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1 # 柚子愛畫畫
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2 # 老鷹航空
運20是中國第一代大型運輸機,其運輸效能和飛行效能相當於俄羅斯的伊爾76運輸機和美國C-17型運輸機,但是距離美國C-5“銀河”這樣的大型戰略運輸機還是較大差距的。不過試圖透過加長機身這樣的方式來提高軍用運輸機的運輸能力,並不是一個符合航空工程的科學方法,主要的原因有下面幾個方面:
1、運輸機的縱向穩定性;
常規佈局的固定翼飛機一般重心在飛機機翼氣動中心的前方(靠近機頭方向),這樣一來飛機機翼上的升力在飛行過程中會產生一個低頭力矩,這個低頭力矩完全由平尾相對於重心產生的抬頭力矩來平衡。
在飛行力學專業領域中重心和機翼氣動中心之間的距離大小就可以用來評判飛機縱向穩定性的引數,距離偏長一些,縱向穩定性就越強;反之就是越弱。如果重心移動到飛機機翼氣動中心上,那麼飛機就失穩了,隨時都能進入到螺旋下降中。
運-20是軍用運輸機,如果延長機身長度,也就是加長了垂尾和機翼之間的機身長度,那麼全機的重心就不可避免的向後移動了,對於飛行穩定性而言是不利的。如果需要提高穩定性,就又要增加機翼平尾面積,減小後掠角度,發動機油箱向前移動等等,方法越來越複雜。整體來看不是一種正確的技術路線。
2、加長機身需要進一步犧牲飛行效能;
從保守型角度出發,運-20如果真的加長了機身,那麼由於機身重量增加,機身面積也增加了,那麼飛機受到的氣動阻力會變得更大,在原先動力模式不變的前提下,改進後的運-20運輸機會飛的更慢、飛的更低、飛的更近,而且還要時刻伴隨著失穩的風險。
3、最有效的改進方式是什麼?
其實提高運-20這樣運輸機最有效的、最直接的技術措施就是集中在兩個方向:
第一方向——換裝更大功率的渦扇發動機,推力增加了,必然就會提高運20機翼上的動壓數值,這樣就會進一步提高升力,載重量當然也就是上去了。而且飛行效能也會得到同步提高。
第二方向——如果不改變發動機,那麼可以選擇重新設計新的機翼,依靠新型的翼型和機翼大幅提升運-20的氣動效能,氣動效能提升對於任何一種飛行器而言都是一種本質性的效能提升,自然可以提高飛機的載重量。
所以,總的來說運-20這種量級的運輸機依靠加長機身這種方式來提高運輸能力還是不太現實,畢竟原來的機身都已經是擇優設計的。
——問題就回答到這裡了——
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3 # 科羅廖夫
當然可以了,透過加長機身這個辦法來提升一款飛機的運載能力,這在運輸機和客機上是非常常見的。 早在2016年,中國就在當年的珠海航展上展示了運-20大型運輸機的加長型號——運-20F-100民用貨運運輸機,它的機身足足加長了7米,不過具體的運載能力提升暫時不得而知。原本運-20運輸機的貨艙尺寸在同級別運輸機中就比較出色,約為20×4×4米。整個機身加長7米後,有相當一部分都是加在貨艙段的,這足以極大的增加運-20的貨艙有效容積,能夠讓運-20運載更多貨物或者是一些更長尺寸的貨物來說。 實際上,運-20這種級別的軍用運輸機透過加長機身的辦法來提高運載能力並非是開天闢地頭一遭,蘇/俄的伊爾-76運輸機早已經為它做出了探索榜樣。上世紀90年代中後期,俄羅斯在伊爾-76的基礎上,透過在機翼前後都增加一個3.3米的機身,發展出伊爾-76MF運輸機。除了延長機身,俄羅斯還相應的加強機翼強度、更換髮動機,最終令伊爾-76MF的最大載重量由40噸增加到60噸左右,提升程度驚人。不過因為新換裝的PS-90A發動機可靠性不足等一系列原因,最終俄羅斯前前後後只製造出3架伊爾-76MF,伊爾-76MF也慢慢變得不為人所知。 從伊爾-76MF專案也可以看出,延長機身長度以提升運載能力,是完全可行的。 不過,這也並非是輕而易舉的,因為除了延長機身,往往還需要換裝更大推力的發動機,並加強機翼、起落架等結構的強度,缺少任何一項改進,都可能出現木桶短板效應,令運輸機的運載能力無法有效提升。其中最重要的一項改進當屬更換更大推力的發動機,正是因為當初PS-90A發動機基本研發完成了,俄羅斯才有底氣、信心發展伊爾-76MF,如果仍然是採用D-30KP-2發動機,那麼伊爾-76MF斷然不會出生。這對於運-20來說同樣如此,仔細留意就可以注意到,當初運-20F-100民用運輸機的模型清楚顯示它換裝了大涵道比渦扇發動機,在外形尺寸上和D-30KP2、WS-18兩款中涵道比渦扇發動機差異明顯。可以非常肯定的是,未來一旦運-20F-100民用運輸機真的出現了,它一定是換裝了大涵道比渦扇發動機。如果仍是裝備D-30KP2/WS-18發動機,即便是運-20F-100延長了機身,貨艙空間增加了,也會因為發動機不給力,機體更重等原因導致運輸機的運載能力不升反降。至於運-20F-100民用運輸機是會採用WS-20發動機還是CJ-1000A(長江-1000A)發動機又或者是歐美大涵道比渦扇發動機呢?我們拭目以待。
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4 # 魑魅涅磐
運輸機透過加長機身來提升載重量和載貨空間也不是沒有過,比如中國大量裝備的伊爾76大型軍用運輸機改進型好伊爾476大型軍用運輸機除了換裝更先進的PS-90A渦扇發動機外,後機身也額外加長了一些;美國上一代軍用運輸機C141B也曾加長過機身來提升載重量;再有被譽為“空中女王”的波音747-8最新型號大型遠端客機,相比之前的B747-400也是換裝了更先進的渦扇發動機和額外加長了機身來增強其載客數和運載空間。以運20大型軍用運輸機同類機型的俄羅斯伊爾476大型軍用運輸機來說,伊爾476大型軍用運輸機是在前代機型伊爾76MD基礎上升級而來的深度改進版本,在說改進之處之前我們先對比一下改進後的伊爾476各方面的效能提升之處,首先是最大起飛重量從之前的190噸提升至210噸,最大運載力也從之前的47噸提升到58噸的水準,同時運載50噸貨物時最遠飛行距離也從之前的3800公里提升到7000公里,而且升級改進的機翼和起落架也使得伊爾476大型運輸機的野戰起降能力更強,甚至具備在任意非鋪裝的野外環境下起降的能力。而伊爾476大型運輸機相比之前的伊爾76MD升級之處也主要體現在動力、機翼、機身、材料、航電等幾大方面,比如其發動機從之前的D-30KPII換成推力更大、涵道比更大、經濟性更高的PS-90A渦扇發動機,使得伊爾476運輸機的載重量和飛行航程大幅提升;其次機身長度從之前的46.6米增加到49米,換來的優勢是貨艙容積從之前的235立方米提升到325立方米的跨越,同樣因為最大起飛重量和航程的增加,機翼面積和翼型也略微發生變化。那麼對於同樣裝備D-30KPII渦扇發動機的運20大型運輸機而言,受限於其裝備的D-30KPII渦扇發動機推力較小、涵道比較低導致其經濟性較差的原因,運20雖然擁有更寬、更高的貨艙尺寸,但是其無論是最大起飛重量、最大載重量以及最遠飛行航程都因此縮水了不少。但是現階段中國正在地面整機試驗的渦扇20和民用長江1000A發動機都非常適合作為運20的換髮動力選型,這兩款發動機無論是從涵道比還是從推力等方面效能提升都非常大,也就是說運20就算是整機只進行了發動機更換工作,那麼運20無論是從最大載重量、最大起飛重量、最遠飛行航程等方面都會有一個比較明顯的提升,整體綜合作戰能力再一次碾壓俄羅斯最新的伊爾476、直接和美軍現役的C17大型運輸機相媲美不是問題。而且早在運20首飛試驗那幾年的珠海航展期間,中航工業就曾多次展示出一款運20機身加長版---運20F-100民用運輸機模型,這款模型中的運20不光換裝了大涵道比渦扇發動機,同時整機機身長度比現款增加了7米,使得其內部容積大幅增加。但是不管是從展示的運20民用版模型還是之前不管是伊爾476、C141B大型軍用運輸機、以及B747-8大型民用客/貨機的機身增長案例來說,運20要想加長機身不是簡簡單單在機翼前端或者後段多增加一段機身那麼簡單的,因為只是加長機身增加貨艙空間而沒有進行其他方面的效能提升的話,運20的整體效能反而是不升反降的。比如運20機身加長7米後使得整個貨艙的容積更大、如果裝載輕型裝甲車的話,額外增加的7米長度差不多能多裝一輛,或者是裝載其他體型較長的貨物時也不會因為貨艙長度限制無無法空運。但是隻是加長了機身長度,並沒有增加發動機推力、起落架、機翼面積等其他方面的話,那麼就會出現“木桶效應”。比如運20機身長度增加了,但是發動機沒有更換推力更大的發動機、起落架也沒有進行額外增強,就會使得運20加長版的起降距離增加、對於野戰非鋪裝路面的起降要求也更高,否則強行起降的話,很可能會因為機身長度過長而解體等。所以我們看到伊爾476大型運輸機不光機身長度略微增加了幾米提升了貨艙空間容積,同時換裝了推力更大的PS-90A渦扇發動機、機翼翼面積也增加了不少、同時起落架也經過了重新設計改進。但是從大型軍用運輸機的軍用屬性來說的話,額外加長機身的優勢並不是很明顯,比如對於額外加長機身的B747-8客機、加長機身的運20F-100民用版而言,這些民用運輸機的運輸物件不再是各種裝甲車輛等,而是一些體型更小、重量較小的散裝貨物,所以對於貨艙的容積大小有著更高的要求,畢竟機身加長後能夠增加的散裝貨物數量更多,而且因為這些散裝貨物的重量並不大,所以額外加長機身後帶來的民用運輸屬性優勢還是比較明顯的。但是從軍用層面來說的話,對於主要運輸主戰坦克等裝甲車輛的運20大型軍用運輸機而言,額外加長機身反而會降低運20的野戰起降能力和帶來一些負面影響。比如運20機身長度增加後,起降過程中的起降仰角便會因為機身長度額外增加而下降,那麼也就降低了運20的起降距離,不利於大型軍用運輸機核心的野戰短距起降要求。而且更長的機身會增加整機的空氣阻力,降低運20的飛行航程和機動性等。其次對於大型軍用運輸機而言,其裝載的主要是一些尺寸不大,但是重量很重的軍事武器裝備,比如一輛長度不到10米的主戰坦克,但是戰鬥全重卻高達五六十噸,那麼對於運20而言,因為其最大載重量的限制,現有的貨艙長度雖然更長、但是也只能運輸一輛主戰坦克,而剩餘二三十米機身長度基本處於浪費狀態。所以我們看到美國C17大型軍用運輸機雖然最大載重量高達78噸,但是其整機貨艙卻不想前代C141B一樣細長,反而是短粗設計,同樣對於中國的運20而言,其在貨艙設計上也是撇棄了伊爾76那種細長機身設計,更注重貨艙的高度和寬度尺寸。總結而言,運20要想加長機身增載入重量、除了需要額外加上機身外,還需要在動力、起落架、機翼等方面都同步提升,這樣才不會出現“木桶效應”。同時從軍用屬性來說,刻意加長機身所帶來的的優勢並不是很明顯,畢竟軍用運輸機運輸的貨物屬性和民用貨物有很大不同。但是運20如果未來真的推出民用版本的話,那麼加長機身所帶來的的優勢還是比較明顯的。當然對於中國空軍遠端戰略運輸來說,現在的運20和未來的升級改進版本並不是中國戰略空運的終點,未來中國肯定也要裝備貨艙長度更長、寬度更寬、高度更高、載重量更大,類似美國C-5、俄羅斯安124這種最大載重量上百噸的“重型運輸機”。
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5 # 大馬哈魚12
運20不可以加長機身,這樣做整體的受力分析就改變了。飛機受力部件的改變,以前受力大的地方,就不一定是受力大的部分,需要重新進行受力分析及實驗,和一架新飛機設計差不多了。同時加大的飛機需要的動力就改變了,原有的發動機就不適應了。
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6 # Citreport科技快報網
加長機身牽扯到空氣動力學、流體力學等都會綜合影響飛機的單位油耗量。不是機身越長越好,機身長度和郵箱大小、機翼大小都有一定相關性。
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7 # 飛架通途
不可以!飛機在設計時機身結構、機翼結構和材料還有航空發動機的功率都是經過嚴格計算匹配和靜力荷載實驗做出的最佳化方案,不可能透過簡單的增加機身長度來提高運載能力。
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運20現在還只是樣機在試飛,沒有完成設計定型,正配的中國產大推發動機都還沒有試驗安裝,只是使用老式的俄製發動機完成試飛的。機體尺寸雖然公開了(大都是軍迷測繪的),但是關鍵的內部貨倉尺寸根本就沒有資料,而且據推測中國產大推完成裝機後,推力增加,機體尺寸還會延長的,會增大運載能力。 僅僅依靠現在的機體尺寸,那隻能拿尺寸和運載能力比較接近的C17作簡單粗略的對比了。C17可以裝載102名步兵或傘兵,那可以推測現在的運20完成體狀況下,大約可載90名傘兵,未來機身加長的話,可能就和C17一樣可以運載100名左右的傘兵了。 ------------- 如果我回答對你有幫助,請關注我一下。或有其他問題也可以關注我,給我發私信