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中国大飞机研制之路,最可惜的三款下马机型

2019-11-20 14:46:05  来源: 今日头条   作者:工农兵文艺转贴
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  充满辛酸的中国大飞机研制之路,解读最为可惜的三款下马机型

  特殊的国情和历史条件下中国航空工业长期处于落后状态,虽然近年来在各条战线上均取得开花结果的好成绩,包括如:运-20、直-20、歼-20等新一代各类机型。但是回顾几十年的航空工业发展史,特别是对于大飞机的渴求我们也曾有过努力,今天为大家介绍三款曾经研制但没有最终成形的百吨级大飞机。

  先来一张空军最近的主力队形,无限感慨空军不易建立70年之后才有这种阵容。

  充满辛酸的中国大飞机研制之路,解读最为可惜的三款下马机型

  运20和运9同框

  上世纪60年代末到80年代,航空工业基于军、民用途并实现自主研制提出了三款不同的大飞机方案,包括200吨级运-9方案、160吨级轰-8方案,以及110吨级运-10方案。虽然有些方案过于激进,但总体而言还是存在实现可能性,只是由于特定时代背景下诸多因素影响未能成形尤为可惜。

  一、运-9大型运输机

  这个型号的运-9不是现在已服役65吨级版本,而是诞生于1969年的200吨级大型喷气式运输机方案,大家确实没看错是200吨级和现在的运-20基本一致,但研制条件不可同日而语。

  1969年,国防科工委六院603所根据空军需求提出运-9大型喷气式运输机方案,又称为“10号任务”,性能指标如下:配备4台喷气式发动机、最大起飞重量228吨、最大载重量42吨、最大航程达8000千米、巡航速度800千米/小时。

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  运-9大型运输机

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  运-9大型运输机三视图

  1970年6月10日,三机部六院正式下达院科字253号通知开始运-9方案论证,飞机设计突出以机降作战为主,并应具备快速装卸货物能力,同时能在夜间和复杂气象条件下飞行。而且为满足战时需要,对于起飞性能要求很高,要求能适应各类临时野战跑道。机尾装备了一门23-2型双23毫米尾炮,带自卫功能。

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  运-9大型运输机风洞模型

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  运-9大型运输机

  运-9驾驶舱包括5名机组成员,机舱可以设置299-344个座椅,运送伞兵及单兵装具时可载250人,也可以运载3辆伞兵战车。如果改为救护机可以安装100副支撑担架,运送100名重伤员、50名轻伤员和10名随机医护人员,飞机预计最大载重量可达50-52吨。

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  运-9大型运输机

  飞机配套4台910甲(涡扇-6甲)发动机,单台推力11000千克,原型是1964年为我国下一代歼击机(歼-9)及强击机(强-6)配套的涡扇-6发动机(最大推力70.6千牛,加力推力121.5千牛)。1970年为运-9项目进行改进,研制的是不带加力版涡扇-6甲(生产3台测试),不过因为特定历史原因运-9项目于1971年终止。虽然当时的科研水平要研发这款大飞机很难实现,但至少作了尝试军工不易。

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  涡扇-6发动机

  附带说明:涡扇-6发动机是当年最有希望研发成功的一款大推力涡扇发动机,但是由于国民经济调整等各种原因于1983终止研发,很遗憾的再次在该领域拉大了和世界各国差距。

  二、轰-8轰炸机

  空军承担远程战略打击任务的机型只有轰-6各种改型,这是一款以上世纪苏联50年代技术图-16仿制而来的双发高亚音速中程轰炸机,在当前动辄上万公里全球打击要求下完全是个小儿科。1969年轰-6实现国产入役以来,从最早的中程轰炸机慢慢改进到准战略轰炸机,虽然有进步但总是觉得不够完美。

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  图-16轰炸机

  当然这种想法不是现在才有,早在上世纪60年代我国在核武器发展中取得重大成果后,立足三位一体核反击需要开始打造轰-6空基平台。不过由于轰-6航程短、载弹量小、飞行速度慢突防能力弱,在现代防空火力面前生存能力堪忧,在这种情况下不得不考虑研发新型远程战略轰炸机进行替代。

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  轰-6N准战略轰炸机

  基于当时的科研水平选择了一条相对保守也是可行的发展方向,西飞于1970年提出在轰-6基础上换装英国“斯贝”Mk.512-5W涡扇发动机,通过换发大推力发动机实现航程的增加。然后第一版换装了4台“斯贝”发动机的轰-6I现身,轰-6I轰炸机从1971年开始设计,1978年1月实现首飞,气动外形基本不变在机翼根部和左右机翼中段各加挂一台“斯贝”涡扇发动机。

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  轰-6I轰炸机

  通过轰-6和轰-6I三视图对比,大家可以很清楚看到基本外形是不变的,轰-6I用英国“斯贝”涡扇发动机替换原来的涡喷-8发动机。单台推力5.17吨的“斯贝”发动机两台相加比单台涡喷-8推力大0.84吨,而为保持因采用4台“斯贝”替代2台涡喷-8产生的1.39吨减重,还必须给飞机增加1.1吨配重才能保持重心不变。

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  轰6轰炸机 三视图

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  轰-6I 三视图

  其实就是在轰-6基础上什么数据都不变,单纯的换新发动机,在斯贝小尺寸、低油耗以及高推力支持下试飞数据还是相当好看。军方对轰-6I轰炸机的预期性能是达到美国B-47水平,部分性能上接近B-52轰炸机。

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  轰-6I轰炸机

  轰-6I轰炸机航程从5760公里提升到8000公里,载弹量从3吨变6吨,发动机寿命从800小时直线拉到6000小时。虽然不管从哪个角度看轰-6I都相当成功,不过空军最终结论:轰-6I性能完全达到预期指标,部分指标甚至超出完全实现了改装目的。但由于成本太高(四台斯贝比原来两台涡喷-8贵320万),发动机零备件从国外订货保障难度大,而且在换发后在使用维护保养上需要重新搞一套设施,代价太大因此不予订货飞机由厂家自行处理。

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  两型发动机性能差异

  为了获得更加优秀的性能,航空工业不仅研制了轰-6I方案,紧随其后还有更大型的轰-8方案,包括:四发主方案、六发备选方案。

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  轰-6I、轰-8I、轰-8II三型对比图

  轰-8远程战略轰炸机四发方案,机体做了修改将轰-6机身两侧发动机取消,将四个发动机全部吊挂在两侧机翼下。整体来看还是和轰-6类似,外部最明显的变化就是发动机成了外挂式。

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  轰-8轰炸机四发方案

  轰-8四发版虽然已经有了进一点变化,但是和轰-6I相比性能的提升并不多,毕竟原始设计尺寸就摆在那里。发动机再给力也只能控制航程、作战半径以及适当的增加载重,但机体受限改进空间有限。

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  轰-8轰炸机四发版模型

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  轰-8轰炸机三视图

  即然四发布局还达不到远程战略轰炸机的标准,那就在此基础上推出了六发备选方案,机翼两侧各吊挂3台发动机、机体同时放大兼顾航程和载弹量。注意这时用的是美国JT-3D涡扇发动机(引进的波音707客机发动机),由于中西方关系已经在改善中,特别是1971年12月,巴基斯坦一架波音707在我国着陆时受损,军工对损坏的残骸进行技术摸底,较全面接触并了解了这款涡扇发动机。

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  轰-8轰炸机6发备选方案

  轰-8是轰-6I的改进型在当时的条件下以放大机身、换装发动机的方式研制不失为最理想作法,而且完全有实现可能性,原定1979年将轰-6I定型为轰-8并投入量产。不过这一时期出现了几大变数造成轰-8只能下马,经济建设成为中心任务军费大幅缩减;斯贝发动机也一直没能完成国产化,在数量和维护上都存在问题;另外当时还有一个大飞机项目运-10正在进行中,各种资源都要优先进行保障。

  三、运-10大型客机

  最令人惋惜的就是运-10客机,因为和上面几款飞机相比运-10是最接近可以使用的机型。运-10参考美国波音707客机研制,采用美国惠普JT3D-7涡扇发动机两者外形相似,不过即然是国产最终定型时计划采用涡扇-8发动机(仿制JT3D-7)。

  说到运-10又不能不提轰-6这个万精油,1968年轰-6仿制并首飞成功后,周总理提出能不能在其基础上研制一款喷气式客机(借鉴机型苏联在图-16基础上研发的图-104客机)。1970年,航空工业领导小组提出的《关于上海试制生产运输机的报告》得到批准,当时任务定名为“708工程”,飞机代号运-10(Y-10),计划以轰-6为基础进行改进。

  当年的运-10差点长成下面这样,如果当时真的研制出来现在民航就有的坐了,大家买个机票坐上去来个自拍,就可以发朋友圈吹牛说正坐着战略轰炸机巡航。

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  图-104客机

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  图-104客机三视图

  上面提到了1971年巴基斯坦波音707着陆时损坏,上海708工程设计组立刻组织相关人员对飞机残骸进行剖析和研究,相当于直接对波音707主要数据完成了一个测绘。正是这次意外收获对接下来运-10的研制方向产生了重要影响,参考原型由图-104改为波音707,再加上中西方关系在转暖可以获得各项必要技术和设备的可能性大增。

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  波音707客机

  1972年6月三机部确定了主设计方案,气动布局方面采用翼下吊装4台涡扇-8发动机,这个想法其实是经过严谨分析的。在解剖波音707之前还分析了三叉戟和图-104客机,完全是多方结合最后翼型采用英国三叉戟尖峰翼型,发动机则借鉴美国波音707翼吊式。运-10机体和配套涡扇-8发动机的研制分别放在上海和成都两地同时进行。

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  英国三叉戟客机

  运-10性能指标如下:实用航程7000公里,巡航速度850-900公里/小时,起飞滑跑距离小于1300米。实用升限1.2万米,可以载员100-120名,最大起飞重量110吨,最大商载17吨,远程商载5吨。从性能参数看和波音707基本接近,1973年设计及试验工作全面展开,1974年民航总局还调拨了1架波音-707以供参考。

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  运-10客机三视图

  1975年6月运-10客机设计图纸全部完成,1976年9月运-10静力试验机制造完成,1978年前完成了全机静力破坏试验。

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  运-10飞机01号机静力试验

  1980年6月,运-10飞行验证机制造完成首先安装的是美制惠普JT3D发动机,此时的涡扇-8研制进度有点不给力。到了8月份运-10所有系统都已完成模拟试验,飞行处于随时可以试飞状态。

  装配车间里的运-10客机,发动机还没有安装上。

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  运-10客机

  下图是正在装配中的美制JT3D涡扇发动机,由于涡扇-8不给力只能先上原装货。

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  装配中的美制JT3D涡扇发动机

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  运-10总装

  1980年9月26日运-10终于在大场机场实现首飞,这在当时引发全世界关注,要知道运-10只比欧洲空中客车晚两年起步。运-10的成功试飞使我国成为美、苏、欧之后世界上第四个掌握大型飞机设计制造的国家,按当时外媒的说法“中国航空业和国外大约30年的差距一下子缩短了15年”,只是起了个大早赶了个晚集,有其时代背景只能是一声叹息。

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  运-10出厂

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  首飞成功

  运-10首飞成功获得巨大赞赏的同时,仿制型涡扇-8发动机则安装在波音-707上同步进行飞行试验,以这种变通的方式来实现我国大型商用涡扇发动机上零的突破,也为运-10后续能够实现完全国产自研而努力。

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  安装在波音707上的涡扇-8发动机

  首飞成功后运-10开始了各种科研试飞,定位于民航客机当然要在中国广袤的国土上进行适应性飞行,先后转场北京、合肥、哈尔滨、乌鲁木齐、广州、成都等地,还先后7次飞抵起降难度最大的西藏拉萨贡嘎高原机场。

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  运-10飞抵北京

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  转场西藏试飞的运-10

  运-10整体研发进展相对较为顺利,但在首飞后却因经费不足研制工作长期难以持续开展,除了两架原型机外第三架也已完成了总工作量的三分之二。后续3000万元研制预算虽然多次申请但没有得到拨款,运-10的研制已近停顿,但是当时的科研人员还是坚持完成了运-10改预警机的方案设计。

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  运-10改预警机

  1985年3月31日,运-10客机正式下马一个月后,中美签署合作生产MD-82大型喷气式客机协议书,在上海总装25架MD-82客机合同将于1991年完成。为了给新的机型腾出空间运-10组装线被撤掉,原来计划用于第三架运-10价值数千万元的材料也成了废料,十多年积累起来的技术资料大部丢失。

  1987年5月23日中美合作第一架MD-82飞机总装完成,地点就在上海飞机制造厂原运-10车间。

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  MD-82客机

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  民航涂装MD-82移出喷漆厂房

  制约中国飞机工业发展三大因素分别是:航空发动机、材料和机载配套设备,而当时在运-10研制过程建立起来的配套体系已经基本达到这些要求。

  1、运-10机发动机外全部实现国产,配套开发的LC4高强铝合金材料已经达到美国总统专机水平。

  2、而配套研发的915发动机(涡扇-8)已经进行了1840小时的地面实验,并且成功安装在波音707上进行了飞行试验。

  3、而就各子系统而言也都采用自主研发配套产品,如起落架包括自动防滑(ABS)系统,其他诸多航电、电器系统、机械系统等也都是国内配套研制。这些配套设备都经过长时间试验测试,距离实用就差一个过渡期间。

  上面提到的这些设备在运-10正工下马之后,基本处于停顿或者荒废状态,连同运-10所有图纸资料一并成了历史。以往我们都是飞机等发动机及相关配套设施,而运-10项目则是最接近实现可能性的机型,当时的外部环境下可以获得很多技术支持,如果能再坚持一小会我国大飞机之梦在上世纪90年代将成为现实。

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  运-10总设计师马凤山

  虽然上述几款机型都有其时代背景、历史原因,最后都成了过眼云烟。但是2016年6月15日,被寄予厚望的运-20大型军用运输机正式服役,终于圆了我国大飞机的梦想。而在将来随着我国航空工业发展水平越来越高,各种改型也将逐步登场为实现航空强国注入更多新鲜血液。

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  运-20大型运输机

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