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航空运输的优缺点 苏俄军事航空运输的中坚

发布时间:2019-04-26 06:38:36 浏览数:

  从第二次世界大战开始,军用运输机在历次重大军事行动中,皆有突出表现,如驼峰空运、诺曼底登陆、柏林空运、苏军入侵捷克斯洛伐克等。正因为如此,二战之后处在铁幕两边的美苏两个超级大国都在积极研发、使用大中型的军用运输机。
  研制情况
  20世纪50年代,苏联率先研制出四发中型运输机。之后又研制出当时世界上最大的运输机安-22。该机最大载重量为80吨,可以运送T-62主战坦克、“飞毛腿”中短程弹道导弹等重型武器装备。不过,这两种飞机也存在许多不足。安-12尽管到1973年停产时已在苏军装备了数百架,但运送伞兵战车的数量太少,突击能力不足。而安-22的经济性、安全性较差,发动机功率不足,维护不便。在运输能力的搭配上,由于安-22太大、安-12略小,需要在两者之间投入使用一种类似于美国C-141的大型运输机。另外,因安-12与安-22均以涡桨发动机为动力装置,飞行速度较慢,苏军需要飞行速度更快的大型运输机。更关键的是,当时正值勃列日涅夫主政时期,苏联的经济和技术实力得到空前发展,对外军事干预的野心增加。军事思想发生很大变化更加追求兵力的远程、快速投放。
  1966年,苏联政府正式要求为苏联空军军事运输司令部和苏联国内航空总局研制一种四发喷气式运输机,用以取代安-12。主要技战术要求:载货40吨时可飞行5000公里,所需飞行时间不超过6小时;能够在未铺筑的短跑道上起降;能够在气候恶劣的西伯利亚地区、北极圈附近和远东地区使用;后勤保障应比安-12大大简化等。
  苏联时期,苏维埃政府有数家飞机设计局负责大型飞机的研制。其中,图波列夫设计局(现称图波列夫股份公司)重在战略轰炸机、大型客机,安东诺夫设计局(今乌克兰安东诺夫航空科技联合体)主要是军用运输机和小型客机,伊留辛设计局(现称伊留辛航空联合体股份公司)负责大型军用运输机和大型客机。由于其他设计局当时都有各自的重要设计工作,苏联政府指定伊留辛设计局负责研制新型大型运输机。从后来的情况看,让伊留辛设计局承担这种大型飞机的设计工作确属明智选择。该设计局在设计大型飞机方面颇有建树。早在二战时期设计的伊尔- 4曾经是苏联航程最远、最大的轰炸机。战后,先后研制过伊尔-12、伊尔-14、伊尔-18、伊尔-62运输机,拥有研制大型飞机的丰富经验。其中,伊尔-18是使用涡桨发动机的大型客机,伊尔-62曾经是苏联飞行距离最远的安装涡扇发动机的大型飞机,是图-114涡桨飞机的替代者。
  1968年12月,伊留辛设计局确定了设计方案,不久便开始制造。首架原型机于1971年3月25日首飞。同年6月,在法国巴黎航展上公开展示。基本型飞机研制阶段共制造了2架原型机和1架静力试验机体,进行了4 年的测试,以确认在不亚于中东高温、高原环境的中西伯利亚原始恶劣条件下的操作特性。1974年通过苏联空军航空运输司令部的验收鉴定,1975年开始交付使用。一架伊尔-76曾经在1975年创造了载重60吨、以875公里/小时飞行2000公里的世界记录。到1974年末,伊尔-76的数量基本满足苏军空运部队的任务需求量,并最终取代了日趋老旧的安-12。到了20世纪80 年代中期,伊尔-76占据了苏联空运机队数量的一半左右。到苏联解体时,伊尔-76在空运部队的装备数量达到了69%。截至2008年年底,俄罗斯空军拥有伊尔-76飞机(不包括A-50和伊尔-78)240架安-124也仅仅有24架。北约给予伊尔-76绰号为“耿直”。
  外形特征与技术特点
  伊尔-76具有运输机的典型外观特征,即比较肥大的机身、上单翼和T形尾翼、机身两侧有起落架整流罩、机身尾段上翘并在下面设大型尾舱门。上单翼布局的优点是不仅机翼与机身的气动干扰阻力小,更主要的是上单翼使机身处于机翼之下,降低了货舱地板距离地面的高度,方便货物装卸与各种车辆贴近机身行动,还能防止在野战机场起降时地面异物损坏发动机。T形尾翼设计的目的是为了避免来自流经上单翼的气流给尾翼造成的气动干扰,以及飞机在地面装卸货物时被碰伤。机身尾段之所以上翘幅度较大,是与设置机尾大货舱门、要求快速装卸货物和便于空投分不开的。
  在涡扇发动机的安装位置方面,伊留辛在苏联创造性地采用翼下吊装4台发动机的布局。由于翼吊发动机的气动布局具有进气效率高、大迎角时的不利影响最少、通往发动机的油管不必穿过机身、可降低机翼的结构重量、发动机安装位置灵活、与尾吊发动机布局相比少受重心位置的限制等优点,被以后的大型喷气式飞机所广泛采用。与发动机安装在机身内的飞机相比,采用翼吊方式的飞机维修甚至换装不同的发动机相对容易一些。在当时,美国的B-52轰炸机、C-135/波音707飞机、DC-8客机、康维尔880/990客机等飞机已经采用翼吊布局。在同一时期研制的大型运输机中,只有伊尔-62与英国的VC-10采用尾吊四台发动机。更为关键的是,美国在1965年开始交付使用的C-141四发大型运输机也采用翼吊发动机的气动布局。这些均促使苏霍伊设计局为新飞机选择此布局。另外,伊尔-76的4台发动机比较靠内安置,可以保证一台发动机停车时偏航力矩最小,有利于保持航向。
  限于当时的技术水平,只能使用小涵道比涡扇发动机。伊留辛设计局为伊尔-76选择了索洛维耶夫设计局(现俄罗斯彼尔姆航空发动机科研生产联合体)的D-30KP涡扇发动机(单台推力为117.6千牛)。D-30是在D-20P的基础上发展而来的。D-20P是索洛维耶夫设计局研制的苏联第一种涡扇发动机,用于图-124双发运输机。在D-20P基础上衍生出的D-30用于双发的图-134运输机。尔后,在D-30基础上研制的重大改型D-30K,体积比前者大了许多。基本型D-30KU的最大推力为107. 9千牛,于1974年取代库兹涅佐夫设计局(现俄罗斯库兹涅佐夫科技联合体)的NK-8-4涡扇发动机用于四发的伊尔-62M/MK运输机;D-30KUⅡ降额到104千牛,用于三发的图-154M运输机;117.7千牛的D-30KPV用于别里耶夫设计局(现俄罗斯塔干罗格别里耶夫航空科学技术联合体)设计的A-40“信天翁”多用途水陆两用飞机;最后的改型——推力达152千牛的D-30F-6用于米格-31截击机。由于D-30是20世纪60年代研制的、属于采用小涵道比的第一代运输机用涡扇发动机,在经济性、安静性等方面已经无法与后来更为先进的供运输机使用的高涵道比涡扇发动机相比。   实际上,伊尔-76所用发动机的技术水平与当时西方国家许多涡扇发动机的水平相当。例如C-141使用的TF33-P-7A(民用型为JT3D,系波音707、DC-8的动力装置),长384 0毫米(J T3D-3B),涵道比为1.4(J T 3D-3B),重2114公斤,推重比为4.5,起飞推力93.4千牛。D-30K的涵道比为2.42,是苏联研制的第一种较高涵道比的涡扇发动机,突破了苏联涡扇发动机涵道比徘徊在1的水平。D-30KU的推重比为4.15(带反推力装置),或4.79(不带反推力装置);长5 7 0 0 毫米,进口直径1464毫米,涡轮前温度1122度,重2300公斤(不带反推力装置)。
  设计人员将伊尔-76的主起落架安置在翼下机身两侧的起落架整流罩内,一来可以缩短起落架支柱,降低货舱地板在地面停放时距离地面的高度,使之与卡车车斗高度相适应;二来可以增加主起落架间距,保持飞机起降时的稳定性。为了降低对跑道的压强,以便在野战机场跑道上甚至在未经修整的草地或沙砾机场上安全起降,设计人员为该机在机身上设置有液压收放的前三点起落架,所有机轮均采用低压轮胎。机身两侧的主起落架由前后两个支柱式起落架组成,每个起落架上横向安置4个机轮,共有16个机轮。前起落架由两对机轮并排组成,支柱中央有油气缓冲器,向前收入机身内。起落架放下后,起落架舱的所有舱门可关闭,以防跑道上的积雪、积冰和泥土等异物进入起落架舱。
  当时的苏联飞机,如安-12、安-22、安-30、图-16、图-95等均有玻璃花房式的领航员舱,伊尔-76也采用此种设计并保留至今。该机的早期型号保留有尾炮塔,装有两门GSh-23L双管23毫米机炮,后来的型号取消了尾炮。
  伊尔-7 6 不仅在战时颇有价值,对在边远地区完成民用运输任务也很重要,特别是该机每吨公里的使用成本比安-12低40%以上,甚至可与水上运输成本相比。因此,该机在民用航空运输中也得到了广泛应用。
  运输能力
  在C-141、伊尔-76出现之前,世界上的大型军用运输机基本为螺旋桨飞机,例如美国的C-123、C-133,英国的SC. 5“贝尔法斯特”,以及苏联的安-22。这些飞机,尽管有着较大的货舱与起飞重量,但飞行速度较慢,无法满足快速空运的需求。当时,惟一的一种喷气式军用运输机是多用途的C-135系列飞机(包括加油机、侦察机等)。但其设计思路与早期的C-47相似,没有尾舱门,只有大型的侧开门。尽管最大起飞重量超过140吨,但运输大型装备(如装甲运兵车、卡车、155毫米榴弹炮)的能力并不突出,甚至没有。C-141、伊尔-76的出现,彻底改变了这种局面。直到现在,伊尔-76的技战术水平都值得肯定。
  基本型伊尔-76机身长43.6米,机身最大直径4.8米,最大起飞重量为170吨,最大载重可达40吨,最大载重航程5000公里。共有7名机组人员,其中包括2名货物装卸员。正、副驾驶员并排坐在驾驶舱中,领航员坐在驾驶舱下方。该机被设计用于在空降突击任务中空投人员和装备,机翼之前的机身两侧设有主货舱门,连同大型尾舱门,可以三路空投人员。应急出口位于左侧主货舱门的前方,低于主货舱门。货舱长、宽、高分别为20米、3.46米和3.4米,地板用钛合金加固,可容纳145名全副武装的官兵。在安装可拆卸的上层货舱板后,载人数可以提升到225名。执行空降任务时,可以搭载126名伞兵或3辆履带式BMD-1/2/3型伞兵战车。伊尔-76也可运送其他装备或物资,如T-62主战坦克、步兵战车、自行高射炮、122毫米自行火炮、导弹一体化发射车(运输/起竖/发射车)、R-142轮式雷达车、战术航空部队的固定翼飞机和直升机、紧急军用物资等。也可装运6个单重5670公斤的2.99米×2.44米货盘,或6个单重5670公斤的2.99米×2.44米集装箱,或12个单重2500公斤的1.46米×2.44米×1.90米集装箱。利用舱段组件可快速改变舱内布局,每个舱段尺寸为6.10米×2.44米×2.44米,可载客36人,也可搭载担架伤病员和遂行医护人员,也可载货。每架飞机可载三个这样的舱段。货舱后部有蚌壳式尾舱门、货桥和装卸导轨,导轨宽度可调。配有2台电动起重机,每台起重能力为2500公斤;2台绞车,每台牵引拉力为3000公斤。这些随机装卸系统,使飞机能够不依赖基地的维护支援,独立在野外执行任务。同时,缩短了装卸货物时间,增加了飞机的周转率。驾驶舱为增压舱,必要时(如用于客运时)可对整个机舱增压(在10668米高空保持3000米高度的气压),以增加乘员的舒适度,提高作战士气。
  再以俄罗斯空军装备的重要机型伊尔-76MD为例:该机使用空重89吨,最大起飞重量190吨,最大载重47吨,最大燃油航程7800公里,最大载重航程3800公里。MD型由于使用D-30KPⅡ发动机,全部起飞功率维持在国际标准大气+38度,而较早型号为+27度,更早型号只有+15度。当年,苏联在阿富汗战场广泛使用该机,以及印度购买使用该型飞机,证明伊尔-76MD的高温、高原性能还是不错的。伊尔-76的最新型号之一伊尔-76MF,通过选装单台推力156.9千牛的PS-90AN发动机,货舱长度增加了6.6米,机长增加至53.19米;使用空重101吨,最大载重60吨,最大起飞重量200吨;在搭载50吨货物时的飞行距离可达7000公里。伊尔-76MD的另一种改型伊-76MD-90A(伊尔-476)运输机,因使用PS-90A-76发动机,在推力大幅增加的同时,油耗减少13%~17%。新近研制的民用型伊尔-76TD的改型在换装138.8千牛的CFM56-5C2发动机之后,航程增加20%~30%。
  “耿直”家族的特殊成员
  伊尔-76设计合理,技战术指标可以满足多种需求,已经成为多用途的飞行平台。在军用运输机发展出多种机型方面,大概只有C-130中型运输机可以与之相匹敌。目前,伊尔-76运输机包括:基本生产型的伊尔-76T(民用型)和伊尔-76M(军用改型)、伊尔-76TD(T型的另一种军用改型)、伊尔-76MD(M型的改型)、伊尔-76 M F(M型的加长型,民用编号为伊尔-76TF)、伊尔-476。在基本型伊尔-76基础上,除了发展出改进的运输型飞机外,还发展出许多特种飞机。主要包括:   伊尔-76LL发动机空中试验台
  在20世纪70年代晚期,有5架伊尔-76飞机被改进成发动机空中试验台。主要改进是增加测试工程师工作台,改进电源系统以给发动机提供电力。被测试的发动机种类很多,包括NK-86、PS-90A、D-18T涡扇发动机、涡桨发动机、D-236、D-27桨扇发动机等。
  伊尔-76K和伊尔-76MDK失重训练机
  两机型分别为伊尔-7 6 和伊尔-76MD的改型,用于航天员失重训练。1981年,1架伊尔-76M改进后执行训练宇航员任务。主要改进是货舱内增加厚垫子和一些用于观察航天员对零重力反应的测试设备。从1987年起,又有几架伊尔-76MD被改成零重力训练飞机。这些改进的飞机机体结构加强,适应飞机突然爬升和下降产生的巨大应力。
  医疗后送飞机
  苏联入侵阿富汗后,大量的重伤员需要运回国内治疗。为此,两架伊尔-76MD被改进成了飞行医院。货舱内安装了一套新组件,其中一个为外科手术室,另一个为重症特护室,第三个是担架伤员室。
  伊尔-76MDP消防机
  20世纪80年代后期,一些伊尔-76MD飞机被改进成“灭火轰炸机”,即消防型飞机。飞机货舱内配有两个圆柱形容器,可装44吨的水和灭火剂。另配备有投放、灌充、排泄系统、投放区瞄准装置等。如有必要,该机还可以空投40名装备齐全的消防士兵。
  伊尔-76VKP(又称伊尔-82)潜艇通信中继机
  其飞机背部从座舱一直延伸到翼根处有类似倒扣着的独木舟整流罩,里面是卫星通信天线和远红外设备。机身各处布满了各种天线,机翼外侧的两个挂架上有长长的探吊舱,主起落架舱里面有甚低频(VLF)线状天线及其释放系统。
  伊尔-76SKIP空中监视雷达载机
  用于监测试验飞机和导弹的飞行状况,实时处理和显示试验数据,并通过卫星和地面上数据传输系统转发试验数据。
  A-50预警指挥机
  A-50 是别里耶夫设计局(今俄罗斯别里耶夫飞机公司)在伊尔-76MD运输机基础上研制的大型预警指挥飞机,1984年正式服役。北约称之为“骨干”。A-50沿用了伊尔-76MD的总体布局和基本结构,外观上最大变化是在机背上加装了直径为11米的预警雷达天线罩,另在机体上增设了其他一些天线以及在驾驶舱前方增装空中受油探管。A-50在以最大起飞重量起飞、不进行空中加油的情况下,可在距离基地2000公里处巡逻1.4小时。以色列宇航工业公司和别里耶夫飞机公司在伊尔-76基础上研制了A-50EI预警指挥机。与上述A-50最大不同之处是使用以色列研制的相控阵雷达,而非以前的采用机械扫描的脉冲多普勒雷达。后者也被称为伊尔-76“费尔康”。
  伊拉克的预警机
  在20世纪80年代,伊拉克在伊尔-76基础上研制了两种大型预警机。其中,“巴格达”-1安装了法国汤姆森-CSF公司研制的监视雷达,雷达的天线没有安装在飞机背部,而是安装在货舱门的位置;“巴格达”-2与A-50外形类似,雷达天线罩设在背部,仍采用上述监视雷达系统。两种飞机又被称为“阿德南”-1和“阿德南”-2。
  A-60激光武器平台
  该机主要用于测试空中激光武器系统,机头安装有跟踪雷达系统,后机身背部有一个可伸缩炮塔。
  伊尔-78加油机
  该机是伊留辛设计局在伊尔-76MD基础上研制的空中加油机,有基本型、M型、MKI型、MP型等型别。原型机于1983年6月26日首飞,生产型于1987年开始装备部队。北约将其命名为“大富翁”。货舱内增设两个大型可移除的金属油罐,与机翼内的油箱连在一起,可共同为其他飞机加油。该机采用软式加油系统,分别在左右翼下和机尾左侧装有3个UPAZ-1型空中加油吊舱,可同时为3架飞机加油。每个UPAZ-1舱有一根26米长的软管,正常输油率为1000升/分钟,紧急输油率为2200升/分钟。

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