乌克兰这款大运同级别最强 曾推销多年中国为何不买

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在解体前的80年代,苏联开始研制新的大型运输机安-70,取代性能差、安全性差(特别是抗结冰能力)的安-12中型运输机——同时也是我国运8/9的仿制蓝本。
安-70在进行性能规划时,显著吸取了美国C130运输机的设计理念和使用优势——起降速度低,短距起降能力非常出色,能携带大量装备直接抵达前线跑道,在最短的时间内把物资送达前线。该机具备与C130J相当的短距起降能力。
但是在具体设计上,安-70的目标很大,技术运用很激进;它不仅要求具备C130级别的短距起降能力,而且还要飞的和喷气式运输机一样快、而且还要比同吨位的喷气式运输机飞的更远。比如伊尔-76MD的巡航速度为750-780公里/小时,而安-70的最大巡航速度也是780公里/小时。

由于异常出色的理论性能,在苏联解体以后,安-70运输机的发展并没有停止。不仅俄罗斯和乌克兰在当时宣布要联合研制、装备该机,而且德国也一度将其作为“欧洲未来大型运输机”项目的备选方案。包括中国,也是安-70当时的重要意向客户。

为了达成非常高的性能指标,整个安-70的设计,都是围绕着被称为“开式转子发动机”/“桨扇发动机”的D-27新型发动机而展开的。这种发动机是一种介于传统大涵道比喷气发动机与涡轮螺旋桨发动机之间的产物,相当于取消外涵道壳子、加大风扇尺寸的涡扇发动机。
在之前的文章中,笔者介绍过客机发动机原理以及它如何省油——动量守恒原理,喷气发动机要增加推力,就要使喷出去的气流在动量(质量 x 速度)上增加。

图:施奈克玛和GE公司推出的客机用CFM56-7B大涵道比发动机科普动画,蓝色代表低温气流,橘红色代表高温燃气。空气在进入最前端的大风扇以后,分为两路,中央的一路进入内涵道的燃烧室参与燃烧;而外侧的则流过外涵道。

在取消外面的大短舱以后,桨扇发动机的涵道比(外、内涵道的空气流量之比),理论极限可以达到35,而根据D-27的实际情况估算,应该在20-25之间。而传统的大飞机喷气发动机,比如CFM56的早期型号,涵道比都在6。强调高速性能的战斗机涡扇发动机,涵道比更是多在0.4-0.6之间,0.8都算高了。
另外取消短舱本身,也显著减小了发动机的重量和阻力;相较于同级别推力的喷气发动机,桨扇发动机可以实现10%的油耗降低。除开发动机的性能优势,安-70本身在气动设计上也特别强调对于D-27发动机的依赖。

安-70为了减重和减阻,机翼面积并不大,这点和C130的大机翼面积设计完全不同。它出色的短距起降和低速飞行能力,是依靠特别复杂的机翼增升设计,利用桨扇发动机形成的特殊气流增强机翼升力而获得的。
但最糟糕的问题就是,D-27发动机并不成熟。在原型机的440架次试飞中,出现了高达52次空中停车问题。由于长期无法解决D-27的可靠性问题,俄罗斯多次撕毁协议、撤资、取消技术参与;这更使乌克兰无力自行完善该发动机,最终导致整个安-70项目处于事实上的夭折境地。

中国虽然一度对安-70兴趣浓厚,乌克兰也非常卖力的进行推销,但是中方同样对安-70的可靠性心怀疑虑。期间乌克兰提出了安-70换装涡扇发动机的改型方案,但是没有了桨扇发动机的洗流增升效应,安-70的飞行性能优势——尤其是短距起降和低速性能优势丧失殆尽,变得异常鸡肋。
如果D-27发动机本身不存在可靠性问题的话,那么这款运输机在原本有可能同时装备乌克兰、俄罗斯、欧洲多国、以及中国,创造史无前例的纪录。但遗憾的是,现在它怕是没有机会继续完善下去了。(作者署名:候知健)
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