运20 VS C-2中日大型运输机比较谈[日语论文]
资料分类免费日语论文 责任编辑:花花老师
更新时间:2017-04-14
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2017年1月26日下午14时整，中国独立研制的首款大型战略运输机运-20“鲲鹏”在阎良机场首飞成功，标志着中国拥有了属于自己的大型运输机。在春节来临之际，为全国人民送上了一份完美的贺礼。
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三年前，2017年1月26日，日本自研的大型运输机C-2成功首飞，成为继美、苏之后第三个能独立研制大型运输机的国家。三年后的同一天，“鲲鹏”展翅，一飞冲天，中国也有了自己的大型运输机。本文将这两款亚洲国家自行研制的大型运输机放在一起加以比较，看看究竟谁的性能更强。
两机概况
运-20是中国自行研制的大型运输机，由中航集团多家公司协力研制，西安飞机工业集团承担总装生产任务。该计划于2017年之后开始预研，2017年左右启动项目，2017年正式立项后加快了研制进度，2017年首架原型机出厂，并于当年12月进行了地面滑跑试验，于2017年1月26日首飞，预计将于2017年左右服役。
C-2运输机是日本川崎重工与富士重工和三菱重工等7家日本主要航空公司联合研制的新型运输机，该机于2017年上马，2017年完成第一架地面试验机，2017年1月26日首飞。当前该型机的大部分试飞科目已经完成，预计将于2017年正式入役。
从项目进度来看，两国都是在2017年之后开始有研制大运的意向，但日本进度较快，当前已经基本完成试飞，即将列装，中国则刚刚开始试飞，这一点日本略微领先一步。
气动布局对比
总体设计上，运-20与C-2均采用了大型运输机流行的布局方式，即悬臂式上单翼，T形尾翼结构以及大展弦比梯形后掠机翼等常规气动布局。这种布局的飞机整个机身都吊在机翼之下，使机翼的中央翼盒避开了货舱，从机身上部穿过，不占用货舱内部高度，货舱距地面的高度也得以降低，使得装卸货物和人员上下都较为方便。而且发动机吊装在高高在上的机翼下，离地面高度高，起降时不容易吸进地面的杂物，可有效提高两机对跑道的适应能力，使其能够在野战机场起降。两机高耸的T形尾翼可以让水平尾翼尽量远离机翼，处于机翼的气流波动范围之外，提高了水平尾翼的气动效率，高平尾布局还使得两款运输机的机尾十分“干净”，不仅方便布置大型货舱门，减少飞机地面装卸大型货物时刮蹭平尾的危险，还能避免飞机在简易机场起降时发动机尾喷气流吹起的杂物打到平尾。因此，两机均具备良好的气动特性和机场适应能力。
运-20和C-2的方向舵均采用连续铰接两段式方向舵，将方向舵分为前后两段，即在普通方向舵的后缘再加上一个可偏转的后缘铰接段，当方向舵偏转时，舵面后缘铰接段还可相关于舵面再进行一个角度的偏转，增大舵面的弯度，提高操纵效率。相关于伊尔-76采用的舵体加调整片的传统结构，两段式方向舵的操纵效率更高，也更有利于消除左右机翼气动力的不平衡。
此外，运-20还与C-17运输机一样，将两段式方向舵进一步分成上下两部分，让方向操纵和配平变得更加精细，在飞机重心移动和气动力、推力的不对称变化（例如飞机上有一台发动机空中停车时）以及空中不规则气流造成飞机气动不平衡时，更方便恢复平衡，稳定飞机姿态。
日本C-2运输机的机翼采用的是超临界梯形后掠翼型，超临界机翼具有较高的气动效率，可减小高速飞行时的阻力以提高巡航速度，与层流翼型相比，超临界机翼可以提高飞机10%左右的升阻比和巡航速度，特别适用于飞行速度在临界马赫数范围的高亚音速飞行，C-2能达到0.8马赫的巡航速度，超临界机翼功不可没。
另外超临界机翼的厚度相对较大，所以可以设置较大的机翼油箱，有利于增加飞机的航程；同时，较厚的机翼结构也有利于增加强度和寿命，单位容积消耗的结构材料也较少，机翼虽然更厚，但实际上结构重量却反而可以比其他翼型降低一些。
运-20虽然没有透露具体的设计细节，但却很有可能也采用的是超临界机翼，毕竟超临界机翼自上世纪80年代之后已成为运输机和客机的主流机翼设计方式，技术上已经达到成熟阶段。我国在这方面也早已开展探讨，还曾改装过K-8超临界机翼验证机进行试验，并在ARJ-21客机上成功运用了大型超临界机翼。所以，并不缺乏超临界机翼方面的使用经验。
总之，在气动布局设计上，两机均采用了当前最主流也是最适合大型运输机的设计思路，技术上也都采用了两国当前所能达到的最高水平，算是不相上下。
短距起降能力对比
关于运输机来说，短距起降能力是一个很重要的指标，而短距起降能力主要靠机翼增升来提高，在这方面两款飞机都是不余遗力，C-2在主翼上还加装了一系列的增升装置，包括机翼前部的全翼展前缘襟翼和后部安装的大约有2/3翼展长的外吹式襟翼系统。由于发动机安装在机翼前下方，其短舱几乎完全伸出在机翼的前面，尾喷口紧靠机翼前缘的下侧，因此当后缘双缝襟翼放下时，由于发动机喷流的附壁效应，发动机喷流将沿着机翼前缘下表面吹向双缝襟翼，再由襟翼的引流影响将喷流引向一个较大的下偏角度，从而大幅增加起降时的升力。而运-20则采用的是类似于伊尔-76运输机的三开缝后退式襟翼，平时紧贴在机翼下表面上。使用时，襟翼沿下翼面安装的滑轨后退，同时下偏，以增加翼剖面的弯度，同时能大大增加机翼面积，并且气流通过缝隙吹走后缘涡流，可以大大增加飞机起降时的升力。但总的来说，与外吹式襟翼相比，三开缝后退式襟翼不仅结构复杂，增升效果也不如外吹式襟翼，因此，在短距起降方面，C-2略占优势。 运载能力对比
为满足装运日本陆上自卫队装备的“皮兰哈”Ⅳ以及96式轮式装甲车这一基本要求，C-2运输机将机身设计的极为短粗，机身截面形状为顶部圆型，两侧微弧的近似方型横截面。这种类“宽体化”设计可以在最小机身尺寸/结构重量的前提下，尽可能地加宽和加高货舱尺寸。另外机身腹部下面两侧的两个巨大的鼓包，除装置起落架设备外，还将空调系统电源、辅助动力系统、蓄电池舱等设备都容纳在内，节省了机舱内空间。这些方法使得C-2的货舱尺寸达到4米×4米（宽×高），长宽尺寸仅次于美国的C-17运输机，可以让货舱的空间利用率得到较大发挥，使C-2运输机除轻松装载标准军用集装箱、卡车和装甲车等大型武器装备外，还能装运直升机和重型工程机械等超限设备。C-2的最大起飞重量140吨，最大载重量近40吨，未达到10式主战坦克（重44～48吨）的载运要求。
至于运-20，从首飞图片看，该机的外形也与我们熟悉的伊尔-76运输机有很大不同，第一感觉就是“胖”了很多，机身显得没那么细长，这说明运-20在设计时充分考虑到现在装甲车、坦克和直升机等武器装备的宽度均比以前有所增加的近况，在设计时没有采用以前的圆筒形机身设计，而是采用与A-400M类似的机身设计，这种机身形状设计虽然增加了设计和建造难度，但却可以实现更大的货舱宽度。运-20的货舱宽度和高度估计在4米左右，与日本C-2基本相当，这意味着运-20可以运送包括主战坦克在内的我军绝大部分重型装备。货舱长度与伊尔-76基本相当，为20米左右，大于C-2的16米，该机的最大起飞重量超过200吨，最大载重量可达60吨，能运送国产99式主战坦克。因此，在适装率方面，两机基本相当，但运-20的货舱更长，容积更大，日语论文，有效载荷也大，运载能力强于C-2。
起落架系统比较
起落架方面，为适应条件复杂的野战机场或临时机场，两机均采用承载能力极强的多轮式前三点起落架，前起落架都是并列双轮，起飞后向前收起。主起落架则采用单侧双轮三排纵列式的结构，六个机轮两两一组通过一个横轴串列起来，共12个机轮。主起落架每个机轮上均装有碳-碳刹车盘，不仅可以提高飞机的刹车性能，与发动机反推装置合作减小着陆滑跑距离，还能差动控制，协助飞机进行地面转弯。
此外，运-20和C-2的起落架不像伊尔-76或C-17这种双支柱起落架需要旋转90度后才能向上收起，而是可以直接向上收起到机身两侧的起落架舱鼓包内。这种设计可以使起落架舱的最低点与机身的低点相对距离更小，配合底部扁平的圆形机身截面，从而使货舱地板距地面高度大大降低，方便大尺寸货物的装卸，特别是如集装箱、大型机械设备等“非自行能力”的大件货物。另外，日语论文，在装卸数量多的小件散货时，还可以将飞机尾门货桥放平后与卡车车斗相衔接，大大提高装卸作业的速度。
不过由于运-20的最大起飞重量比C-2多了近60吨，但起落架机轮数却都是14个，因此运-20比C-2承受的单轮胎压要高不少，这也意味着在同等条件下，运-20对机场的适应性要略差于C-2。
动力系统比较
C-2运输机的动力系统采用两台通用电气企业的CF6-80C2涡扇发动机，该型发动机不仅被波音和空客的民用客机大量采用，而且也是C-5M“银河”超大型运输机的发动机，日本空自的E-767空中预警机和KC-767空中加油机也用的是这款发动机，不仅技术十分成熟可靠，自动化程度也很高，具备非常完善的发动机控制与动力管理功能，具有自动功率/自动油门、自动和手动的启动程序、内置式测试等各种状态监测与保护功能，以确保发动机能在各种恶劣条件下都能安全稳定的运行。另外该发动机还装备了反推力装置，不仅降低了C-2运输机的降落距离，而且还可利用其反推能力与主起落架的差动刹车配合，使飞机可在30米宽的跑道上实现180度原地转向。最重要的是，由于反推力装置可以将发动机喷气转向前方，因此飞机可以在不关闭发动机的情况下，进行装卸作业，而不必担心发动机喷气的干扰，缩短了再次出动时间。
推力方面，CF6-80C2的最大推力高达260千牛，如此大的推力不但确保了C-2的载荷能力，也使其具有了较大的航程，该机在载重37吨的时候可以拥有5600千米的航程，与之相对应的是伊尔-76MD在载荷为37吨的时候航程只有3200千米左右。而且该发动机巨大的推力使其巡航速度高达0.8马赫，与C-17和俄罗斯最新研制的伊尔-476相近。
至于运-20的动力系统，从已有的资料和首飞来看，主要是走两条线，一是在试飞阶段或装备前期将采用从俄罗斯引进的D-30KP-2涡扇发动机。与C-2的CF6-80C2相比，该型发动机属于小涵道比涡扇发动机，最大推力为122.5千牛，翻修寿命3000小时，特点是简单可靠，推力强劲。而且空军的伊尔-76系列飞机和轰-6K型轰炸机等机型均采用该型发动机，因此使用维护起来比较熟悉。但该型发动机由于研制时间早，不仅性能上落后于当前的主流发动机，还有着噪音大，油耗高以及排放物超标等诸多缺点。而且这种发动机无法安装CF6-80C2上的那种格栅式反推装置，只能使用折流板式反推力装置，仅能在降落时用于飞机减速，无法辅助飞机倒车，运-20使用该发动机只是权宜之计。
二是在已设计定型的“太行”发动机核心机的基础上研制真正具有自主知识产权的大涵道比发动机。对“太行”核心机高压压气机叶片进行全三维改进设计，改善核心机性能；同时改进设计风扇/增压级，匹配设计低压涡轮，采用全权限数字电子控制系统，从而发展出120千牛推力级的涡扇发动机。其主要技术指标与正在服役的CFM56发动机相当，与D-30KP发动机相比明显提高，在同等条件下，将使运-20的航程增加10%以上。 总的来说，虽然我国新研制的大涵道比涡扇发动机已经进入试验阶段，但离真正成熟并装机使用还有一段时间，导致运-20只能使用略显落后的D-30KP-2涡扇发动机，动力方面的短板将直接作用运-20的总体性能。
座舱系统比较
C-2运输机在驾驶舱的设计上大量采用民用航空的先进技术和“人性化”设计理念，采用“全玻璃化”座舱设计，正、侧面巨大的风挡使驾驶员视野开阔，拥有全景显示能力，驾驶员在座位上就能通过侧面风挡看到机身两侧的发动机和翼尖，增强了飞机在地面机动过程中的操作效率和安全性。飞机的所有信息都通过六块大屏幕全彩液晶显示系统显示出来。另外，在两个驾驶员座位上方还各装有一个可向上折叠收起的平视显示器，除高空巡航时显示飞行姿态、航向、航迹和高度等主要的飞行信息外，还可以在飞机着陆、空投、超低空飞行以及空中加油等危险或特殊任务飞行时显示着陆引导标示、空投引导标示和威胁告警信息等等，让驾驶员可以集中注意力专心驾驶飞机。
运-20的座舱细节虽然当前还未公开，但肯定也将采用“玻璃化”座舱设计，航电和飞控系统是近些年来我国进步较快的领域，数字式电传操作系统和综合航电系统已经装备到了国产战斗机上。而在民用机型上，国内曾展出过ARJ21和C919的座舱系统，大屏幕的液晶显示屏已经取代了传统的仪表，数据显示和操作性能也都得到很大提高。而且几年前在空警-200的载机上就已经实现了全机的综合航电设计，这些年使用和发展下来，技术上肯定更加成熟，设计起来也会更加得心应手，因此可以预见，运-20上将会利用到这些已有的成果，使得运-20的航电系统达到一个较高的水平。这一点从机头并未像伊尔-76
那样安装机头玻璃罩（领航员舱）就能看出，因为只有使用自动化程度很高的综合航电系统，才能降低飞行员的工作负荷，不再需要专职的领航员就能完成飞行任务。
操纵系统方面，运-20可能和C-2一样，也采用多余度数字电传操纵系统，这样不仅可以减轻飞机重量，简化了操纵系统结构，而且数字电传的放宽静稳定设计使其在飞行包线内反应迅速、操纵灵活，另外当驾驶员在作战空域中进行极端机动飞行时，该系统还可防止飞机超出最大允许飞行速度、过载极限或失速迎角等危险动作，从而减轻驾驶员的工作负担。
另外，C-2为提高装运效能，安装了一套自动化装卸和战术运输管理系统。该系统可以精确测量出飞机在装卸载荷时所引发的重心变化，在地面装卸阶段就自动计算并在货运员工作站的显示器上标出最佳装载位置，在无机场保障设备的前提下只由一名货运员就能高效完成货物的装卸，而无须地面人员和设备的协助。在世界各国所有型号的运输机中，当前只有欧盟的A400M和美国的C-17运输机才配备有这种高度自动化的货舱载荷管理系统。与之相比，我国当前装备的伊尔-76和运-8运输机上都没有安装这种自动化战术运输管理系统，因此在这方面没有太多经验，运-20上估计暂时还未配备。因此，在自动化程度上，C-2领先一步。
总结
综上对比可知，运-20虽然在动力和自动化方面不占优势，但在气动设计、座舱设计、起落架设计等方面均不逊于甚至优于C-2，最大载重量可达60吨，比C-2高20多吨，可以轻松运送99式主战坦克，而C-2却不能运送其国产的10式坦克，再加上运-20的货舱更长，容积更大，可以装运更多的伞兵，战略投送能力强于C-2，发展潜力也更大。未来装备部队后，将使我国的战略运输和远程投送能力大大增强。 |
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