从美国大飞机产能看中国运20、轰6如何发展

我们所说的“大型飞机”,实际上包括了战略轰炸机这样较大型的军用飞机,而不仅仅指我们通常所说的像运-20和C-919这样起飞重量超过100吨的 “大飞机”。关于解放军到底需要多少这种大型飞机目前尚无一个十分明确的数字。不过我们可以从体量上与解放军相似的美军和俄军来进行一个类比。以规模较小的俄军来说,目前共拥有伊尔-76战略运输机125架;基于伊尔-76开发的空中加油机伊尔-78共19架、伊尔-80和伊尔82空中指挥机3架、A-50预警指挥机约10架;在轰炸机方面约有图-22M60架、图-95 50架、图-160 16架——这一数量大致是一支空军强国的标配。

机群规模较大的美国空军则拥有:45架C-5银河运输机、222架C-17运输机;397架KC-135空中加油机、58架KC-10空中加油机;约35架E-3和E-4空中预警指挥机;17架E-8电子侦察机;20架B-2隐身轰炸机、60架B-1B战略轰炸机和75架B-52战略轰炸机。简略计算之下,即使不计入其他军种的诸如P-8这样的大型飞机,仅美国空军就有战略运输机267架,可以由战略运输机改造的特种飞机507架,战略轰炸机155架。可以说如果中国空军也志在建成一支能够支持全球作战、全球到达的战略空军。如此数量的大型飞机也必不可少。

从现役大型飞机的数量来看。中国共进口了约27架伊尔-76运输机,这其中的3-4架已经被改装为了空警-2000预警指挥机;3架伊尔-78空中加油机。除此之外仅有从2016年开始交付的运-20运输机。关于运-20运输机的产量,综合目前所能掌握的材料来看,大约有20-30架。可以说,中国目前大型运输机及其衍生机型的保有量与实际需求量之间还有巨大的鸿沟需要弥补。

相比之下,中国战略轰炸机的装备数量则比较稳定,据估计中国空军共拥有各类型的轰-6轰炸机约120架,海军则拥有约33架轰-6海军型。在这些轰炸机中新生产的轰-6K轰炸机约占100架上下,而剩下的老轰-6则可能要在今后被更新型的轰-6N飞机替换。总体来说,中国的战略轰炸机部队需要替换的飞机数量并不十分巨大,同时轰-6N飞机的定型服役尚需一定时日。但考虑到今后解放军可能会选择继续扩编轰炸机部队,轰炸机的生产依旧值得我们研究。

轰-6K飞机第一次出现在人们的视野中是在2013年,据此估计其批量生产可能在2012年前后。如果以目前已经服役100架粗略计算,轰-6K轰炸机的年产量可以达到20架或者略低于20架。以此产量计算,中国现有的轰炸机机群可以在轰-6N大规模投产的两到三年内完成换装。届时中国将拥有世界上整体机龄最短的轰炸机机群。届时,解放军还有可能逐步将现有的轰-6K升级至轰-6N的技术水平。

在轰-6系列飞机的生产速度方面,我们可以以美国的B-1B轰炸机稍加对比。虽然在体量上B-1B要略大于轰-6K,但两者的功能相近,定位相似。两者在中美两国的空军体系中都扮演了快速突防,防区外精确打击的角色。此外,中美两国空军对这种类型的轰炸机的需求量也大体相等。所以拿两者的生产状况也比较合适。

美国B-1B轰炸机的生产自1983年开始至1988年为止。在这5年的时间里,罗克韦尔公司共为美国空军生产了100架B-1B轰炸机,年产量也大约为20架。但从美国方面流出的B-1B轰炸机生产视频来看,当时B-1B轰炸机的生产工艺还较为简陋。其生产理念也远不如现在先进。可以说,年产20架轰炸机还远非现在的飞机制造商所能达到的上限,在这方面,中国同样也还有进步的空间。

目前中国轰炸机部队换装压力并不算大,对新型轰炸机的需求也并不迫切。目前中国大型飞机生产的重中之重还是运-20这样的大型运输机。以2016年以来生产了30架运-20运输机的乐观数据计算,运-20的年产量大概有10-15架。如果以20架的数量计算则约有7-10架。作为一款刚刚投产数年的大型运输机,这一速率其实已经不算太慢。这里我们可以以同等量级的美军C-17运输机加以比对。

美国C-17运输机的生产自1991年开始至2014年为止,共计约23年的时间。这23年的时间又大致可以分为以下几个阶段:第一个阶段为1991年至1997年的试量产和小批量产阶段。这一阶段的特点是C-17运输机的产量从没有突破个位数。其产量最大的一年为1994年,这一年共交付了8架C-17运输机;第二阶段为1998年至2001年的量产提速阶段,这一阶段C-17的年产量开始到达10架以上;第三阶段为2002年至2009年。在这8年时间里,C-17一直保持了16架的年产量;最后一个阶段为2010年至2014年的降速阶段。由于订单已经几近完成,这一时期麦道公司开始进入“养老阶段”。在2014年交付了7架飞机之后,C-17的生产终于告一段落。

在量产的早期限制C-17产量的原因是其飞机质量遇到了重大问题。1991年5月27日,美国《洛杉矶时报》报道,美国空军向麦道公司致信列举出了C-17飞机“必须解决的75个缺陷”。其中包括:起落架强度不合格、发电机功率不足、飞机重量超重、有效载荷不达标、燃料燃烧速率不符合标准以及没有为可能发生的冲撞事故预留出可以供机组成员使用的隔舱。在信中,美国空军要求麦道公司在45天内提出解决这些“小问题”的合理方案,但拒绝为此额外支付费用。

稍后,美国人又在这些“小问题”之外发现了一个“大问题——C-17的机翼设计冗余严重不足。美国人要求C-17的机翼可以承受150%的设计翼载荷,但在1992年10月的静力测试中,C-17的机翼在128%设计翼载荷时即宣告失效。随后,麦道公司对C-17的设计进行了修改。1993年9月的第二次测试中,C-17的机翼承受了145%的设计翼载荷,但仍没有达到美军的要求。好在事后发现C-17的机翼设计并没有问题,第二次测试没有达标仅仅是因为机翼的安装过程出现了一些偏差。虽然在性能上已经足以满足美军的要求,但这一波折的代价却是C-17采购价格的大幅飙升。

在C-17项目上马之前,美国空军曾计划以411亿美元的价格采购210架C-17运输机。但在1992年的评估中,这笔钱仅能够采购120架C-17——这型飞机的采购成本飙升了52%。美国国防部随即在1993年12月向麦道公司下达了最后通牒:在两年内解决C-17采购成本过高的问题,或者在完成40架飞机的生产后终止合同。最终在麦道公司的不懈努力之下,C-17的单机采购成本下降到了2007财年的约2.2亿美元,仅略高于最初预计的1.95亿美元。

这里提到C-17发展早期的问题,其实主要还是想借此说明一个飞机项目发展的必然过程,即通过不断地发现问题和解决问题来让一款“产品”变成一款“更加成熟的产品”。从目前运-20已经正式列装部队,并参加空投物资、空降伞兵等空军演习科目来看,运-20并没有遇到像当年C-17那样可能影响项目前途的问题。但诸如降低成本、提升产品可靠性等方面,却往往要经过多年的应用和探索。这也意味着,未来在“空军愿意采购”的前提下,运-20的年产量还有可提升的空间。

关于运-20“开足马力生产”后的年产量,我们可以以目前正在大量量产的运-9中型运输机产量简单的做一个对比:2017年4月《中国航空报》曾经报道了中国运-9运输机脉动式生产线建成的消息。该报道确认,中国首架以脉动式生产线生产的运-9飞机于2017年2月份开始生产,4月份即告交付,总工期约为2个月。以文中给出的全流程5个站位推算,运-9运输机在每个站位上的工期仅12天。这意味着运-9运输机的年产量应该为30架的整数倍,即年产量最少30架。结合目前运-9运输机已经开始“走出”空军装备陆军的消息来看,中国对运-9运输机的产量有绝对的自信。运-20运输机也采用脉动式生产线进行组装生产的话,也有机会达到这样的年产量。

但前途是光明的未必意味着道路是平坦的。目前中国大型飞机的发展还存在几个亟待解决的问题。航空发动机便是这些问题中较为重要的一项。目前,中国西部某工厂生产的两种大型飞机运-20和轰6K/N都采用了进口自俄罗斯的D-30大涵道比涡扇发动机。虽然之前曾有消息表示中国正在使用涡扇-18替代D-30,但根据运-20总师唐长红的说法,全面换装国产发动机的运-20可能还要在1-2年后才会问世。这表示现在的涡扇-18在产量和性能上还并不足以全面代替俄制D-30,未来运-20“换发”的希望可能还是要落到涡扇-20的身上。

关于航空发动机,我们一直以来的观点都是:如果国产发动机还不足以满足解放军的需求,继续采购国外发动机也并不丢人。毕竟买来的发动机可以实实在在的让飞机形成战斗力。像北方某大型国企一样因为发动机问题,而导致大量已经生产好的机身在厂区风吹雨淋实在是毫无意义。具体到运-20的发动机上,中国此前在俄罗斯购买的D-30发动机数量有限,又要同时为运-20和轰-6K/N提供动力,未来如果运-20继续扩大产能很可能会出现“供不应求”的状况。为此,中国可以选择继续向俄罗斯采购D-30发动机,或者转而采购俄罗斯近来主推的更大推力的PD-14型发动机。

如果未来中国空军确实以美国空军为目标,且以运-20大型运输机为基础开发了包括重型加油机、预警机、电子战飞机在内的一系列辅助飞机的话。未来解放军采购运-20的数量很可能超过700架。但如果以上两条中的一条无法实现,那么运-20的最终采购数量便会大打折扣。同时在生产完了解放军所需规模的运-20之后,这款飞机很可能像C-17一样最终停产。为了防止这一局面产生,我们认为运-20可以瞄准国内的货运市场推出其民用版本。这不仅可以保证运-20生产线的维持,还能为中国提供大量战时能够“召之即来”的后备运输力量。要知道,即使强如美国空军,在海湾战争之前的沙漠盾牌行动中,也征召了大量(占总运力的70%左右)民用航空运输力量进行兵力投送。

目前,国产大型飞机的生产确实已经有了足以让每个军迷为之自豪的成绩,但在未来,中国在这一领域还有上升的空间,也同样有需要解决的隐患和现实问题。唯有持续不断的为之奋斗,中国大型飞机产业才会在今天的基础之上更进一步。

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