基于大型飞机改装的预警机平台浅析

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  飞机分类与预警机
  飞机分类的方式有许多种。按照飞机的用途,可以分为军用机和民用机。其中,预警机属于军用机的范畴,客运飞机也就是人们经常说到的客机,以及货运飞机,也就是货机,属于民用飞机的范畴。在民用飞机中,民航客机,按照其座位数,又可分为大型宽体飞机、中型飞机和小型飞机等。
  此外,按照最大起飞重量,飞机还可以分为重型飞机、中型飞机和轻型飞机。按照航程,飞机又可以分为近程飞机,中程飞机和远程飞机。
  预警机属于军用飞机的一种。预警机所承担的军事任务,在于通过自身携带的整套远程警戒雷达系统,搜索、监视空中或海上目标,指挥并可引导己方飞机执行作战任务的飞机。通常,预警机需要较高的巡航速度和较大的航程,并有足够长的留空时间方便任务部署。同时,由于需携带相当的雷达系统,预警机需要较大的载重量。因此,从起飞重量来看,大多数预警机都属于重型飞机。
  同时,民航客机、民用货机(以及军用运输机)和部分公务机,也具有起飞重量大、航程远的特点。因此,许多预警机,都和民航客机、军用运输机乃至公务机使用同一平台。一款新机型下线,是作为预警机使用,还是作为民航客机抑或是军用运输机使用,要看该机型的相关性能数据以及客观环境需要。 世界各国常使用较为成熟的客运飞机和军用运输机机型作为平台加以改装,打造自己的预警机。
  世界各国的预警机平台
  使用民航客机平台的预警机 美军的预警机中,由民航客机改装而来的机型较多,美军最大的预警机E-3以波音707为平台研制而来的。2000年后,美国以波音767和波音737NG为平台规划了多型预警机,包括E-10A/B/C、E737NG等。同时,美国以波音767为平台研制了E-767预警机出口日本,以波音737为平台为澳大利亚研制了“楔尾”预警机。
  巴西以双發涡扇支线民航客机ERJ-145为预警机平台研制了R-99预警机。瑞典分别在SAAB340B双发涡桨支线运输机基础上研制了S100B预警机,在SAAB2000双发涡桨支线运输机的基础上研制了SAAB2000预警机。
  使用军用运输机平台的预警机 俄罗斯的大型预警机A-50预警机,以伊尔-76作为预警机平台。目前西班牙正在研制基于C-295的预警机。C-295是一款双发涡桨、上单翼的军用运输机。
  使用公务机平台的预警机 近年来,公务机也用于发展对任务能力要求较强的预警机。例如,以色列使用远程公务机“湾流”G550发展了预警机。“湾流”G550是双发远程公务机,采用了细长机身、下单翼布局,其优势是速度快、升限高,留空时间长。
  中国预警机与运20
  中国现役的预警机分别以运8和伊尔-76为平台。运9和伊尔-76均是军用运输机。
  运20是一款优秀的大型军用运输机,为满足从机身后部装载与卸载大型装备的需求,采用上单翼、高平尾等布局。从性能上将,运20的最大起飞重量约220吨,最大航程可达7800千米,其宽大的机身可容纳各种复杂的雷达设备,并能为机组人员提供足够的空间。因此,运20从性能上说完全可以作为国产预警机平台加以改造。
  除了运20,我国还有C919。C919是大型窄体客机,该机采用下单翼布局,航程4075千米,巡航速度860千米/小时,巡航高度10668米。在飞行性能方面,C919除在航程方面性能差一些,基本与国外主流预警机续航性能相当,也是作为预警机理想平台之一。不过,C919的发动机、航电系统、飞控系统等关键技术掌握在霍尼韦尔等国外公司手里,受政治、技术封锁等因素影响,要将其改造为预警机,需将这些关键技术的相关元件替换为国产元件,这不可避免要在一定程度上影响飞机的性能。
  预警机平台特点分析
  对比世界上典型预警机的性能进,可得出表1。
  从表1中可以看到,以民航客机和公务机为平台的预警机在最大速度和航程上基本全面超过以军用运输机为平台的预警机。这是因为两个方面的因素:
  首先,民航客机和公务机的机身气动阻力小。民航客机和公务机主要是用来运送人员,通常机身比较细长,设计之初便强调降低全机气动阻力,提高升阻比。军用运输机不仅要运输人员,还要运送大型武器装备,需要宽大的机身来容纳较大的货舱空间。因此,军用运输机一般采用宽体机身,气动阻力较大,典型的如伊尔-76军用运输机。
  其次,民航客机和公务机的结构重量小。由于主要任务为运送人员,民航客机和公务机对舱内地板的强度要求低/军用运输机运送大型武器装备,对货舱地板强度要求高,这势必加重机身重量。同时,军用运输机需要具备在简易机场,甚至土跑道起降的功能,这就要求机身能够承受更大颠簸,不仅要求全机结构强度大,而且要求有粗壮的起落架。民航客机则无此需求,因此,相对军用运输机,民航客机和公务机的结构重量小。
  由于民航客机和公务机阻力小、相同尺寸结构重量低,因此燃油油耗小,经济性好,相同燃油量的情况下,民航客机和公务机的航程比运输机更远。
  相比军用运输机,民航客机和公务机还有一个适合作为预警机平台的优势。它们采用了下单翼布局,机翼离机身背部布置的雷达距离较远,机翼对雷达的遮挡也较军用运输机小。有些预警机的雷达布置在机身两侧,下单翼布局也避免了下吊发动机对雷达的遮挡。因此民航客机和公务机更适合作为预警机平台。
  理解了这些,回头审视运20,不难发现,作为军用运输机的一种,相比于民航客机和公务机,运20同样存在气动阻力大、结构重量大、不必要的空间大、经济性不好的等点。从这个意义上说,运20虽然适合、却并非最理想的预警机改造平台。
  当然,运20本身,也只是一个过渡机型,解决的是从“无”到“有”的问题。因此,对于国产预警机而言,运20所提供的平台也必然是过渡性质的。运20和C919的研制,使我国掌握了设计和制造大飞机的关键技术,具有了研制新型预警机平台的基础,其意义是至关重要的。新型的、更为适合的国产预警机平台的研制,不可能离开运20和C919提供的技术经验。
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