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1 # 魑魅涅槃
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2 # 怪蜀黍老囧曾
運輸機的核心任務是運輸(廢話),運輸不僅僅是運輸人員,還要運輸貨物。為此,僅僅有大載荷是不行的,還需要有大尺寸的貨艙。所以,運輸機基本上全是“胖妞”,這是為容納大尺寸貨物而設計的。
但是肥胖的截面積自然會帶來新的問題,那就是高速效能會比較差。為了容納大尺寸貨物的貨艙波阻無法降低,無法滿足超音速面積律。運輸能力和高速效能,運輸機當然優先考慮前者。
此外,超音速飛行的油耗非常大,如果相同載油量下運輸機的航程會大幅度縮短,這也是超音速運輸機無法出現的又一個原因。同時,起降能力也極為重要,至少野戰機場起降大型超音速飛機在目前的技術狀態下仍然是不可想象的事情。
如果單純運輸人員,超音速客機在協和和圖-144上已經實現了。但是從軍用的角度上看,這種運輸只能攜帶人員和少量輕武器,如果沒有預置裝備則根本無法面對對手的機械化叢集。因此沒有太大的軍用價值。
同時,大部分噴氣式運輸機的飛行速度可以實現高亞音速飛行,比如跨大西洋航線上,普通民航機的飛行速度大約需要7-8小時,而協和僅需要3小時。差五個小時對商務運輸來說十分寶貴,但對於部隊集結則意義不大,如果重型裝備運不過來,那麼多一倍的輕步兵也作用有限,因此高速並不是運輸機所需要追求的。
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3 # 陶式防務評論
運輸機最關鍵兩項指標——最大航程與載重能力,與超音速飛行能力是背道而馳的。
簡而言之,超音速飛行要求機體狹窄細長,肯定會減少運輸機貨艙的寬度。瘦瘦的運輸機,怎麼能滿足我們的需要呢?反過來,胖胖的運輸機怎麼能飛得快呢?
還有,發動機越省油,對航程越有利。超音速發動機省油是不可能的,而且往往啟動加力裝置才能實現超音速,費油程度更是成倍提高。所以,運輸機想實現大航程,就沒法用這種費油的發動機。
其實,不僅是運輸機,就連轟炸機也不傾向超音速。美國只有B-1B勉強達到1.2倍音速,B-2和B-21都是亞音速。俄羅斯的圖-22M和圖-160雖然都是2馬赫,而且航程達到1萬公里,但是遠端飛行時的載彈量都特別少,而機體重量卻比美國大得多,各項效能是無法兼顧的。
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4 # 五嶽掩赤城
油耗以及結構成本代價太大,不划算
為啥現在的貨車重卡都只能跑幾十公里時速,不能搞得跟超跑或F-1賽車一樣貼地飛行?兩者道理是一樣的,超音速飛行需要浮出的代價和成本太高,難以承受。超音速飛行需要克服音障效應,而音障的阻力效果實在太大,依據航空學理論,一般情況下,飛機超音速飛行所需要克服的阻力是高亞音速飛行的3倍,需要承擔的結構強度衝擊力是亞音速的5倍。
這種情況下,超音速飛行所增加的速度優勢被消耗的蕩然無存,設計製造出超音速運輸機,其結構重量必然要比亞音速運輸機高很多,所需要的動力以及油耗水平,也是亞音速運輸機的好幾倍。顯然為了少幾個小時運輸時間,在運輸能力上少很多倍,這筆買賣完全是純虧損。
另一方面,超音速飛機為了減少風阻和誘導阻力,多采用狹長的機身造型,儘可能減少迎風面積。例如歐洲歷史上的“協和號”超音速客機,最大起飛重量達到186噸,機身非常細長,客艙寬度卻只有2.9米,跟最大起飛重量只有22噸的新舟-60支線客機一個級別。同時阻力小,慣量大,超音速飛機起飛和降落對於機場跑道也極高,協和號客機都起飛和降落都需要2743米(9000英尺)的跑道長度,只有少數主幹機場才能滿足。協和號客機以及其客艙
但是運輸機很看重貨艙寬度的啊,貨艙越大,能夠運送的貨物尺寸可以越大,必要時可以一次性整體運送大件貨物。這一點對於軍用運輸機來說更是重要,一些尺寸較大的軍事裝備,如坦克、戰機、直升飛機、火箭炮等,拆開運和整體運在軍事作戰上完全是兩個概念。所以大部分軍用運輸機都是採用短粗貨艙設計,正面相當粗胖,這種構型要去飛超音速,阻力和油耗量簡直難以想象,而細長造型的運輸機,運輸價值也就非常小。胖頭魚運-20和其貨艙
最後,相比較下,亞音速運輸機的速度已經足夠,飛機運輸速度快,比其他運輸方式已經快了好幾倍,也不需要高鐵那樣需要沿線設施支援。再去花幾倍的油耗,幾倍的運輸成本,苛刻的機場要求,來去壓縮一半的時間已經有點得不償失。
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首先從軍用運輸機的設計理念“會飛的貨艙”來說,其核心的要求就是更大的貨艙承載能力和貨艙空間,其次才是經濟性、安全性等,當然對於很多軍用運輸機而言,除了上面要求的更大的載重量和更大的貨艙空間外,對於起降環境的要求也要比普通貨機高很多,比如軍用運輸機為了滿足不同野戰環境下的起降要求,起起落架被設計成能夠在非鋪裝路面直接起降的多輪式設計等等。
所以從現有的運輸機的設計理念來說,起對於飛行速度並不是有很嚴格的要求,具體到為什麼沒有超音速運輸機而言:
第一點、軍用運輸機主要是將己方超過80%的軍用武器裝備直接運輸到前線作戰機場等環境,所以就要求運輸機的載重量能夠基本囊括本國軍隊包括主戰坦克在內的大部分軍用武器裝備的重量。其次是受限於某些軍事武器裝備的體積過大又不能分拆的問題,所以也要求軍用運輸機的貨艙空間更大,具體來說就是貨艙的寬度和高度更大,因為對於某些運輸機而言,雖然其最大載重量超過了一般主戰坦克戰鬥全重,但是受限於貨艙寬度的限制,為了留有足夠的安全距離,所以想要運輸這些坦克的時候就得拆除坦克車體兩側的防護裝甲,當然也包括其他一些寬度較大的反地雷裝甲車等。所以從設計理念來說,軍用運輸機對於最大飛行速度並沒有絕對的硬性要求,而且一般採用渦扇發動機的軍用運輸機最大飛行速度都超過了800公里/小時,對於軍用運輸機而言已經足夠了。
第二點:人類現有設計批次製造的飛行器中也就只有戰機具備超音速飛行能力,具體到大型運輸機的話,首先是大型軍用運輸機為了滿足更大的貨艙空間要求,其機身都設計的比較短粗圓胖,這就帶來很多問題,比如圓胖的機身飛行氣動阻力更大,要求實現超音速飛行,那對於發動機的推力要求就更大,其次是其短粗的機身也不利於高速穩定飛行,同樣會存在飛行阻力過大的問題,所以光是現有軍用運輸機的機身設計就不利於超音速飛行。
第三點、在一定的起飛重量下,一架運輸機要想獲得更大的載重量,就要降低整機的空重和載油量,受限於軍用運輸機為了運輸大型裝甲車輛而加強的結構重量下,就只能縮減載油量了,但是降低了載油量就會降低軍用運輸機的飛行航程,這對於軍用運輸機要求的洲際遠端飛行來說是極為不利的,畢竟只有擁有洲際運輸能力才能實現全球戰略部署。所以在一方面採用經濟性更好的發動機的前提下,為了擁有洲際飛行能力,就只能將運輸機的最大飛行速度降低到最適合的經濟巡航速度了。
而且從發動機角度來說,現有的渦扇發動機為了獲得更大的推力和更低的油耗,其發動機涵道比設計的都比較大,這樣可以獲得更大的推力和更低的油耗,但是卻帶來發動機直徑越來越大的問題。具體來說,大型軍用運輸機為了滿足安全性考慮和更大的起飛重量,其基本都採用了四臺大推力發動機設計,但是這四臺大推力發動機的大直徑結構會形成更大的飛行阻力,就算是發動機自身推力足夠大,光是自身直徑過大產生的空氣阻力就很難超音速飛行,更別說其拉動的體型更大、飛行阻力更大的機身和機翼了。
第四點、雖然軍用運輸機在設計研發的時候,對於經濟性的要求並不是看的很重,但是更高的經濟性背後帶來的好處,就是在一定載油量下飛行距離更遠,這對於運輸機洲際飛行很重要。一個國家要想建立一套完整的戰略運輸體系,就要擁有至少幾十架、上百架軍用運輸機,那麼這些軍用運輸機每年光消耗的燃油就是一筆驚人的開支。以美軍為例,美軍空運核心的C17戰略戰術運輸機雖然效能出眾,但是受限於美軍大量的海外部署影響,每年每架C17的飛行時間都超過了1000小時,按照一個小時耗油量10----17噸計算的話,一架C17一年的油耗就高達1.35萬~2.55萬噸,美空軍大概有220架C17運輸機,所以可想而知每年光是花在油費上的開支就是一筆上百億美元的開支。試想一下如果運輸機實現超音速飛行的話,其單位油耗肯定比現在的亞音速飛行更高,那麼每年花在油費上的開支又將是瘋漲到什麼地步。最後總結來說,軍用運輸機雖然對飛行速度有一定的要求,但是不同於戰機因為作戰的理念支撐下硬性的超音速飛行能力,而且軍用運輸機不必像戰機一樣前線作戰,只是將軍用武器運輸機到前線機場即可,所以更看重的是貨艙的載重能力和載重空間大小以及野戰環境下的起降能力。