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安225被毁令人惋惜!但过几年造出CJ2000后我国也能造这种飞机
送交者: 牛员外[♂☆★★★★湖边健走★★★★☆♂] 于 2022-03-05 8:12 已读 847 次  

牛员外的个人频道

根据俄罗斯媒体报道,在俄军占领位于乌克兰首都基辅郊区的安东诺夫机场后,乌克兰军队对该机场猛烈炮击,自己把仅有的一架完好的安225巨型运输机也给打烂了!此前仅有一架可以正常起降的安225和另一架半成品安225巨型运输机,只可惜因冲突破坏,乌克兰短时间内再无可能完成半成品安225巨型运输机的建造工作,安225甚至有可能就此消失。很多网友为此深表惋惜。 6park.com

被炮火摧毁的安225 6park.com

资料显示,安225"梦幻"运输机是前苏联研制的一款巨型运输机,全长84米,翼展88.74米,空重175吨,最大起飞重量高达640吨,货舱全长43.51米,最大宽度6.68米,货舱底板宽度6.40米,最大高度4.39米。是世界上吨位最大的军用运输机!按照设计,它的肚子里能够装载250吨货物,但实际上,它能够载重300吨!

相比之下,我国的运20最大起飞重量仅220吨,连安225的最大载重都达不到。由此可见安225有多么庞大!
那么,除了乌克兰之外,其他国家真的造不出安225这种级别的运输机了吗?

答案是否定的。

仅从技术角度来看,安225这种级别的运输机研制难度并没有大多数人估计的那么高。接下来简要说明:

1、苏联仅用不到4年就研制出安225,其首飞时间仅比最大起飞重量为405吨的安124晚6年左右,说明安225的技术难度并没有比安124大多少。 6park.com

安225巨型运输机正面照 6park.com

资料显示,1982年12月26日,最大起飞重量达405吨的安124顺利首飞。然而,令人意外的是仅约6年之后的1988年12月21日,最大起飞重量达640吨的安225也顺利首飞!

这说明,安225巨型运输机的研制难度并没有大多数人估计的那么高。

事实上,安225巨型运输机就是以安124重型运输机为基础魔改而来的。查阅资料得知,1985年春季,为运输“暴风雪号”航天飞机与其他火箭设备,苏联当局要求安东诺夫设计局研制一款可以运输大尺寸装备的巨型运输机。由于时间紧迫,安东诺夫设计局直接以安124为基础,延长机身,加强中央翼盒,加大机翼尺寸,将单垂尾改成H型垂尾,为满足动力需求,直接增加2台发动机,再加上其他细节改动。由于总体改动量不大,仅不到4年的时间,安225就被研制出来,并成功首飞!一方面说明苏联的航空工业实力雄厚,另一方面说明安225的研制难度并没有多数人估计的那么高。 6park.com

安124运输机 6park.com

2、2019年,美国的平流层发射系统公司仅耗时几年就研制出比安225更大的Stratolaunch飞机。

资料显示,平流层发射系统公司(Stratolaunch Systems)是一家私人企业,总部位于华盛顿州西雅图,于2011年12月由原微软公司联合创始人保罗·艾伦(Paul
Allen)和缩尺复合体公司(Scaled Composites)创始人,已退休美国航空航天工程师伯特·鲁坦(Burt
Rutan)联合成立。2018年保罗·艾伦去世后,平流层发射系统公司曾一度传出即将出售的消息,可见其经济状况也比较差。相比美国的波音公司、洛克希德·马丁公司等老牌航空企业,这家公司可谓名不见经传,没有雄厚的技术底蕴,也缺少雄厚的资金支持。

然而,就是这样一家“资历很浅”,财务状况又不好的公司,却仅耗时几年就造出了比安225还要大的飞机。 6park.com

Stratolaunch飞机 6park.com

Stratolaunch飞机是世界上最大的飞机,由复合材料制成,机长73米,翼展117米,空重226.8吨,加满燃油后重量增加50%,由6台波音747的发动机驱动。Stratolaunch是平流层发射的意思。该飞机最大载重约250吨,有效载荷附着在双机身之间的机翼段,航程超过2000海里(约3704千米)。该飞机配备28个机轮,将用于空中发射轨道ATK公司的小型“飞马座-XL”火箭,将重达1000磅(约453.6千克)的卫星送入低地球轨道。

2017年首架Stratolaunch飞机正式下线,却拖到2019年才首飞,外界一度传出“平流层发射”将要以4亿美元价格对外出售的消息,直到2021年其状况才开始好转。 6park.com

世界上最大的5种飞机尺寸对比示意图 6park.com

当然,这家公司之所以这么快就能造出这款飞机,主要是因为发动机是现成的,不用自己研制,直接在美国国内采购即可。

通过分析对比,我们发现,安225这种级别的飞机研制难度并没有这么难,甚至连一家缺少技术底蕴、财务状况并不乐观的美国公司都能够在几年研制出来。
既然安225巨型运输机的研制难度并没有那么大,为何其他国家不愿意造呢?

主要还是需求问题。

实际上,虽然安225巨型运输机运输能力很强,但它的适用性很差。由于尺寸太大,重量太大,能够满足安225起降要求的机场要达到最高等级的4F级,全世界仅有少数机场能够满足。 6park.com

背负“暴风雪号”航天飞机的安225巨型运输机 6park.com

如果只是军用,安124就已经能够满足前苏联军方要求,但为了能够运输航天飞机,前苏联才不得不在安124基础上设计一款特殊的运输机,用来运输重达105吨“暴风雨”号航天飞机。

对于美国和欧洲来说也是如此。

研究表明,只要推重比大于0.2,运输机就能起飞。考虑到起降性能,一般取值为0.22~0.24。例如安124的满载推重比为0.231左右,安225的满载推重比为0.22左右。如果安225巨型运输机采用4发设计,单台推力就要达到35吨。当时苏联研制出来的推力最大的大涵道比涡扇发动机是D18T,推力为229千牛(23.367吨),达不到35吨级推力,导致安225只能采用6发设计。然而,美国和欧洲却已经造出推力超35吨的大涵道比涡扇发动机,例如欧洲的遄达XWB-97推力高达430千牛(43.88吨),美国的GE90X的推力更是高达470千牛(47.96)只要美国和欧洲想造,它们完全有能力造出最大起飞重量超过1000吨的巨型运输机。 6park.com

GE90X大涵道比涡扇发动机 6park.com

最让人意外的是,虽然我国目前只造出最大起飞重量为220吨的运20大型运输机,但实际上我国已经初步具备研制中国版安225运输机的能力!
为什么说我国已经初步研制中国版安225巨型运输机的基本条件呢?

巨型运输机的关键技术有两部分,一部分是机体设计、制造技术,另一部分是难度更大的动力系统部分。

航空界有一句名言是这么说的:“只要推力大,板砖也能飞上天”。这句话是美国洛克希德战术战斗机系统分部前项目经理巴特·奥斯本在1998年对Code One杂志说的。

不可否认,安225巨型运输机的机体研制难度也不小,但实际上它的最大技术难点还是动力系统。

机体方面,设计难度主要是如何设计出结构足够轻、承载能力足够大、疲劳寿命足够高、升阻比足够高、气动阻力尽可能小的机身。制造技术难度主要是能否造出满足要求的轻质高强材料。

动力系统方面,一般巨型运输机都采用大涵道比涡扇发动机,但这种发动机想要做到自重足够轻,推力又大又省油,可靠性又高,使用成本较低等要求并不容易。这里面涉及大量研制难度很大,试验周期很长的高性能航空发动机材料,比如碳纤维复合材料,高强合金等等。我国至今也只是造出一款最大推力仅160千牛的大涵道比涡扇发动机,即涡扇20。可见,想要造出一款合格的大涵道比涡扇发动机难度很大。 6park.com

安装4台涡扇20的运20 6park.com

早期,美俄缺少推力足够大的发动机,干脆就是多装几台发动机,例如H4“大力神”号运输机的发动机达到8台,安225直接装6台D18T涡扇发动机,相比之下安124只有4台D18T涡扇发动机。然而,发动机太多会导致飞机的全状态可靠性太差,根据概率学原理,发动机越多,同时正常运转的可靠性就越差,唯一的好处是可提升抗坠毁能力。此外,发动机数量太多也会导致日常使用过程中的检修任务更繁重,日常维护使用成本也会更高。因此,理论上,民用大型飞机采用4发设计更合适。

通过运20我们发现,同样是采用D18T,伊尔76载重仅48吨,而运20却能达到66吨。这背后依靠的是后发优势,凭借更好的气动设计和更好的结构材料,运20才能做到这点。资料显示伊尔76空重为88吨,而最大起飞重量、载重均更大的运20空重却仅为84.2吨,比伊尔76还低4吨左右。这说明现在我国的航空工业并不差,甚至有可能比前苏联更好,没有理由完成不了安225的机体研制工作!

我国正在研制的长江2000(CJ2000)最大推力达到353千牛(36吨),远比D18T的229千牛大得多。据国内媒体报道,目前长江2000已经完成核心机的研制工作,正在进行验证机的研制工作,进展顺利,总体进度并不比长江1000落后多少。如果一切顺利,预计2026年就有可能设计定型。

综上所述,如果想要造中国版安225运输机,那么初期我国完全可以效仿美国的B52轰炸机,采用8发设计,将两台发动机捆绑在一起,造出一款最大起飞重量和安225相当的4组型(8台发动机)巨型运输机,等到几年后长江2000设计定型后再更换成4台长江2000即可。 6park.com

美国研制的B52轰炸机 6park.com

当然,这个级别的运输机并不实用,不适合作为军用运输机,更适合作为特种运输飞机,例如运输超大件物品,运输空中发射火箭等等。因此,我国未必会研制中国版安225,更有可能研制中国版安124运输机。

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