陣位到從陣位返回基地大約平均耗時2小時。這就意味着,如果運-20改裝的預警機能維持7個小時的執勤時間,那麼E-767就能維持10個小時,大約是前者的1.42倍,優勢較為明顯。二是可實現更大的探測範圍。機載預警雷達系統對目標的最大可見距離受限於自身巡邏陣位高度。客機一般採取大展弦比機翼構造,波音-767的展弦比較運-20高40%,根據升力係數和展弦比的關係,波音767客機的機翼升力要比運-20大7%,這就意味着,在任務系統重量相等的情況下,波音767的升限要高於運-20,自然也能站得高、看得遠,實現更大的探測範圍。

  需要說明的是,雖然波音767的確可以比運-20看得遠,但由於預警機巡邏陣位一般處於10000米高空的最經濟高度,因而這種看得遠在執行戰術任務時只有很少一部分時間被運用。但即便如此,運-20改裝的預警機真實探測範圍也要小於E-767,這是因為,預警機的圓盤狀雷達天線在飛行時會產生較大的誘導阻力(即圓盤天線的升力的後向分力),該力會將機身往上升方向提,導致預警機巡航時容易出現抬頭現象失去平衡,為了消除這種影響,預警機一般都將圓盤天線裝在機身後部,但如此安裝就會讓飛機的前機身和機翼阻擋雷達系統下視探測,相對波音767飛機,由於運-20運輸機的設計要求使得機翼弦長和機身體積更大,遮擋效應會更明顯,下部探測盲區也更大。

  當預警機的任務系統,特別是圓盤狀天線被安裝上之後,飛機的整體氣動布局發生重大改變,平台的整體飛行性能明顯變差,運輸機的性能下降效果要高於客機,如以A-50預警機的巡航速度下降為600千米/小時,E-767的巡航速度下降為855千米每小時,這使得空中作戰時,E-767可以和戰鬥機編隊飛行,而A-50則難以與戰鬥機巡航速度保持一致,對於作戰不利。

  此外,從上述列出的數據里可見,波音767-200ER的整機長度為 48米,運-20為47米,長度相近,但是波音767的機身截面更為規整,可充分減少機艙阻力,運-20機身更為粗短,雖然機艙阻力增加不少,但裝載大寬度貨物的能力更強,在空中飛行時,由於力臂較短,使用操縱面保持飛行平衡的難度更低。但也正是這個設計,讓運-20改裝的預警機較E-767在飛行性能上有所短缺。即,在後部機身安裝圓盤狀天線罩之後,飛機在飛行過程中,該天線罩不符合流線形空氣動力學原理,因而會在後部產生較大的紊流,該紊流會直接影響到飛機尾翼,導致飛機飛行維持平衡、操作機動難度加大,波音767由於機身形態較為穩定,但運-20的紊流會直接輸送給尾翼,因而,如果不對尾翼實施重新調整,運-20預警機的震顫、失控效應會非常強烈。

  此外,就飛行平穩性而言,運輸機考慮的首先是如何運輸貨物,即便對運輸空降兵時,也不要求對飛機遇到強氣流時的控制,而客機必須注重旅客體驗,因而盡一切可能的辦法,將飛機震顫降到了最低,對於預警機機組成員而言,客機改裝預警機的操作和生活舒適性顯然更好,運輸機的操作和生活舒適性也能接收。但對於雷達任務系統而言,卻沒有那麼可以接收,因為這會加寬雷達主瓣波束、降低主瓣增益、提高旁瓣電平,帶來的效果是探測距離、精度和抗電子干擾能力的下降。

  客機的最後一個優勢是安全性、維護性極佳,客機的使用壽命和平均維修時間遠遠超過軍用飛機,維護保障方法先進,程序簡單,單架次飛機成本低,而運輸機在這方面就被遠遠的甩在了後面。

  論述至此,可以看出,客機改裝預警相對運輸機是十分明顯的,但這並不表明運輸機完全沒有任何優勢:一是運輸機改裝的預警機的機動性和防護性更好。運輸機設計之處就考慮在危險區域、航線上作業的需求,因而在盤旋、下降、機體防護性能上更加用心,一般一枚導彈難以擊落,而客機則不然。二是運輸機改裝的預警機機場適應性強。運輸機非常強調短距起降能力,甚至可以在野戰機場、平地上降落,以增加可進入、使用機場的數量,而客機對跑道的長度、平整度都有極大的要求,難以在前線作業。

  綜合評估預警機和運輸機改裝預警各自擁有優勢,就實踐而言,大型預警機平台應儘量使用客機改裝預警機,以最大限度的實現長時間巡航、大範圍探測、操作人員舒適執勤。執勤時布設於遠離危險區域的空域即可保障空地作戰需求。而中小型預警機,由於雷達任務系統探測距離近,巡航時間短,需要深入到危險區域邊緣,對於緊急起飛、戰場防護、緊急備降的需求強烈,最好使用運輸機平台,以增強其生存能力和緊急起降能力。事實上也的確如此,E-2系列預警機的載機為C-2A運輸機(但更多考慮的是航母起降能力),美軍曾研發的中型預警機EC-130V使用C-130作為載機平台。

  更多的時候,選擇預警機載機也是被迫無奈,主要與研發國擁有的運輸機、客機種類、成熟度、產量有關。如我國沒有完全國產化客機,因此研發大型預警機就只能選擇運輸機,美國客機產品較多,具備選擇客機的能力。

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