俄航空兵部队接收首架量产伊尔76,独家解析中美

日期:2019-10-16编辑作者:军事资讯

作为一款军用运输机来说,核心技术要求就是载货能力和航程,伊尔76飞机最大载货分型号不同:42吨 , 48吨 , 60 ,而美国C141飞机:A型31吨,B型41吨,差距甚远。

  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。

大型军用运输机一般将最大起飞重量超过100吨的军用运输机称为大型军用运输机。

C-17大型运输机是麦道公司为美国空军研制的一种采用上单翼、T形尾、四发、带后卸货扳的新型运输机,服役数量212架。之后麦道被波音收购,C17的各项生产和保障工作便由波音全权负责,该机长53米,机高17米,翼展52米,最大航程8000公里,最大起飞重量263吨,由于机内货仓宽度较大,可以搭载超过70吨的人员、物资和车辆,也包括美国陆军装备的M1系列主战坦克,C17运输机最大的特点就是,该机既具有战略投送能力,也具备战术投送能力,因此C17具有非常优秀的战场起降能力,可从2320米长的跑道起飞,然后在915米长的简易跑道上着陆,也可以在没有现代化跑道的偏远地区起降,这种固有的战场灵活性极大地帮助了美军提高了全球空运调动部队的能力,因此,C17是当今世界最先进的大型战略运输机之一,也是美国当前最先进的主力运输机型。

起落架设计方面,C141最开始也考虑到了可靠性问题,主起落架采取4轮2支柱设计,伊尔76则延续了C141的设计思路,而且变本加厉,每个主起落架支柱上采用了4个轮子,采用了更大尺寸低压轮胎,可以在比较粗糙的跑道上起降。

  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。

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C141输给伊尔76,这让人很觉得匪夷所思,从用户国来说,C141就美国空军一个用户,而伊尔76运输机有38个国家使用,预计全机型寿命将长达80年!

  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-2 由于C2是为了适应日本岛屿国家特色的产物,其短距起降比较适合日本本土环境的限制,加上在美国军事力量的庇护下,日本军事需求有限,必然导致C2不需要太高的技术指标,而且在满足有限军事需求的情况下,削减总体性能,还有利于降低采购成本、维护成本和使用成本。因此,像日本C2这样的运输机根本无法与运20相提并论。

C141飞机在1965年服役,而伊尔76到1974年才服役,吸取了美国人的很多经验教训,从机翼,机身,起落架设计来说,非常成功,用户也相当满意,但是经过20多年的使用之后发现,货舱直径还是有点窄,最终的货舱加大版本,就成为了中国运20的雏形方案!

  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。

C-17 VS 运-20

而对于C141来说,伊尔76最大的亮点在于飞机的机身直径足够宽敞,货舱宽度3.45米,拆掉裙板之后T-72坦克可以进入飞机货舱,但是C141飞机打死也做不到!

  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。

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碾压美国飞机!这种事情听起来很不可思议,但是真的发生了!伊尔76的竞争对手是洛克希德公司的C141,总产量仅有285架,而且2003年全部退役!而伊尔76运输机,总产量超过1000架,现在还在生产中!

  总结

C-17

伊尔76牛在哪里?

  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。

型号 代号 英文 制作商 首飞 载重
An-225 哥萨克 Cossack 乌克兰安东诺夫 1988年 250
An-124 鲁斯兰 Condor 乌克兰安东诺夫 1982年 150
IL-76 伊尔-76 Candid 苏联伊留申 1971年 60
C-17 环球霸王III Globemaster 美国波音 1991年 77
C-5 银河 Galaxy 美国洛克希德 1968年 130
C-141 运输星 Starlifter 美国洛克希德 1961年 40
C-130 大力神 Hercules 美国洛克希德 1954年 30
C-2A 灰狗 Greyhound 美国洛克希德 1954年 30
Y-20 鲲鹏 Chubby 西安飞机工业 2013年 70
A400M 阿特拉斯 Atlas 法国空客 2009年 37
C-2 XC-2 XC-2 日本川崎重工 2010年 30

总体设计来说,伊尔76追随美国C141,采用了4发涡扇发动机设计,上单翼,通长货舱,但是美国C141飞机是第一次吃螃蟹,飞机做得比较保守,飞机机身直径比较小,这就限制了很多场合的应用,这也是一个小小的败笔。

  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。

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简单来说就是载重更大,航程更远,而且货舱更大可以装坦克,起落架设计更强悍,可以在土跑道起降!

  载重能力对比

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俄罗斯最近几十年军事上乏善可陈,新武器开发进展缓慢,老飞机缝缝补补继续用是常态,最近俄罗斯空天军下属的军事运输航空兵部队4月2日接收了首架量产的伊尔-76MD-90A重型军用运输机。位于乌里扬诺夫斯克的“航空之星-SP”飞机制造厂为此举行了隆重的移交仪式。据悉,伊尔-76MD-90A是伊尔-76的深度改进型。

  起降能力对比

C-2A是由E-2A“鹰眼”飞机发展而来的,专门用于为航空母舰舰载机运输货物

这是一个杰出的设计,但是谁都想不到,伊尔76的机身还是亏在机身直径上,更大的坦克,和更大宽度的导弹发射车,都无法运载,最后只有开发新一款飞机,这就是安124!而美国也同样栽在机身货舱尺寸上,C-141直径太小,最终迎来的就是更大的C5银河星,但是银河星太大重量和尺寸,起降性能太差,最终退缩之后迎来了C-17。

  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。

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对于伊尔76运输机,大家都知道,这是第一款俄罗斯的4发军用大型运输机,但是很少人知道,这也是俄罗斯航空史上稍有的凭借性能优势彻底碾压美国的机型,几乎是绝无仅有!

  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。

各国运输机对比

说深度改型,其实言过其实,本质来说,就是一个简单的换发动机换航电改型,机身完全保留没动,但是由于基础设计比较优越,飞机最大载重能力高达60吨,仅仅比中国运20少6吨!

  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。

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  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。

伊尔-76

  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。

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  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。

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  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的首飞振奋了各位军迷的精神,但不得不承认与美国仍有相当大的差距。在中国“鲲鹏”首飞之时,美国同级别的C-17却已停产。中国航空任重而道远。

  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。

双发动机的日本C-2

  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。

C-5(大) VS C-17(小)

  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。

图片 9

  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。

中华鲲鹏 运-20

  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。

C-5 银河

  美俄中三国空军对大型运输机的需求

C-17、运-20、伊尔-76对比 虽然三种机型年代相差很远,但三个机型的总体都采用了上单翼、翼吊发动机、高T尾翼、机尾跳板门的总体布局。作为运输机,最引人注意的指标是载重量,由于运-20的具体指标尚未公开,我们只能进行一些推断。据报道,运-20大致长47米,翼展45米,高15米,起飞重量220吨,而载重量推测在55到65吨之间。而俄罗斯伊尔-76MF型运输机,也就是该机型较新的改型的载重量大致在55吨,运-20在载重量数字上略微优胜一些。而美国C-17运输机的尺寸大小、载重量指标定位较高,它的载重量大约为70到80吨。这一区别主要来自于用户对新运输机的定位,以及具体技术能力的限制,例如起降条件要求和发动机技术水平等等因素,会对载重量指标的设置产生关键性的影响。以美军为例,C-5运输机的运载能力更为出色,但它对起降条件要求很高,只能在少数大机场降落,仅适合于执行空运枢纽之间的战略运输任务。以往美军使用较小的C-141和C-130运输机完成枢纽到一线作战机场的空运任务。而C-17的出现,令美军拥有了一种运载能力接近C-5,又具备在规模小的机场、乃至泥土跑道上起降能力的运输机,非常好得衔接了战略和战术空运两个范畴。运-20是否具备这种能力尚不得而知。
  同时,一种军用运输机是否能装重量更大、品种更丰富的货物,是否能够灵活的满足用户的要求,并不仅仅由载重量数字指标决定。第一个重要的因素是货舱尺寸,伊尔-76就是一个典型的负面例子,由于它的货舱宽度太小,使得运载苏军新型坦克的操作较为困难,通常需要拆卸装甲裙板,更宽的货物则无法装载。货舱宽大意味着阻力增大,如果没有更大推力的发动机则无法弥补,这也是最初某些运输机货舱较窄小的主要原因。另一个因素是货舱装载重物的配平能力,特别是空投操作时的配平能力。假如一款运输机只能在货舱指定的狭小空间上装载重物,或者空投时重心变化会令飞机失控,那么它的实用性就变得很低。应该说运-20通过在伊尔-76基础上加宽、加高货舱,较好的解决了货舱尺寸问题。据称运-20的载货空间超过伊尔-76三分之一。由于伊尔-76运输机已经可以运载和空投三辆重达8.2吨的我军最新型伞兵战车,所以运-20的配平能力也应当不成问题。
  很显然,运20的最大载重量是优于伊尔76的,加上伊尔76设计于上世纪60年代末期,在设计时没有考虑运输坦克的能力,载重最初只要求40吨,而且货舱体积也因为估计到航程要求而做得比较狭窄。因此,运20在货舱尺寸比伊尔76要大,完全可以将一辆最新锐的99A坦克装入运20的货舱,而伊尔76装载坦克等重型战斗车辆能力方面逊色于运20。

美国运输机职能划分 在C-17诞生以前,美国空军的运输体系是由C-5、C-141和C-130组成的。在执行全球空运任务的时候,首先由C-5负责洲际间的远程战略空运,随后转由C-141运输到战场的后方基地,最后转由C-130最终运输到前线。这种物资投送方式存在体系繁琐、耗时长等缺点。
  如果从美国本土运输战车到海湾地区当然是C5好,载重大,效率高;但是如果从本土运输战车到索马里当然是C17了,简易机场就可以起降。

  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。

  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。

  电子设备对比

  运输机设计哪家强?——美俄中同级大型运输机对比

  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。

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