运20，中国制造的新名片

高卓

当有一天上百架“中华鲲鹏”在世界各地翱翔，运20的意义在人们心中将自有评论。

2016年6月中旬，一组国产大型运输机运20的新图在网上流传。图中这两架运20机头侧面“中国空军”四个大字和垂尾上的五位数战术编号明显和之前的原型机不同，结合之前官方称运20将在今年完成研制的说法，运20的研发应当进入到了一个新阶段。

从2013年1月运20首飞至今，所花的时间还不到三年半，从型号正式立项研制至今，也仅10年不到。这对于首次从头走完大型飞机自主研发流程的中国航空工业来说，又是“中国速度”的一次耀眼的纪录。而在2007年运20立项前，中国对军用大型运输机的认识有且仅有对伊尔一76十多年来的实际使用和维修经验。

尽管通过A-501/空警-2000这类对伊尔一76平台的改装，国内对该机的结构和气动特点有了较为深入的了解，但想在此基础上全面提升性能，对于之前实际批生产过的最大型喷气式飞机也不过是轰6K这种起飞重量1 00吨上下，脱胎于上世纪50年代前苏联设计的“准大飞机”的中国航空工业来说显然不易。

面对严峻的挑战和部队的急需，是否应当直接仿制伊尔-76的声音一度不绝于耳。的确，仿制伊尔-76看起来是一个短平快的做法，但这也意味着艰难发展的中国大飞机又将陷入服役即落后的怪圈。如果说当年研制运10时以波音707为蓝本还是技术储备薄弱时的不得已而为之（而且波音707在当时并不落后），30年后的中国航空人没有理由再去重复这一道路。

不走前人之路的底气是强大的人才储备。在担任运20研制任务的中航工业第一飞机设计研究院（下文简称“一飞院”）中，青年科研人员占全院人数70%。依靠良好的人才政策，近些年，一飞院人才流失率几近为零。难怪在看到运20酋飞的央视报道画面时，许多观众都感慨于这支队伍竟然这样年轻！年轻的队伍天生有着创新的基因。运20的“中国速度”不是凭空靠口号实现的，是一项又一项以前看来似乎被国外彻底垄断的高新技术换来的。

笔者这里仅列举两个例子，首先是基于三维模型的产品数字化定义技术（下文简称MBD技术）。简单说，之前计算机辅助设计刚刚引入航空业时，飞机在部分设计环节上还不能脱离实体图纸，但在应用MBD技术之后，飞机设计就彻底无纸化了。国外也仅有波音787，空客A380和A400M等少数型号使用了MBD技术。和传统的设计方法相比，运20的设计周期缩短40%，生产准备周期缩短75%，制造周期缩短30%。

另外在飞机设计特别是大型飞机设计中，不断的细节改进在所难免。原本气动、结构和强度等设计组各自为战，这样在改进其中一个方面时就难以估计带来的对其他方面的影响，整体改进周期偏长。而多专业关联设计技术使得这些设计组能够拧成一股绳，例如传统上需要7天完成的机翼协同更改，采用关联设计后，仅需半天。“关联设计至少为型号研制抢回了8个月。”运20总设计师唐长红如是说。

至于国外大飞机研发中常见的异地协同设计制造技术，以及其他高科技制造企业中普遍采用的企业资源规划（ERP）/制造执行系统（MES），都在运20的研制中闪耀着光芒。这一笔笔由运20这个型号带来的财富，既造福了型号研制本身，更重要的是使得中国航空工业的产业升级有了国外也不敢小觑的实际成果，正如一位西方专家所说，他并不看重中国造的大飞机本身，他在意的是由此反映出的整个中国基础工业水平。

虽然从全局角度看，运20相比伊尔-76具体技术上的超越是较为次要的，但为了展现研制中技术创新的成果，这些方面还是值得多说几句。限于设计年代较早等原因，伊尔-76没有采用超临界机翼、吹气襟翼和翼梢小翼等先进增升技术，但凭借前苏联在大型飞机设计领域深厚的积淀，该机的总体升力系数仍然非常出色。因此运20在现阶段使用与之相同的发动机时仍能在主要指标方面赶上并超越伊尔-76，整体设计水平非常高。

从运20首飞至今，官方公开了运20的不少试飞数据，尤其以66吨的最大载重量最为外界津津乐道，这和很多军事爱好者习惯用这两项指标去衡量运输机性能的优劣有关。不过对于这个级别的运输机来说，只要合理调配装载重心，把货舱载重塞到70吨左右并不是特别难的事情。例如实际正常最大载重量为40吨的伊尔76基本型在1975年的试飞中，就曾在内载荷多达70吨货物（包含大量配重物）的同时完成了1000千米闭合航路飞行的壮举。

因此运20真正关键的重量指标是220吨的最大起飞重量，如果这个指标不是极限起飞重量，那意味着运20在和伊尔-76载运相同重量的货物时拥有更大的载油量，飞行距离更远。实现这一超越，除了更加出色的气动/结构设计和材料应用水平之外，运20的全数字式电传飞控系统也功不可没。它扩展了飞机的安全操纵边界（特别是在起降阶段），使得气动设计的潜能得以充分发挥。如果中国不具备研发大型飞机数字式电传飞控系统的能力，那么即使其他方面能够做到世界顶级水平，运20也很难在这方面比伊尔-76提高太多。

不过运20在基本指标上相对伊尔-76的更大优势还是货舱容积方面，毕竟在部队实际使用中绝大部分隋况都不会装载到最大载重量。根据公开论文可知，运20货舱宽4米以上，高4米左右，除了能够运输陆军绝大部分主战装备之外，部分空军大型装备，如远程预警雷达和“红旗”9这类大型地空导弹系统也可以通过运20转运。在2015年土耳其击落俄罗斯空军苏-24战机后，俄军就曾使用安-124大型运输机将S-400地空导弹系统转运到叙利亚赫梅米姆空军基地，迅速加强了基地的防空力量。

当然，这种“有容乃大”对满足空军航空兵自身的需求也有重要意义。由于新一代航空兵主战装备，特别是歼10、歼11等第三代战斗机以及大型特种机的配套保障车辆型号复杂、数量较多，从近年来的公开报道看，即使是保障歼击航空兵大队级别的跨区转场部署，只用一架伊尔一76都难以将所需保障车辆一次性全部运走，而出动两架伊尔-76又稍有浪费运力之嫌。而且部分型号如苏=27/30的某些配套保障车辆高度超高，连伊尔-76都难以运输。而这些问题在运20服役后都将迎刃而解，空军航空兵的全疆域作战能力将进一步提升。

说到全疆域作战，由于中国幅员辽阔，地形种类繁多，军方向来对战机的高温高原操作能力要求较高。但由于前苏联境内的高原最高的平均海拔也就2500米左右，因此和早期型米-17高原性能不佳类似，伊尔-76在高原使用中运力也受到了一定限制（当然比同等条件下运8的运力还是高很多，因此空军进藏保障任务仍然以伊尔-76为主要使用机型）。

因此针对运20的使用需求，在其配套发动机的研制中，无论是第一阶段对伊尔-76使用的D-30KP-2的研仿改进，还是第二阶段研制国产高涵道比发动机，都重点考虑了高温高原特性。根据俄罗斯媒体报道，在过去的5年内，中国共向俄罗斯引进了200余台D-30KP-2涡扇发动机，除了装备轰6K和用作伊尔-76机队的备用发动机之外，留给运20使用的发动机已经不是很多。由于近一两年也没有报道证实俄方与中方又签订了后续订单，而D-30KP-2的国内版本研制进度也颇为顺利，运20很可能会在生产过程中顺利过渡到使用国产发动机的阶段，该发动机也可以用作现役伊尔-76/空警-2000和轰6K的备用发动机。

尽管在气动、结构和飞控三方面设计结合非常良好的运20即使使用D-30KP-2这样上世纪70年代水平的发动机仍然能够达到几个主要的载重指标，但D-30KP-2推力较低、耗油量偏大的缺点终归限制了运20的前线机场起降能力和续航力指标的进一步提高。而且考虑到运20未来很可能会被用作大型特种机平台，预警机这类电子设备数量多功率大的型号对机体平台发电配电能力的高要求也不是D-30KP-2能够扛起来的。

因此，虽然依靠国产版D-30KP-2可以满足部队的急需，但国产高涵道比涡扇发动机也需要充分利用这个缓冲期将性能完善起来。除了最基本的推力/推重比，耗油率等硬指标之外，新发动机在可靠性方面也需要尽可能达到已经十分成熟可靠的D-30KP-2的水平，防止出现使用新发动机的运20反而在出动率上不如现有版本运20的情况。

除满足国内正常战备训练需要之外，随着新时期人民空军承担非作战类行动，特别是海外行动需求次数的增多，作为这类行动中的主要机种甚至是唯一机种，目前在我军中数量还很稀少的大型运输机，其使用频率完全可能超过歼击航空兵一线部队的三代机。从运20首飞后几年来空军仍然不断从俄罗斯进口二手伊尔-76来看，部队对大型运输机的订货刚需仍然很大。

由于运输机相对战斗机的使用寿命较长，而试飞科目特别是高过载试飞科目相对战斗机又少了很多，因此参考美国在C-17研制完成投入量产后将部分原型机改装后交付部队使用的做法，运20原型机中较晚出现的若干架也完全有可能在改装后交付部队，以弥补大型运输机早期生产中难免存在的速度较低的情况。

虽然中国在大批量生产先进战术飞机上早已取得了充足的经验，但批量生产真正的大飞机仍然是一个我们从未真正挑战过的领域。在这一点上，来自外界的帮助也无法起到什么作用——即使是伊尔-76系列最新改型伊尔-476，在生产程序上也基本是当年的老一套，只是在部分生产设备上进行更新。而在这一领域世界领先的美国等西方国家对中国执行的是严格的技术封锁。

但从前文提到运20在研制过程中就已成功应用了一系列处于世界先进水平的新技术来看，这一难关也绝不是不可战胜的。考虑到西飞还承担着其他国家重点型号的试制和生产任务，未来运20即使达不到C-17那样巅峰期每年16架的交付数量，每个月能够交付1架也已经足以为之骄傲。

不过这些都是几年以后的事儿了。可以想象的是，在运20的产量还处于供不应求的状态时，每一架飞机都会交付运输航空兵。所以很多军事爱好者期待的将运20改为预警机和加油机的想法还得等等，前者可以靠最新服役的空警-500预警机暂且以“小平台大预警”顶着，而后者可能就要靠把部分伊尔-76按照伊尔-78的标准加装加油吊舱、可拆卸油罐和尾部加油员观察舱才能实现了——而且这些飞机平时还得做好一有需求又得变回运输机的准备。

当然在运20进入产能巅峰，特别是使用国产高涵道比涡扇发动机的版本出现后，大国空军又怎么会不喜欢大平台呢？在空警-500上验证成熟的技术，在运20上的使用条件只会更好：相控阵雷达的直径更大，空情引导员的战位更多，机载设备的电磁兼容问题更容易解决，“新空警-2000”的愿景不难想象。而随着中国空军向着战略空军转型的步伐进一步加速，随着大型飞机比例的提高，加油速度更快的硬管加油技术也不再是可有可无的选项，届时运20也将是改装平台的重要选项。

不同于使用和维护成本水涨船高，多数情况下还难得一用先进战斗机，由于在和平时期也不乏用武之地，性价比较高的大型运输机只要维护上不过于复杂，即使在小国空军中也不乏它们的身影。而在世界大型运输机中，美国的C-17虽然综合性能傲视群雄，但已经停产；俄罗斯的伊尔-476虽然还在生产，但由于没有扩大机身直径，因此运输能力提高也有限；欧洲的A400M和日本的C-2，综合性能与前两者又不在一个级别上。所以运20如有余力投身国际市场，确也有其独特的竞争优势，当然这显然是后话了。

笔者并非航空从业人士，本文讲述的或许还不及运20对中国空军、中国航空工业乃至对中国军队和中国工业体系贡献的九牛一毛。也许再过许多年，当有一天上百架“中华鲲鹏”在世界各地翱翔，成为新时代“中国制造”的名片的时候，即使无需文字的修饰，运20的意义如何，人们心中也将自有评论。

责任编辑：陈肖