特殊的國情和歷史條件下中國航空工業長期處于落后狀態,雖然近年來在各條戰線上均取得開花結果的好成績,包括如:運-20、直-20、殲-20等新一代各類機型。但是回顧幾十年的航空工業發展史,特別是對于大飛機的渴求我們也曾有過努力,今天為大家介紹三款曾經研制但沒有最終成形的百噸級大飛機。
先來一張空軍最近的主力隊形,無限感慨空軍不易建立70年之后才有這種陣容。
運20和運9同框
上世紀60年代末到80年代,航空工業基于軍、民用途并實現自主研制提出了三款不同的大飛機方案,包括200噸級運-9方案、160噸級轟-8方案,以及110噸級運-10方案。雖然有些方案過于激進,但總體而言還是存在實現可能性,只是由于特定時代背景下諸多因素影響未能成形尤為可惜。
一、運-9大型運輸機
這個型號的運-9不是現在已服役65噸級版本,而是誕生于1969年的200噸級大型噴氣式運輸機方案,大家確實沒看錯是200噸級和現在的運-20基本一致,但研制條件不可同日而語。
1969年,國防科工委六院603所根據空軍需求提出運-9大型噴氣式運輸機方案,又稱為“10號任務”,性能指標如下:配備4臺噴氣式發動機、最大起飛重量228噸、最大載重量42噸、最大航程達8000千米、巡航速度800千米/小時。
運-9大型運輸機
運-9大型運輸機三視圖
1970年6月10日,三機部六院正式下達院科字253號通知開始運-9方案論證,飛機設計突出以機降作戰為主,并應具備快速裝卸貨物能力,同時能在夜間和復雜氣象條件下飛行。而且為滿足戰時需要,對于起飛性能要求很高,要求能適應各類臨時野戰跑道。機尾裝備了一門23-2型雙23毫米尾炮,帶自衛功能。
運-9大型運輸機風洞模型
運-9大型運輸機
運-9駕駛艙包括5名機組成員,機艙可以設置299-344個座椅,運送傘兵及單兵裝具時可載250人,也可以運載3輛傘兵戰車。如果改為救護機可以安裝100副支撐擔架,運送100名重傷員、50名輕傷員和10名隨機醫護人員,飛機預計最大載重量可達50-52噸。
運-9大型運輸機
飛機配套4臺910甲(渦扇-6甲)發動機,單臺推力11000千克,原型是1964年為我國下一代殲擊機(殲-9)及強擊機(強-6)配套的渦扇-6發動機(最大推力70.6千牛,加力推力121.5千牛)。1970年為運-9項目進行改進,研制的是不帶加力版渦扇-6甲(生產3臺測試),不過因為特定歷史原因運-9項目于1971年終止。雖然當時的科研水平要研發這款大飛機很難實現,但至少作了嘗試軍工不易。
渦扇-6發動機
附帶說明:渦扇-6發動機是當年最有希望研發成功的一款大推力渦扇發動機,但是由于國民經濟調整等各種原因于1983終止研發,很遺憾的再次在該領域拉大了和世界各國差距。
二、轟-8轟炸機
空軍承擔遠程戰略打擊任務的機型只有轟-6各種改型,這是一款以上世紀蘇聯50年代技術圖-16仿制而來的雙發高亞音速中程轟炸機,在當前動輒上萬公里全球打擊要求下完全是個小兒科。1969年轟-6實現國產入役以來,從最早的中程轟炸機慢慢改進到準戰略轟炸機,雖然有進步但總是覺得不夠完美。
圖-16轟炸機
當然這種想法不是現在才有,早在上世紀60年代我國在核武器發展中取得重大成果后,立足三位一體核反擊需要開始打造轟-6空基平臺。不過由于轟-6航程短、載彈量小、飛行速度慢突防能力弱,在現代防空火力面前生存能力堪憂,在這種情況下不得不考慮研發新型遠程戰略轟炸機進行替代。
轟-6N準戰略轟炸機
基于當時的科研水平選擇了一條相對保守也是可行的發展方向,西飛于1970年提出在轟-6基礎上換裝英國“斯貝”Mk.512-5W渦扇發動機,通過換發大推力發動機實現航程的增加。然后第一版換裝了4臺“斯貝”發動機的轟-6I現身,轟-6I轟炸機從1971年開始設計,1978年1月實現首飛,氣動外形基本不變在機翼根部和左右機翼中段各加掛一臺“斯貝”渦扇發動機。
轟-6I轟炸機
通過轟-6和轟-6I三視圖對比,大家可以很清楚看到基本外形是不變的,轟-6I用英國“斯貝”渦扇發動機替換原來的渦噴-8發動機。單臺推力5.17噸的“斯貝”發動機兩臺相加比單臺渦噴-8推力大0.84噸,而為保持因采用4臺“斯貝”替代2臺渦噴-8產生的1.39噸減重,還必須給飛機增加1.1噸配重才能保持重心不變。
轟6轟炸機 三視圖
轟-6I 三視圖
其實就是在轟-6基礎上什么數據都不變,單純的換新發動機,在斯貝小尺寸、低油耗以及高推力支持下試飛數據還是相當好看。軍方對轟-6I轟炸機的預期性能是達到美國B-47水平,部分性能上接近B-52轟炸機。
轟-6I轟炸機
轟-6I轟炸機航程從5760公里提升到8000公里,載彈量從3噸變6噸,發動機壽命從800小時直線拉到6000小時。雖然不管從哪個角度看轟-6I都相當成功,不過空軍最終結論:轟-6I性能完全達到預期指標,部分指標甚至超出完全實現了改裝目的。但由于成本太高(四臺斯貝比原來兩臺渦噴-8貴320萬),發動機零備件從國外訂貨保障難度大,而且在換發后在使用維護保養上需要重新搞一套設施,代價太大因此不予訂貨飛機由廠家自行處理。
兩型發動機性能差異
為了獲得更加優秀的性能,航空工業不僅研制了轟-6I方案,緊隨其后還有更大型的轟-8方案,包括:四發主方案、六發備選方案。
轟-6I、轟-8I、轟-8II三型對比圖
轟-8遠程戰略轟炸機四發方案,機體做了修改將轟-6機身兩側發動機取消,將四個發動機全部吊掛在兩側機翼下。整體來看還是和轟-6類似,外部最明顯的變化就是發動機成了外掛式。
轟-8轟炸機四發方案
轟-8四發版雖然已經有了進一點變化,但是和轟-6I相比性能的提升并不多,畢竟原始設計尺寸就擺在那里。發動機再給力也只能控制航程、作戰半徑以及適當的增加載重,但機體受限改進空間有限。
轟-8轟炸機四發版模型
轟-8轟炸機三視圖
即然四發布局還達不到遠程戰略轟炸機的標準,那就在此基礎上推出了六發備選方案,機翼兩側各吊掛3臺發動機、機體同時放大兼顧航程和載彈量。注意這時用的是美國JT-3D渦扇發動機(引進的波音707客機發動機),由于中西方關系已經在改善中,特別是1971年12月,巴基斯坦一架波音707在我國著陸時受損,軍工對損壞的殘骸進行技術摸底,較全面接觸并了解了這款渦扇發動機。
轟-8轟炸機6發備選方案
轟-8是轟-6I的改進型在當時的條件下以放大機身、換裝發動機的方式研制不失為最理想作法,而且完全有實現可能性,原定1979年將轟-6I定型為轟-8并投入量產。不過這一時期出現了幾大變數造成轟-8只能下馬,經濟建設成為中心任務軍費大幅縮減;斯貝發動機也一直沒能完成國產化,在數量和維護上都存在問題;另外當時還有一個大飛機項目運-10正在進行中,各種資源都要優先進行保障。
三、運-10大型客機
最令人惋惜的就是運-10客機,因為和上面幾款飛機相比運-10是最接近可以使用的機型。運-10參考美國波音707客機研制,采用美國惠普JT3D-7渦扇發動機兩者外形相似,不過即然是國產最終定型時計劃采用渦扇-8發動機(仿制JT3D-7)。
說到運-10又不能不提轟-6這個萬精油,1968年轟-6仿制并首飛成功后,周總理提出能不能在其基礎上研制一款噴氣式客機(借鑒機型蘇聯在圖-16基礎上研發的圖-104客機)。1970年,航空工業領導小組提出的《關于上海試制生產運輸機的報告》得到批準,當時任務定名為“708工程”,飛機代號運-10(Y-10),計劃以轟-6為基礎進行改進。
當年的運-10差點長成下面這樣,如果當時真的研制出來現在民航就有的坐了,大家買個機票坐上去來個自拍,就可以發朋友圈吹牛說正坐著戰略轟炸機巡航。
圖-104客機
圖-104客機三視圖
上面提到了1971年巴基斯坦波音707著陸時損壞,上海708工程設計組立刻組織相關人員對飛機殘骸進行剖析和研究,相當于直接對波音707主要數據完成了一個測繪。正是這次意外收獲對接下來運-10的研制方向產生了重要影響,參考原型由圖-104改為波音707,再加上中西方關系在轉暖可以獲得各項必要技術和設備的可能性大增。
波音707客機
1972年6月三機部確定了主設計方案,氣動布局方面采用翼下吊裝4臺渦扇-8發動機,這個想法其實是經過嚴謹分析的。在解剖波音707之前還分析了三叉戟和圖-104客機,完全是多方結合最后翼型采用英國三叉戟尖峰翼型,發動機則借鑒美國波音707翼吊式。運-10機體和配套渦扇-8發動機的研制分別放在上海和成都兩地同時進行。
英國三叉戟客機
運-10性能指標如下:實用航程7000公里,巡航速度850-900公里/小時,起飛滑跑距離小于1300米。實用升限1.2萬米,可以載員100-120名,最大起飛重量110噸,最大商載17噸,遠程商載5噸。從性能參數看和波音707基本接近,1973年設計及試驗工作全面展開,1974年民航總局還調撥了1架波音-707以供參考。
運-10客機三視圖
1975年6月運-10客機設計圖紙全部完成,1976年9月運-10靜力試驗機制造完成,1978年前完成了全機靜力破壞試驗。
運-10飛機01號機靜力試驗
1980年6月,運-10飛行驗證機制造完成首先安裝的是美制惠普JT3D發動機,此時的渦扇-8研制進度有點不給力。到了8月份運-10所有系統都已完成模擬試驗,飛行處于隨時可以試飛狀態。
裝配車間里的運-10客機,發動機還沒有安裝上。
運-10客機
下圖是正在裝配中的美制JT3D渦扇發動機,由于渦扇-8不給力只能先上原裝貨。
裝配中的美制JT3D渦扇發動機
運-10總裝
1980年9月26日運-10終于在大場機場實現首飛,這在當時引發全世界關注,要知道運-10只比歐洲空中客車晚兩年起步。運-10的成功試飛使我國成為美、蘇、歐之后世界上第四個掌握大型飛機設計制造的國家,按當時外媒的說法“中國航空業和國外大約30年的差距一下子縮短了15年”,只是起了個大早趕了個晚集,有其時代背景只能是一聲嘆息。
運-10出廠
首飛成功
運-10首飛成功獲得巨大贊賞的同時,仿制型渦扇-8發動機則安裝在波音-707上同步進行飛行試驗,以這種變通的方式來實現我國大型商用渦扇發動機上零的突破,也為運-10后續能夠實現完全國產自研而努力。
安裝在波音707上的渦扇-8發動機
首飛成功后運-10開始了各種科研試飛,定位于民航客機當然要在中國廣袤的國土上進行適應性飛行,先后轉場北京、合肥、哈爾濱、烏魯木齊、廣州、成都等地,還先后7次飛抵起降難度最大的西藏拉薩貢嘎高原機場。
運-10飛抵北京
轉場西藏試飛的運-10
運-10整體研發進展相對較為順利,但在首飛后卻因經費不足研制工作長期難以持續開展,除了兩架原型機外第三架也已完成了總工作量的三分之二。后續3000萬元研制預算雖然多次申請但沒有得到撥款,運-10的研制已近停頓,但是當時的科研人員還是堅持完成了運-10改預警機的方案設計。
運-10改預警機
1985年3月31日,運-10客機正式下馬一個月后,中美簽署合作生產MD-82大型噴氣式客機協議書,在上海總裝25架MD-82客機合同將于1991年完成。為了給新的機型騰出空間運-10組裝線被撤掉,原來計劃用于第三架運-10價值數千萬元的材料也成了廢料,十多年積累起來的技術資料大部丟失。
1987年5月23日中美合作第一架MD-82飛機總裝完成,地點就在上海飛機制造廠原運-10車間。
MD-82客機
民航涂裝MD-82移出噴漆廠房
制約中國飛機工業發展三大因素分別是:航空發動機、材料和機載配套設備,而當時在運-10研制過程建立起來的配套體系已經基本達到這些要求。
1、運-10機發動機外全部實現國產,配套開發的LC4高強鋁合金材料已經達到美國總統專機水平。
2、而配套研發的915發動機(渦扇-8)已經進行了1840小時的地面實驗,并且成功安裝在波音707上進行了飛行試驗。
3、而就各子系統而言也都采用自主研發配套產品,如起落架包括自動防滑(ABS)系統,其他諸多航電、電器系統、機械系統等也都是國內配套研制。這些配套設備都經過長時間試驗測試,距離實用就差一個過渡期間。
上面提到的這些設備在運-10正工下馬之后,基本處于停頓或者荒廢狀態,連同運-10所有圖紙資料一并成了歷史。以往我們都是飛機等發動機及相關配套設施,而運-10項目則是最接近實現可能性的機型,當時的外部環境下可以獲得很多技術支持,如果能再堅持一小會我國大飛機之夢在上世紀90年代將成為現實。
運-10總設計師馬鳳山
雖然上述幾款機型都有其時代背景、歷史原因,最后都成了過眼云煙。但是2016年6月15日,被寄予厚望的運-20大型軍用運輸機正式服役,終于圓了我國大飛機的夢想。而在將來隨著我國航空工業發展水平越來越高,各種改型也將逐步登場為實現航空強國注入更多新鮮血液。
運-20大型運輸機
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