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從運8飛機的改進改型看中國特種飛機的改裝
送交者: 嵐少爺 2024年12月11日23:06:11 於 [軍事天地] 發送悄悄話

特種機是執行特殊任務的飛機,是現代空中力量的重要組成部分。主要是指執行專門任務,如偵察、巡邏、預警、通訊、指揮、干擾、電子戰、心理戰、空中加油等任務的飛機。特種機的發展來看,由於特種機存在批量小,多品種的特點,很少採用全新設計一種機型的情況,現代特種機大多數是由運輸類飛機改裝、改型而成的,因此,特種機的發展首先取決於平台的發展、其次才是任務系統和設備的發展,然後是二者在改裝中綜合、集成的發展。

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可以選作特種機平台的主要有軍用運輸機,如運8、伊爾76等;民用運輸機,如波音737、波音767、空中巴士330等;輕型運輸機,如薩博2000、灣流等。實際上,在國際上特種機的平台越來越傾向選用民用規範,也就是選用民用運輸機的適航條例作為型號設計規範的基礎,民用運輸機安全性高、可靠性好、經濟性優異,這對於確保價格昂貴、戰略價值較大的特種機的安全具有重要意義。   

中國使用的民用運輸機通常來自歐美國家,改裝用於軍事用途的特種機受到很多限制,因此,中國國的特種機平台絕大部分都來自軍用平台。中國特種機的研製最初始於20世紀60年代末,以蘇聯的遠程轟炸機圖-4為載機平台改裝的空中預警機。同一時期,中國還以圖-4為平台改裝了電子偵察機和電子干擾機,但是無論是載機平台還是當時中國的電子系統的水平都比較差,所以這些飛機大多沒有投入真正的使用。

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中國特種機(也稱高新機)的真正發展是近30年的事情,得益於中國航空科技和電子科技的迅速發展,特別是中國運8型運輸機的研製成功,也揭開了運8飛機改進改型的發展序幕,為中國特種機的發展源源不斷的提供了平台。到目前為止,以運8平台相繼研製成功了海上巡邏機、海上警戒機、電子偵察機、電子干擾機、空中預警機、反潛巡邏機等不同類型的特種機。

運8是航空工業陝西飛機公司研製生產的一款中型、中程運輸機,1969年開始由西安飛機公司和603所在蘇聯AN-12基礎上測繪設計的,1974年首飛,1980年1月國家批准設計定型後轉入小批量生產。該機採用四台WJ-6渦槳發動機,機翼為平直梯形上單翼,翼面為低阻層流翼型,在不大的阻力下,有很好的升力特徵,在大攻角時有較好穩定性和操縱性。

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在原型機的基礎上,運8又推出了運載“黑鷹”直升機進出西藏的運8A、吊掛無偵-5無人機的運8E無人機母機、運8F-100郵政運輸機等;以及民用型貨機運8B,出口型貨機運8D2等。

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運8飛機是一種用途廣泛、發展潛力大的運輸機,它為中國特種機發展提供了一個較為理想的平台(實際上當時中國也沒有其他更好的選擇),並且在後續的改進改型中逐漸形成了三類平台。

1、運8飛機的I類平台

80年代後期,運8進行首次重大改進,將非氣密貨艙改為氣密艙、後門改為下放式貨橋大門。運8C氣密型機於1990年首飛,1993年中交付使用。氣密型飛機極大地拓展了運8的應用範圍,可用於空運貨物、人員和空投、空降,運送鮮活物品,小時候曾見過運8C運送活羊的報道,給筆者幼小的心靈留下了深刻的印象。以運8C為基礎又進行改進推出了運8F-200民用運輸機、三人體制的運8F-400民用型和運8F-600等幾種型號。運8 C氣密型飛機為特種機的研製奠定了基礎,形成了運8飛機I類平台。

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2、運8飛機的II類平台

再以運8C飛機為平台改裝電子干擾機的時候,因為該型機巨大的電子天線整流罩導致飛機阻力增大,比較複雜的電子系統又導致飛機電源不足等技術困難。為了減阻,取消了後艙門,重新設計了尾段;換裝可驅動大功率發電機的WJ-6D發動機,這就形成了運8II類平台。該平台飛行阻力小,飛行性能好,能夠為大功率任務系統提供充足的用電保障和良好的工作環境。

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3、運8飛機的III類平台

根據新型特種機的新要求,在空警200的研製中,結合飛機的新要求,對運8II類平台進行了大幅度改進,從而誕生了運8III類平台。該平台換裝了大功率的WJ-6C發動機和配套的低噪聲六葉複合材料螺旋槳;提升了飛機的起飛重量;機翼採用整體壁板結構油箱,機翼載油量大大增加,增加了飛機的航程、航時;該平台還全新設計了“玻璃化”座艙,採用了全新的先進的綜合航空電子系統、顯示系統;採用了新的儀表照明系統,徹底改變了運8飛機照明方式,極大地改善了駕駛員的舒適度;新設計的助力飛行控制系統,減小了操縱力,減輕了駕駛員工作負擔。運8III類平台的載重能力和飛行性能都顯著地提高,機體壽命大幅增加,使用起來也更加方便。運8III類平台的誕生,不但為特種機改裝提供了性能優良的平台,還以此平台發展出了運9運輸機。

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從運8系列特種機的發展我們可以看出,特種機的改裝模式主要有:

一、飛機平台主要性能同改裝的特種機相比,有較大裕度,對任務系統/設備適應性強。這種改裝模式風險小、工作量不大、周期短、成本低,中國運8I類平台基礎上的改裝就是如此。

二、飛機平台主要性能同特種機相比,有一定裕度,但是安裝的任務系統/設備對飛機性能影響較大,為此必須對基本平台進行較大改進,這種模式難度較大,且有一定的技術風險。但是這是特種機改裝最常見的模式,運8II類平台和III類平台就是這種模式發展而來的。

特種機的改裝會加裝各類任務系統的傳感器、設備,比如天線、光電吊艙等,一般會改變原平台的氣動設計,使得飛機的氣動特性惡化。以遠程電子干擾機為例,其機身兩側各安裝了1個多波束雷達干擾天線罩,這些新增的天線鼓包增加了飛機的最小阻力係數。又比如預警機的天線罩和支架會增加飛機的阻力係數,降低飛機的航向穩定性,所以需要在氣動設計上做出補償,在水平尾翼兩端安裝端板。

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特種機改裝的另一項重要的工作就是根據任務的需要,在機身內部布置、安裝特種設備以及搭載執行任務的空勤人員。飛機機艙通常分為若干功能區,包括設備艙、工作艙和休息艙。設備艙主要布置無須經常操作的設備,比如發射機、電源、機櫃等,這些設備應該儘量靠近外部天線所在位置。

工作艙主要布置控制台、操作員和其他相關設備,它必須具備操作員正常、安全、舒適的工作環境。工作艙操作員及其工作檯有兩種布置方法:

1、橫向並排布局

橫向並排,相鄰的操縱台和操作員座位順航向設置,操作台的一側為任務艙的通道。這種設計任務艙布置比較集中,工作檯比較靠近,操作員比較舒適;但是維護就不太方便,工作期間人員之間交流相對而言就沒那麼方便。橫向布局要求機身比較寬,所以通常用於大型機比較多,比如E-3、E767,包括中國的空警2000也是採用橫向並排布局。

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2、縱向並排布局

縱向布局時,操作員面向一側,座椅背面形成任務艙的通道,而操作台緊靠機艙壁。這種布局,設備容易安裝,維護也方便,節省空間,工作期間操作員之間溝通也比較方便。比較適合中小型機,特別是飛機機身比較窄的情況下適合採用這種布局。比如E-2C、薩博2000 AEW&C,包括中國的Y8系列高新機通常也是採用這種布局。

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休息艙的設置和設施視飛行值勤時間的長短而定。一般來說,如果飛機在空中飛行時間較長,超過6h,應該設置為操作員休息的設施。根據央視軍事最新的新聞片段,我們也可以看到中國的特種機也設置了休息艙,安排了3個高背座椅和2張床鋪,在休息艙的一角設置了2個標準航空廁所,還設置了民航客機上常見的廚房和食品櫃。這些設施能夠為操作員提供良好的休息環境,提高了長航時條件下操作員的戰鬥力。


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雖然中國以運8/運9系列為基礎改裝了多種類型的特種機,其中ZKD-03預警機還出口到巴基斯坦。但是,我們也要看到運8/運9平台已經過於老舊了,其全壽命期機載設備可靠性低和維護費用高的劣勢也較為突出。我軍依靠強大的維護能力還尚且可以支持,但是對於軍貿市場來說,這種低價低質的模式已經行不通了。


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以巴基斯坦為例,其購買的ZKD-03預警機提前被巴空軍退役,最主要的原因就是飛行平台故障率高、維護性差、維護周期不統一,導致整體維護成本高,出勤率低,其可用性、可靠性遠不如巴基斯坦從瑞典引進的“愛麗眼”預警機。

對於預警機等特種飛機的平台,在國際上越來越傾向選用民用規範,也就是選用民用運輸機的適航條例作為型號設計規範的基礎,民用運輸機安全性高、可靠性好、經濟性優異,這對於確保價格昂貴、戰略價值較大的特種機的安全具有重要意義。


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【美國P-8反潛巡邏機】

中國使用的民用運輸機通常來自歐美國家,即使是國產的ARJ21和C919飛機因為採用了大量的西方國家的零件,改裝用於軍事用途的特種機受到很多限制,目前來看暫時不存在可操作性。


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隨着中國經濟社會和科學技術的發展,中國航空工業的長足進步,隨着運20運輸機批量裝備部隊,C919民用運輸機研製工作穩步推進,我們有理由相信,新一代中型運輸機平台即將展翅飛翔。


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