大型運輸機(Large Transport Aircraft),俗稱“大飛機”,是指起飛總重量超過100噸的運輸類飛機,包括軍用型和民用型,是現代戰爭中重要的空中裝備,它承擔著軍隊快速反應、遠程機動、靈活部署和空降作戰的任務,是保證各軍兵種協同作戰、兵力快速投送和戰場持續保障的重要手段。
自1911年人類第一次實現空中運輸以來的近100年時間里,以大中型戰略運輸機為主的空中運輸迅速發展。第一次世界大戰發生后,軍用運輸機發展水平不斷提高,第二次世界大戰中軍用運輸機逐漸成熟。從1948年的“柏林空運”開始,大型運輸機陸續投入到小規模和大規模的軍事行動中。20世紀60年代,戰略運輸機常用的發動機是噴氣式,且大型運輸機裝載的物資重量為80~120t。截至2005年,現代軍用運輸機的巡航速度已達800~900公里/小時。2013年1月26日,中國大型飛機工程運-20成功首飛。隨著信息時代的到來,軍用大型運輸機向著大型化、數字化、短距起落、直接送達、高生存性、低使用成本和一機多型的方向發展。
大型運輸機的總體結構相對類似,最常用的結構包括上單翼、翼吊渦扇發動機、橢圓型寬機身、上翹的后機身+貨艙后大門、單垂尾+高平尾(T形尾翼),其一般布局是:機身前部為雷達艙和駕駛艙,機身中段主要是氣密貨艙,艙內備有各種裝卸及固定設備,可靈活更換。大型軍用運輸機的主要作用就是承重與運輸,其對動力裝置和材料有更高要求。大型運輸機空間較大,采用航空電子系統。現代大型軍用運輸機大都具備強勁的發動機和良好的空氣動力學特性。
發展歷程
歷史背景
1903年12月17日,首架動力飛行機試飛成功,此飛機是由美國萊特兄弟自己設計與制造的,這也意味著飛機發展進入了開端。1909年,美國陸軍裝備了軍用飛機,此軍用飛機專門供軍隊使用,在戰爭中或者運輸中都有很高的標準。20世紀20年代,許多國家的軍用飛機也在飛速發展。軍用飛機起初是為了進行偵察任務而被設計出來的,如了解周圍的環境,查看是否存在不安全的情況,這些事在戰爭中都有著很重要的作用。事實上,早期的軍用飛機也會進行轟炸地面目標和攻擊空中敵機的任務,但是這種任務不常有。在第一次世界大戰期間,為了能夠在戰爭中獲取勝利,有國家專門設計和建造了完成特定任務的軍用飛機,它們的主要目的是在空戰中戰勝敵軍,并且給予陸軍一定的幫助。在第一次世界大戰之后的幾年內,噴氣式飛機發展十分迅速,到了1949年時有的國家的噴氣式飛機保有量已經很多,隨著時間的推移,殲擊機、戰略轟炸機也登上了歷史舞臺。
發展歷史
自1911年人類第一次實現空中運輸以來的近100年時間里,以大中型戰略運輸機為主的空中運輸迅速發展。在第一次世界大戰發生后,軍用運輸機發展水平不斷提高,并在原有基礎上不斷地改進與完善,在這種趨勢下第二次世界大戰中軍用運輸機也逐漸成熟起來,空降、空投、空運行動十分頻繁,在戰爭結束后,軍用運輸機的發展已經趨于完備,而自身的性能與承載重量也在不斷提升與改進,飛機發動機的功率也有所提升。
世界各航空大國發展大型飛機的途徑不盡相同,但基本都是從軍機起步的,大體過程是:通過軍機的發展,逐步加強民機的研制基礎和帶動民機研制能力的提高;利用已有的軍機技術體系和能力,先發展大型軍用運輸機,然后派生出民用貨機,再發展大型民用客機。蘇聯就是在伊爾-76大型運輸機的基礎上,派生發展了伊爾-86、伊爾-96等大型民用客機;波音公司最初發展的波音707原型機(編號367-80),首先是作為美國空軍KC-135空中加油機大量生產、成熟后,再派生發展出了世界上第一種成功的150座級以上的大型噴氣式客機——波音707,并利用波音707的成功經驗和技術,發展了波音737等系列客機。
從1948年的“柏林空運”開始,大型運輸機陸續投入到小規模和大規模的軍事行動中,而且通過許許多多的突發性人道主義援助任務,美國空軍大型運輸機已經成為美國“硬力量”和“軟力量”無處不在的標志。
20世紀60年代,殲擊機的發展十分迅速,并有很多種型號,其中大多數機型都是超音速飛機,不僅如此,戰略轟炸機的型號也很多,但大多數為亞音速的飛機,在這一時期戰略運輸機常用的發動機也是噴氣式,并且大型運輸機裝在的物資重量為80~120t。在此階段,波音公司在競爭美國空軍戰略運輸機失敗后,利用研制戰略運輸機的技術成果,于1969年成功推出了世界上第一型四發雙層雙通道客機波音747,在2005年空客A380首飛前,稱霸世界民機市場長達36年之久。
20世紀70年代,軍用飛機發展方向是能夠廣泛應用在各個方面,其中殲擊機、殲擊轟炸機和強擊機這三種飛機之間的差別在逐漸減小。20世紀70年代,中國決策利用上海市有利的工業基礎,開始自行研制110噸級的運10大型渦扇運輸機,并于1980年首飛。但是后來由于種種原因,該項目并未完成設計定型被迫下馬。20世紀90年代,美國開始進行重型戰略運輸機的研發。
1994年,空中客車公司向公眾宣布了A3XX(即空中客車A380)超大戰略運輸機計劃,目的是爭奪波音747壟斷的大型客機市場。面對空中客車公司的挑戰,波音公司也推出了波音747加長改型計劃(波音747-500X/600X)。然而,波音忽略了波音747-500X/600X與A380的技術差距,難以適應21世紀用戶對新產品的需求,市場反應遠未達到預期效果。波音在不看好大型運輸機未來市場的情況下,決定放棄波音747-500X/600X計劃,退出與空客在550座級以上超大型運輸機市場的競爭。截至2005年,現代軍用運輸機的巡航速度已達800~900公里/小時,是陸上運輸速度的15倍,海上運輸速度的25倍;航程達5000公里左右,可覆蓋遼闊的疆土,經空中加油后,可實施全球運輸。截至2006年,民用大型客機市場已經形成了全球性壟斷,波音公司、空中客車公司兩大公司基本瓜分了航空市場所需的150座級、200座級和300座以上級的干線飛機,推出了一系列先進成熟的產品,構筑了極高的“市場準入門檻”。
2007年7月,中國大型飛機工程中的運-20項目立項,并花費五年半時間,于2013年1月26日在陜西閻良機場成功首飛,這標志著中國航空工業集團有限公司從研制生產中小型運輸機邁入了自行研制生產大型運輸機的新時代。運-20于2014年11月在中國國際航空航天博覽會上公開亮相,2015年轉戰南北試飛定型,到2016年正式列裝,大型運輸機“運-20”走出了一條中國自主創新研發大飛機的成功之路。
近年來(截至2020年),美國在數次地域戰爭中都表現出了強大的運輸能力,其中大型運輸機表現出色。美國所擁有的各類戰略運輸機共兩千架左右,其中軍用的就有四百多架。憑借歷史的積淀和自身的努力,俄羅斯的運輸能力僅次于美國。從當前形式上來看,如果發生了戰爭,部隊就應該能夠及時到達指定地點,所以軍用運輸機的需求十分巨大。隨著信息時代的到來,現代戰爭對部隊的遠程快速機動能力提出了更高的要求。這對于軍用大型運輸機的發展既提出了挑戰,也帶來了機遇。軍用大型運輸機向著大型化、數字化、短距起落、直接送達、高生存性、低使用成本和一機多型的方向發展。
基本設計
大型運輸機具有洲際運輸能力,特點是載重能力強、航程遠,起飛重量不少于150噸,載重量超過40噸,正常裝載的航程超過5000千米。
大型運輸機主要具有以下技術特點:機身寬大,具有大容積的運載艙;運載艙地板承載能力強,艙內可裝備用于裝卸貨物的吊車、地板滾棒等;機尾部有大尺寸貨艙門并可兼作裝卸斜板;飛機采用多輪起落架和低壓輪胎。作為執行戰略運輸任務的大型運輸機最大起飛重量一般不低于150t,最大有效載重一般不低于50t。世界上大型運輸機的主要機型有美國的C-5運輸機、C-17運輸機,俄羅斯的伊爾-76運輸機,烏克蘭的安-124運輸機等。
總體結構與布局
大型運輸機的總體結構一般來說都是類似的,最常用的結構包括上單翼、翼吊渦扇發動機、橢圓型寬機身、上翹的后機身+貨艙后大門、單垂尾+高平尾(T形尾翼)。一般大型運輸機的布局是:機身前部為雷達艙和駕駛艙,機身中段主要是氣密貨艙,艙內備有各種裝卸及固定設備,可靈活更換。
動力裝置
大型軍用運輸機的主要作用就是承重與運輸,因此其對動力裝置有著更高的要求,必須具有很大的推力才能夠裝載沉重的機器設備,與民用運輸機相比其推力要高30%左右,大型運輸機需要兩臺以上大推力渦輪風扇發動機,其性能和推動力也是極大的,能夠滿足大型運輸機的要求,可以進行單、雙發起降,甚至可以載空中暫停后繼續啟動。民用機大推力渦扇發動機的最大推力已超過400kN,而起飛耗油率降至0.4kg/(daN·h)。
系統結構
大型戰略運輸機的系統結構與普通運輸機相比還是有所區別的,其空間較大,并要適應不同尺寸的裝備或者空投貨物,這樣才能夠更好地發揮大型運輸機地作用與性能,并且大型運輸機的組成結構對材料也有著更高的要求。其所使用的材料必須具備耐損性和堅固性,同時要有很長的使用壽命,能夠抵抗外部不良環境的影響,因此結構材料地選擇既要有經濟性又要有輕便性,從而提高載重航程性能。
航電系統
國外大型運輸機采用了航空電子系統。這種系統結構既使得戰略運輸機自動化程度有所提升,能夠給操作人員提供很多幫助,又有良好的導航系統和“玻璃駕駛艙”,并且可以方便快速地裝卸貨物和執行任務。
貨運系統
大型運輸機研發最為主要的一點就是貨運系統,這是考驗一個運輸機是否實用的關鍵。對于軍用運輸機而言,貨物進出艙有兩種方式。其中尾艙門式是一般中型和大型運輸機普遍采用的貨物進出方式,這種運輸機的尾艙門都高高向上斜翹起,這是為了方便尾艙門打開和貨物進出,一般尾艙門由液壓控制,其中的一些部分可以向下放平成為貨橋。在裝卸小件散貨時,放平尾部大貨艙門就正好可以與運送物資的卡車對接,直接利用貨橋和貨艙地板上的傳送帶、滾棒和機內吊運裝置更快速地完成吊運、裝卸和進出。而對于一些可以自主進出的裝備,比方說裝甲車輛和卡車,它們就可以直接通過傾斜的液壓貨橋駛入戰略運輸機貨艙內。在裝卸大型車輛時,一般貨艙地板離地高度都比較低,這樣貨橋的坡度就比較小,有的運輸機其主起落架具有“下蹲”功能,可以進一步降低貨艙地板高度,所以貨橋放下后的坡度特別小,這對于大件貨物的裝卸特別有利。
為了高效裝卸,現代戰略運輸機研發出了一整套專用裝卸設備。首先是吊車和絞盤等搬運設備,其貨艙頂部有兩條吊梁,裝有四部吊車,一次可吊起12t貨物(每部承載3t),用于直接把貨物從機外吊入貨艙。兩部電動絞車布置在貨艙中部,每部牽引力約為15kN。
性能參數
現代大型軍用運輸機大都具備了強勁的發動機和良好的空氣動力學特性,其巡航速度一般為800~900km/h,是陸上運輸速度的15倍,海上運輸速度的25倍,因此可以說是這三種運輸手段中最快捷的。現代大型運輸機的航程已有數千甚至上萬千米。
總體數據
參考資料:
具體型號
安-225
當代最大的軍用運輸機,是蘇聯生產的“安-225”運輸機,它是蘇聯在1985年春為背負暴風雪號航天飛機與其他火箭設備而設計研制的,1988年底進行第一次試飛,1989年5月完成首次背負“暴風雪號”航天飛機飛行。安-225運輸機機身長84.4米,翼展88.4米,機高18.20米,裝有6臺D-18T渦輪風扇發動機。最大載重量超過250噸、最大起飛重量600噸,最大航程為15000千米,巡航速度為800~850千米每小時,飛行高度為10000米,在負載100噸、200噸、300噸的情況下,分別能持續飛行9600千米、4500千米、2500千米,是國際航空聯合會在2004年11月制定的世界紀錄標準中,遠程飛行的載重紀錄保持者。
“安-225運輸機”戰略運輸機的貨艙全長43.51米,最大寬度6.68米,最大高度4.39米,可裝16個集裝箱。貨艙內還裝設了起重機,貨艙門可以向上掀開。如果改裝成客機,估計可以同時容納1500~2000名乘客,比客機空中客車A380要大得多。
安-124
安-124運輸機是烏克蘭空軍現役的四發發動機遠程重型運輸機,北大西洋公約組織集團給它的綽號是“美國禿鷹氣槍”。這種飛機主要用于運輸坦克、導彈、軍用浮橋設施等大型軍用裝備,是世界上最大型的戰略運輸機之一。1986年,安-124運輸機首次交付部隊使用。飛機座艙內飛行機組人員6人。上層客艙可容納88名旅客。安-124可運載345名全副武裝的士兵或270名空降部隊,或ss20中程核導彈;或坦克、裝甲汽車等重型武器裝備。可實施大規模的傘降與機降作戰。
伊爾-76
伊爾-76運輸機是蘇聯伊留申設計局研制的一型四發大型軍民兩用運輸機,1971年首飛,隨后成為前蘇聯空軍的主力貨運機型。伊爾-76是世界上第一款適應野戰機場簡陋起降條件的大型運輸機,大幅簡化了軍事空運的中間環節。美國研制的C-17運輸機在設計理念上受到伊爾-76的啟發。該機有多種改進型號,出口30多個國家,生產僅1000架。
C-130
世界上設計最成功的軍用運輸機,是洛克希德·馬丁公司生產的C-130運輸機。它服役60多年,暢銷70多個國家和地區。幾十年來一共發展了接近40種不同型號,累計產量約2300架。C-130運輸機采用上單翼,安裝4臺渦輪螺旋槳發動機,最大飛行速度592千米每小時,最大航程3800千米。機身尾部留有大型貨艙門,這種設計方式成為后來戰略運輸機的通用做法。該機機身29.8米,翼展40.4米,空機重量34.4噸,最大起飛重量超過70噸。
運-20
運-20是中國自主研發的新一代戰略軍用大型運輸機,由中國航空工業集團有限公司第一飛機設計院設計、西安飛機工業集團為主制造。運-20的最大起飛重量達到200噸,載重超過60噸,最大時速超過800千米,航程大于7800千米,在世界同類飛機力,稱得上是先進水平。
主要作用
從大型運輸機的具體情況來看,其主要作用有以下三個方面。
首先,國家在遭遇各種重大突發情況時使用大型運輸機能夠及時做好相關戰略部署,大型運輸機的運輸速度快、運載能力強。因此,可以及時地將空兵或者物資、設備及時的運送到目的地,給作戰的部隊提供幫助與支持,同時讓敵方有一定的危機感,如果威懾力足夠強大,甚至可以避免發生戰爭。
其次,使用大型運輸機進行人員及物資的補充能夠使部隊有足夠的力量進行戰斗。戰爭中需要運用大量的機械設備及武器,甚至是各種物資,這些都需要有足夠運輸量的工具來進行運輸,而大型運輸機因其自身的特點就恰好能夠完成此項任務。
最后,在抗震救災、人道救援過程中,大型運輸機同樣可以發揮自身的優勢,大型運輸機可以給再去運輸大量的物資與設備,也可以及時地進行大量地人或物地運輸,甚至可以在完成人道救援任務時進行人員的轉移及物品的運送。
服役情況
海灣戰爭期間,美國空軍的大中型運輸機往返于美國和海灣之間,在空中加油機的配合下,執行了14000次遠程運輸任務,將539000噸軍用物資和近50萬軍事人員投送到戰區,有力地保障了作戰部隊的戰略推進、快速部署和持續作戰。1968年,美國空軍已經獲得了284架運載能力為41噸的C-141型“運輸星”戰略運輸機(洛克希德·馬丁公司生產),其中有270架后來被改進為機身更長的C-141B型。直到2005年,所有這些飛機都已經退役。隨著在發動機和制造技術上的進步,美國空軍在1968年到1973年間獲得了81架運載能力達到118噸的 C-5運輸機 型“銀河”運輸機。此外,在1968年到1969年,美國空軍還獲得了另外50架 C-5B 型運輸機。在這131架運輸機中,有111架被升級為C-5M型運輸機,該機具有更強大的發動機和更先進的電子系統;第一架升級工作已經于2006年5月完成。
能否擁有強大的戰略空軍的關鍵,除了擁有強大的戰斗機、null等攻擊型飛機,還必須有數量龐大的大型運輸機、null、加油機等支援型飛機。而預警機和加油機等都要以大型運輸機為基礎,所以大型運輸機是必不可少的。1990年,null入侵占領科威特,以null為首的多國聯軍在伊拉克堅決不肯撤軍的情況下,決定動用武力。美國戰略空軍在空運中動用了126架最大載重量達120噸的C-5戰略運輸機、265架最大載重70噸的C141大型運輸機。這些null的單架次最大運輸噸位達3萬多噸。美國軍隊通過戰略空運輸送了54.5萬噸貨物和50多萬名人員。因此才能在短時間內以極微小的代價擊敗了擁有百萬大軍的伊拉克。
2020年2月2日凌晨1時30分,中部戰區空軍航空兵某師8架大型運輸機,先后從某軍用機場冒雨起飛,凌晨4時開始分別抵達沈陽桃仙國際機場、蘭州中川機場、廣州白云國際機場、南京祿口國際機場。在上述四地完成795名軍隊支援湖北醫療隊隊員和58噸物資裝載之后,8架大型運輸機再次升空飛赴武漢市。上午8時55分開始,8架大型運輸機每間隔5分鐘依次降落在武漢武漢天河國際機場。這是繼汶川、玉樹抗震救災之后,空軍參與非戰爭軍事行動同時出動大型運輸機數量最大的一次。
參考資料 >
通訊:鯤鵬直上九萬里——我國自主研制首款大型運輸機列裝紀實.中國政府網.2023-11-23
遠程戰略投送有多重要?各國軍用運輸機哪家強.微信公眾平臺.2025-05-19