运输机设计哪家强？——美俄中同级大型运输机对比

　　大飞机是大国航空技术的体现，世界上很多国家曾经研发过性能不俗的战斗机，但如今能制造大飞机的国家依旧屈指可数。本次珠海航展上，除了波音747-8和A380这两款民用大飞机之外，军用大飞机更是群英荟萃。不仅有首次亮相的国产大型运输机运-20，还有“中国人民的老朋友”，作为“勇士”飞行表演队保障机亮相的伊尔-76；另外，阿联酋“骑士”飞行表演队的保障机——美制C-17大型运输机也将首次来到珠海航展现场展示。

　　这三款大型军用运输机同台亮相，人们少不了对其性能进行一番比较。一款飞机的技战术性能是由研制生产者的技术水平和使用客户的要求共同决定的，因此在对比时这些因素也必须考虑在内才算客观。

　　美俄中三国空军对大型运输机的需求

　　拥有世界上规模最大的战略运输力量的美国空军在装备C-17之前，已经拥有由C-5、C-141和C-130三个级别运输机构成的成熟体系。经过几十年发展，C-5和C-130已经实现了体系化发展，足以满足美军需要；但承上启下的C-141却存在货舱宽度不足，载重量偏低等问题，难以运输主战坦克等货物。而且该机无法在条件较差的前线机场起降，这对在冷战后期要求能够将诸如重达60吨以上的M1系列主战坦克等重装物资迅速投放到一线的美军来说显然不符合需求，这也成为了美国发展C-17的契机。

　　而在大中型运输机规模上仅次于美国的苏联/俄罗斯在发展伊尔-76时，其空军不仅尚没有后来安-124这样相当于C-5级别的超级运输机，连C-141这样的都还没有，虽然此时安-22大型运输机已经服役，但采用涡桨动力的它不仅飞行速度偏慢，还有造价高昂、维护复杂的缺点，因此产量较少。而伊尔-76的研制目的就是获得一款苏联式的C-141，强调攻势作战的苏军对伊尔-76的研制要求中同样有具备运输BMP系列步兵战车的能力，因此其运力从一开始就定为40吨以上，并且要能够在前线机场起降。

　　在研制运-20之前，我国大型运输机的研制经验几乎为零，但我军却有长达二十年的使用伊尔-76运输机的历史。因此急缺大型运输机的我军对运-20的要求更多是在伊尔-76的基础上改进提高，伊尔-76在我军使用中暴露出的主要问题是其货舱直径偏小，无法运送近年来出现的多种特种设备。而由于我军并没有更大级别的运输机，仅需要考虑和运-8/运-9向下搭配使用，因此运-20的多项指标也更接近战略级的C-17。例如，要求运载能力提高到60吨以上并增大货舱尺寸等，但对前线机场起降能力并不做特殊要求。

　　载重能力对比

　　大型运输机最主要的指标就是载重性能。通过三机等比例对比图可以发现，C-17的体型最为庞大，而伊尔-76和运-20虽然在机体长度差别不大，但运-20明显更为短粗，这说明其机体直径更大，更有利于装载大尺寸货物。

　　虽然运-20目前试飞中达到的220吨最大起飞重量和66吨最大载重量相对于最大起飞重量265吨、载重77吨的C-17相比稍有差距，但已经算是并驾齐驱，且明显超过了使用同样发动机的伊尔-76(最大起飞重量190吨，载重50吨)。考虑运-20仍使用技术较为落后，推力仅为117千牛的D-30KP-2发动机，而C-17使用的是推力达180千牛的F117-PW-100涡扇发动机，这一成绩已经很值得中国航空人骄傲。

　　运-20由于在研制时间上有后发优势，因此得以应用诸如复合材料等技术减轻空重，据推测其空重在100吨左右，明显小于空重128吨的C-17。虽然受综合布置考虑和发动机推力所限，运-20没有采用吹气襟翼和翼尖小翼等措施进一步增升(产生的额外升力不够抵偿阻力损失)；但由于该机采用了先进的大展弦比超临界翼型，对提高飞机的升阻比很有帮助，这也是运-20起飞重量能如此之高的重要原因。特别是从运-20翼展仅有45米(伊尔-76为50米)，却能实现这样的载荷性能这一点来看，其超临界翼型的设计水平非常高。

　　伊尔-76的货舱横截面尺寸为宽3.46米高3.4米，运载宽为3.38米(还需要卸掉裙板)的T-72坦克时十分麻烦，常规使用时只能运载T-54/55和T-62型坦克。虽然研制伊尔-76时苏军对其要求也就是能够装载BMP步兵战车之类，但如果其改进型能运载主战坦克的话显然也不会拒绝。伊尔-76没有做这方面改进，主要还是其发动机推力不足，加上其设计年代较早、增升手段较为落后所致。

　　C-17的货舱则明显阔绰很多，5.5米*3.8米的横截面几乎和C-5的5.8米*4.1米相当，可以轻松运载美军最新型的M1A2SEP型主战坦克。美国人敢把C-17的货舱设计的如此“土豪”，除了依靠超临界翼型对升阻比的助力之外，F117-PW-100提供的充沛动力也是一个重要原因。

　　运-20货舱的具体尺寸目前尚无公开数据，但从公开论文数据分析，以其机身最大直径5.5米计算，估算其货舱宽度应在4米左右。为了尽可能增加货舱高度，运-20采用了“肩挑式”上单翼布局，即其中央翼盒结构几乎没有“侵入”机身，尽可能充分利用机身空间，估计其货舱高度也在4米上下。这一尺寸用来运载宽度为3.6米左右的99式主战坦克时还是要比伊尔-76运T-72宽松一些。

　　而根据对运-20总设计师唐长红的采访，目前使用D-30KP-2发动机的运-20原型机已经完成了最大起飞重量和最大载重量试飞，这进一步说明了运-20气动设计的成功性。相信在推力更大、更省油的国产涡扇-20发动机装机之后，该机的性能，尤其是巡航航程、起降距离等指标还会有进一步的提高。

　　起降能力对比

　　运输机经常需要在条件较差，空间较小的机场操作，这对其短距起降能力和野战起降能力都有一定要求。为了兼顾载荷航程性能和较好的短距起降能力，这三款运输机均采用了上单翼、高置翼吊发动机布局和T型尾翼的设计，发动机也均有反推力装置；可以说在这一点上，世界各国的思路是基本一致的。要找差别，还是要从飞机起降时和跑道直接接触的起落架着手。

　　伊尔-76主起落架的设计思想较为极端，采用了小车式双排横向主起落架设计，每排的轮子数量多达4个，接地时单个轮子的负荷仅为C-141的一半，且只采用两排机轮也能减少后轮在前轮的碾痕中碾过的次数，减少对跑道的损伤，可以说充分考虑了野战起降的要求。而C-17的主起落架布局和伊尔-76接近，但每排的轮子数量减为3个。

　　这种设计在显著提高了野战起降的同时也付出了一定的代价，其主起落架均需要先行旋转才能进行收放，增加了结构的复杂性和重量，对起落架舱的布局设计要求也较高。与之相比，运-20的起落架收放设计简单许多，采用了类似A400运输机的双排纵向主起落架，每排3个独立收放式机轮的设计；这样在着陆时相当于增加了一次碾压次数，对野战起降稍有不利。这种设计也使得运-20的起落架舱尺寸不够紧凑，飞行时阻力稍大。

　　从起落架的设计来看，三款飞机的野战机场起降能力基本上是伊尔-76大于C-17大于运-20，这也与前面提到的我军对运-20野战起降能力并不做特殊要求相吻合。装备运-20首先是为了满足国内物资运输的急迫需求，在我军未来相当长一段时间内都不会有大规模海外驻军的情况下，为了提高野战起降能力而牺牲了其他性能就得不偿失了。

　　电子设备对比

　　运输机上的电子设备是长期以来容易被人忽略的一个方面。对于现代运输机而言，先进的电子设备不仅能保证飞机在全天候环境下能快速准确的找到目标机场着陆，也是具备全天候精确空投物资能力的必要条件。

　　伊尔-76由于研制较早，在这方面考虑的相对较少，只有最基本的全天候飞行仪表。从其机组人数多达7人这一点就能看出其机载设备的自动化程度很低。而领航员舱这一古老设计也说明其导航设备性能较为落后。

　　而采用了三人机组制度的C-17的座舱内有4个多用途显示器和两个平显，可以集中显示包括飞行数据和发动机状态等各种信息，减轻了驾驶员的工作负担。另外，C-17在世界军用运输机范围内首次使用了数字式电传操纵系统，这对其操纵性能的提升是革命性的。C-17还装备有包括大气数据计算机以及可全频率调谐的导航通信设备在内的多种先进设备，其配套设备的先进程度甚至比机体平台本身更加超前。

　　运-20在这方面毫不逊色，该机同样采用了三人机组制和数字式电传操纵系统。从央视报道画面中来看，其座舱也实现了“玻璃化”，并安装了在西方先进大飞机上普遍使用的衍射式平显，驾驶员视野明显增强。作为对比，伊尔-76的最新改进型伊尔-476虽然也实现了“玻璃化”座舱，看起来比较先进，但并未安装平显设备，仍保留了落后的机头领航员舱，其整体水平不如运-20。

　　总结

　　总体评价，除了野战机场起降能力之外，运-20基本实现了对伊尔-76的全面超越。虽然一些指标相比C-17仍有差距，但至少可以说从过去的“望尘莫及”达到了“望其项背”。在运-20服役后，中国空军将拥有一款真正达到了世界先进水平的大型运输机，不仅将满足国内战略空运的需求，也将填补国产大型特种机平台的空白。

　　虽然运-20能够达到这个水平有依靠后发优势的因素，但对于一个从未完整走完大飞机研制流程的国家而言，在大型运输机领域的第一款作品能有如此成就已经十分可喜可贺。毕竟同样是利用后发优势，有的国家能造出歼-10、歼-20，有的国家半天就只能造出个LCA。