见微知萌话大运

“萌萌哒”，“有点萌”，不少网友这样夸赞运20运输机。萌原本是“草木初生”之意，日本御宅族以及动漫小哥小妹们用它来形容极可爱的事物，就变成了一个形容词。萌还可比喻事物显露出来的趋势，“见微知萌”就是这个意思。

2016年7月6日，运20举行了授装接装仪式，官方进行了大肆报道，但对其性能指标依然讳莫如深。见微知萌，我们还是可以通过一些细节揣测、分析大运的某些玄机。

运20局部特写，注意起落架舱的排气口，运20的辅助动力系统就安置在右侧起落架舱内。

它能干什么？

机身机翼告诉你

大运能干什么？这还用问，运兵、运装备呗。这个回答过于简单了，能运多少兵？运什么样的装备？

大运的机身看上去比C-17略短一些，外径差不多，比伊尔-76可是粗了一大圈。搞飞机的人都知道，加长机身容易，加粗机身就麻烦了——废阻力增加，对结构强度要求也更高。为什么把机身弄得这么粗？任务使然。

C-17的货舱尺寸是：长26.82米，宽5.49米，高4.11米。我国P62、P64系列火车车皮的尺寸是：长15.47米，宽2.9米，高2.7米。这就是说，大运货舱容积略低于C-17，约为我国标准篷车容积的2.5倍，还有，大运的最大载重是66吨。这样我们就可推算出大运能运什么啦，它可以运载1辆99式主战坦克，或者2辆85式装甲车，或者2架直-10武装直升机，或者4枚“东风”21D导弹，或者四联装“红旗”9防空导弹一套，或者6辆SX-1伞兵突击车……大运可运载我军90%的主战武器。运兵呢？运一个全副武装步兵连，绰绰有余。

大运还能干什么？改装成空中加油机、空中预警指挥机、电子战飞机，这都不用说了。想提醒诸君的有四点：其一，理论上，它可以改装成“武器库”飞机，装载几十枚空射巡航导弹，专门遂行防区外打击任务（C-17曾有过这样的考虑）。其二，把大功率激光武器搬上去，使之成为ABL激光攻击机（美国用波音747改装过，飞机容积小了，激光发生器及保障设备根本装不下），遂行反卫、反导任务。其三，中航工业宣称大运是按适航标准设计的，显然有衍生为民航机的打算，干线客机、货机都能改，作货机更适当，运载能力不在波音747货机之下，不妨将其命名为“丝路”号——响應“一带一路”战略嘛。其四，改成加油机固然简单，但经济性上不太划算，加油机100吨级的比较合适，200吨级有点大了，未来用C919平台用作加油机更合适，就像波音707与KC-135的关系。

以上是机身告诉我们的，机翼又会告诉我们什么呢？

大运采用了超临界翼型，这是波音、空客普遍采用的翼型。其最大的好处是延缓局部激波的发生，进而提高飞机的临界马赫数。临界马赫数提高了，飞机巡航速度就上去了。有网络文章说，大运巡航速度可达920千米/小时，若果真如此，那很厉害，世界水平。超临界翼型还有两个好处，一可减轻机翼的结构重量，二是由于机翼较厚，能装载更多的燃油。伊尔-76采用的是常规翼型，在这一点上，大运甩了它半条街。

重点说说增升装置。根据网络图片，大运采用的是富勒式三缝后缘襟翼和全翼展前缘襟翼，笔者从未见过大飞机采用如此复杂的增升装置，C-17装的是富勒式双缝后缘襟翼和半翼展前缘襟翼。大运的增升装置堪称世界之最。为什么弄得这么复杂？飞机起飞着陆性能主要取决于离地速度和接地速度，在重量一定的情况下，离地和接地速度是由升力系数决定的，升力系数越大，则上述两个速度越小。笔者估计，大运的增升装置可使同一迎角下的升力系数提高一倍，离地和接地速度降低30%，进而使起飞、着陆滑跑距离降低40%以上。

这是要干吗？实现短跑道起降呗。回答不全面，配上低压轮胎，大运能在前线土跑道、短跑道上起降。这还不是最关键的，摊开地图看看你就知道了，青藏高原平均海拔5 000米，这种地貌美国没有，海拔高了飞机真速大，因此高原机场跑道都要五六千米，这还了得？所以，大运的增升装置可满足高原作战的需要。再看看地图，东海、南海岛礁星罗棋布，但岛礁都不大，修个千把米长的跑道已经不容易了，想让大运落上去，不想点办法怎么能行！明白了吧？大运的增升装置是有战略考量的，为了满足高原作战、海上作战的需要，当然还有抢险救灾、反恐处突等非战争军事行动的需要。

总之，大运的机身、机翼告诉我们：它能装载我军90%的主战装备，能够在我国所有地区完成部署或起降，无论是高原，还是海岛……

运20的机翼采用超临界翼型，可以提高飞机的临界马赫数。富勒式三缝后缘襟翼和全翼展前缘襟翼则可以在飞机起降时大幅增升。

白璧微瑕

既是青涩，也是一种睿智

大运采用了“吊挂式”的翼身组合方式，左右两个主起落架舱也被外挂在机身之下。也就是说，机翼大梁并没有穿过机身，而是把硕大的机身“悬吊”在下面;起落架舱也没有嵌入或半埋入机身，而是“外挂”在机身下方。这样好吗？显然不太好。一是，这些大凸起增加了空气阻力;二是，结构重量增加了不少，几吨重总有吧。美国的C-17不这样，机翼是穿过机身的，起落架舱半埋于机身下方。

模型店的老板曾这样煞有介事地介绍运20缩比模型：“看大运模型仿真度高不高，关键看它的后舱门，真大运的后舱门是五开门，最下面的一扇向下开启，装卸货物时正好当货梯用，中间的两扇左右开启，上面还有两扇左右开启（一般时候不用）。仿真度不高的大运模型都是两开门或者三开门。”

为什么这样设计？笔者做了一番推论。

搞飞机设计的人最怕“开口子”，一“开口子”传力路径就被打断了，进而带来一些列大麻烦，甚至不可预知的风险。让机翼直接穿过机身上方，让起落架舱嵌入或半埋入机身，固然很好，但机身会被“轧断”，传力结构被破坏，结构强度很难保证。中国人从未干过200吨级的飞机，理论上、经验上、试验条件都有不少欠缺，再加上研制周期这么短，保险起见，还是采用“吊挂式”翼身组合和“外挂式”起落架舱吧。

那五开门呢？C-17采用的是上下两开门，上门向上开启，下门向下开启，很简洁。大型运输机后舱门位置很关键，正好处在涡流区里，流场特性非常复杂，C-17为了改善后舱门处的流场特性，专门装了两个扰流板（乍看上去像腹鳍）。涡流区里复杂的气动力变化将导致舱门变形，且舱门愈大愈容易变形，舱门一变形就麻烦了，你想，若在平流层飞行，增压舱内外相差了几个大气压，舱门变形了，闭合不严，空气就会泄露，这不啻于用一根针去扎一个大气球，结果怎样？“啪”的一下爆炸了呗，这叫“失压解体”。当年英国“彗星”客机就因为方形舷窗出现疲劳裂纹，而连续发生了3起空中解体事故，震惊了世界。所以，从这个角度分析，大运采用五开门也是为了降低风险。

翼身组合、起落架舱、五开门，这三点不能不说是大运身上的白璧微瑕。但是，笔者并没觉得有什么遗憾，反而感到庆幸，为设计师们理智而冷静的选择感到庆幸。

孟子说：“鱼我所欲也，熊掌亦我所欲也，两者不可得兼，舍鱼而取熊掌者也。”还有人说：“取是一种本事，舍是一种哲学。”飞机研制无时无刻不面临着选择，我国大飞机结构设计是一张白纸，而结构强度又是关乎飞行安全的头等大事，设计师们做出上述选择是明智的，尽管让人看到了成长的青涩，但也远离了危险。我敢打赌，再过几年大运改型的时候，这三处会做进一步优化的。

喔，对了，关于起落架舱的大鼓包，除了包容多轮多支柱起落架之外，可能还另有乾坤。右边的安装了辅助动力系统（也叫第二动力），因为上面有开口，辅助动力系统为飞机提供电力，帮助发动机地面开车、空中开车，为液压系统、空调系统提供能源，大飞机上都有。左边的呢？也不能让它闲着，安装电子战设备再合适不过了——充当电子战吊舱。

白璧微瑕不足憾，吃亏吃到明处，保证不发生颠覆性问题，才是一架新机设计应该做出的正确选择。

驾驶舱的炫耀

机载系统很强悍

一架好的飞机，不仅要有出色的飞行性能，而且还要有良好的操縱特性，一定是“好飞”、“好用”的飞机。飞机平台决定了其飞行性能，“好飞”、“好用”的问题主要靠机载系统来解决。大飞机的机载系统复杂而庞大，主要涉及航空电子、飞行控制、机械电气、生命保障等四大领域，对于增强飞机整体性能和任务能力，提高安全性、可靠性、维修性，至关重要。

大运的机载系统到底怎么样？这个问题不像气动、结构那样直观，但可从人机界面上一见端倪。

先来比较一下伊尔-76与大运的机头。伊尔-76机头下方有一个玻璃舱，那不是观景台，而是空中领航舱，里面坐着一个领航员，这个大运没有，也就是说大运机组不设专职领航员，硕大的机头内可以安装威力更大的雷达。都知道伊尔-76的机组编制是7个人，而大运呢？只有3个人——“一人能飞，二人能战，三人多任务”，牛不？不是一般的牛！为什么这么牛？有强悍的机载系统作支撑，所以才这么牛。

再来看看驾驶舱里的布置。根据央视曝光的画面以及“十二五科技成就展”上大运的缩比模型，大运驾驶舱简直可用“梦幻”来形容：四个大屏幕液晶显示器并列排在主仪表板上，电门、开关数量不多，居然还配备了宽视场的视觉增强型平显……厉害！绝对的“玻璃座舱”。在这一点上，甩了伊尔-76几条街，比C-17先进，跟空客A380、波音787一个档次。电子化显控系统（俗称“玻璃座舱”）是反映飞机信息化以及航电系统水平的“窗口”，大运采用如此先进的显控系统，说明其航电水平、信息化水平世界一流。

运20头部特写，硕大的机头可以容纳大功率机载雷达，在机载电子设备上，运20远胜于俄罗斯伊尔-76。

再来分析几个深层次问题。

总设计师唐长红在接受采访时说，大运采用了主动控制技术和“全数字化、全权限电传+机械备份”的飞行控制系统。都知道三代战机（传统划代法）均采用主动控制技术，事实上先进运输机也采用主动控制技术。主动控制技术包括放宽静稳定度、机动载荷控制、阵风缓和、飞行参数限制、乘坐品质控制等内容，运输机的技术要求并不比战斗机低。以重装空投为例，你想，几十吨重的主战坦克要在货舱内滑动十几米，然后从后舱门投出去，飞机重心会快速巨变。怎么保证飞机的稳定性、操纵性？这里面是有大学问的。全数字化、全权限电传+机械备份，这个很有特点，一般民航大飞机用了全权限电传就不设“机械备份”系统了，为什么大运要再搞一套“机械备份”？只能推断——为了适应异常复杂的战场环境。

大运的航电系统到底有多先进？前几年《中国航空报》上刊载了一片文章，说中航工业某攻关团队经过艰苦奋战掌握了AFDX网络技术，AFDX是“双工交换以太网”的英文简称，是支撑大飞机航电系统运行的机载网络，相当于信息高速公路。之所以用这种网络，说明机载网络节点有很多、很多，数据量很大、很大，达到百兆级带宽。一般战斗机只有兆级带宽，用“总线”即可解决问题，而百兆级带宽的需求，必须建立一个机载局域网方能应付。这说明大运的信息感知、信息处理、信息传输的工作量巨大，通信、导航、目标探测、座舱显示、电子战、威胁告警等等，包罗万象，高度综合，十分先进。

大飞机的机电系统（机械电气系统的简称）异常庞杂，主要包括燃油系统、液压系统、供配电系统、空投空降系统、货运系统、故障检测系统、起落架收放系统、机轮刹车装置、照明系统、加热系统、告警系统等等。大运配备了这些系统，其先进程度又如何呢？常言道“先进与否看综合”，你看伊尔-76、波音707、波音747的驾驶舱里有多少开关、电门、手柄啊？一般的人数不了一圈就得晕，而大运驾驶舱布置非常简洁，说明它采用了先进的机电管理系统（VMS，也叫飞行器管理系统）。构建VMS的前提是将各个机电子系统集成起来，各子系统如果达不到一定的先进程度，根本无法集成到一起，才有了那些个让人眼花缭乱的开关、电门、手柄……大运没有那些“零碎”，说明其机电系统还是挺先进的。

人机界面告诉你，大运的机载很牛！

还得高唱“中国心”

古语道：“非我族类，其心必异”。发动机是飞机的心脏，也一直是中国航空工业的短板，我们在高性能发动机方面长期受制于人。但是，说大运又不能不提发动机。

目前列装的大运装的什么发动机？官方未给出明确答案，但媒体认为装的是俄罗斯D30-KP2发动机，笔者也以为然，这可从照片上得到印证。从照片上看，大运的发动机舱与伊尔-76的几乎一模一样，跟C-17的有明显区别，人家的发动机舱前段粗、后段细，我们的前后段差别不明显——这是由发动机涵道比决定的。D30发动机的涵道比为2.42，而C-17配装的F117发动机的涵道比为5.9，所以，两者差别一目了然。

说起涵道比来，给大家科普一下。涵道比是涡扇发动机外涵道与内涵道的空气流量之比，又称流量比。涵道比是涡扇发动机重要的设计参数，它对发动机耗油率和推重比有很大影响。不同用途的涡扇发动机选取不同的涵道比，当代远程运输机用的涡扇发动机涵道比多为4～10;战斗机发动机的涵道比一般小于1。一般情况下，涵道比越大，空气燃烧越充分，热效率越高，经济性也越好。

D30发动机的单台最大推力12吨左右，而F117的单台最大推力可达18吨，两者相差了1/3，不仅如此，两者在小时耗油率、千米耗油率上也存在着不小差距。更让人尴尬的是，即便是这样一款性能不够优秀的发动机也是“外国心”，不是“中国心”。

不过，“心若在梦就在”，2013年网络上出现了一幅照片让人们看到了希望：一架标有中国试飞研究院LOGO的伊尔-76——显然是一架试验机——配装了4台发动机，其中一台的发动机舱与其他3台明显不同，前段粗了一大圈，有分析说这是我国自主研制的涡扇20发动機，它是一种高涵道比大推力发动机，专门为大运配套的，据称其单台最大推力可达15吨。这是一个令人振奋的信息，说明“大发”已进入到空中试验阶段，这就离机-发适配不远了。运20装上涡扇20才是地地道道的“中国造”，飞机的性能也会提升一大截子，我们期待着那一天。

需要提醒各位的是，航空界普遍推崇“核心机”技术路径，有了一台成熟的核心机，可衍生出众多型号的同一级别的发动机。涡扇20若能成功，将引领我国大推力发动机迈上一个大台阶。所谓核心机，是指在燃气涡轮发动机中由高压压气机、燃烧室和高压涡轮组成的核心部分，又称燃气发生器。原则上讲，发展一台核心机，在保持核心机几何参数基本不变的条件下，通过改变风扇或低压压气机的级数和直径、涡轮的冷却和材料等来改变发动机的主要循环参数，如增压比、涵道比、空气流量、涡轮前燃气温度等，可发展出一系列燃气涡轮发动机，包括涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轮轴发动机等。

三十多年前，香港歌星张明敏以一曲《我的中国心》火遍了大江南北，在航空领域、在一个相当长的时期内，我们还得高歌“中国心”，以激励我们在这个十分关键的领域早日迎头赶上。祝福“中国心”。

从立项到列装，

为艾维克点赞

笔者查询了一下国外同类军用运输机从立项到首飞的所用时间，C-17用了14年，伊尔-76用了11年，伊尔-96用了8年，空客A400M用了11年。我们的大运呢？2007年8月正式立项，2013年1月首飞，仅仅用了5年半的时间，到今年7月正式列装也才不到9年，这很了不起！如果考虑到航空列强们对我技术封锁、我们是从60吨一下子跨越到200吨等因素，那就更了不起啦。

在如此短的时间内，依靠中国人自己的力量搞出一款200吨级的、具有世界先进水平的大飞机，值得给航空人点一个大大的“赞”！

大运的成功，至少表明了以下四点：

其一，研发能力的飞跃。歼轰7起飞重量30吨，轰6起飞重量60吨，一下子跨越到运20的200吨，不是简单的几何放大和重量累加，其技术难度增加了一个数量级，相应地要求研发能力也提升一个档次，从设计理念、设计手段、加工技术、装配技术，到研发条件、试验能力以及工业基础，是一次全方位的飞跃。况且，我们还一下子跃到了世界先进行列，可喜可贺！

其二，关键技术的突破。大飞机作为一种典型的“超级机器”，是众多高新技术的集成体，若有一两项关键技术不掌握、不过关，都将因“木桶效应”而功亏一篑。大运的成功，表明我们实现了一个关键技术群的整体突破。笔者阅读《中国航空报》，时常发现一些新名词，什么“大型带筋整体壁板喷丸”、“全复合材料大部件”、“搅拌摩擦焊”、“钛合金复杂零件3D打印”、“无余量数字化柔性装配”、“全三维标注”、“在线关联设计”等等，好家伙！那些在科技前沿杂志里看到的东西，咱全有了。

其三，工程管理能力的提升。钱学森首创了“巨系统”概念，并把造就巨系统的工程称为“巨系统”工程。巨系统工程管理可是一件顶尖智慧的事情，想当年，美国人搞“曼哈顿工程”、“北极星工程”、“阿波罗工程”，工程管理几次成为关键，让他们费尽了“洪荒之力”。据说，参与大运研制的单位有上千家、几十万人，如此庞大的巨系统工程堪比“两弹一星”，过程冗繁，要素众多，错综复杂，风险叵测，能利利索索地拿下来，说明我国巨系统工程管理达到了一个新境界。

其四，奠定了中国大飞机产业之基石。37年前运10首飞，后来“飞机上天，型号下马”，不少人至今扼腕长叹。几十年来，国人一直盼望着发展中国的大飞机产业。大运的成功，表明中国大飞机产业的基石已经坚实地矗立在了世界的东方，中国大飞机将迎着民族复兴的东风，直上云天！

国家大飞机重大专项包含了两个机型，一个是“大客”，主研单位在上海，由中国商飞负责;一个是“大运”，主研单位在西安，由中航工业（英文简称AVIC，谐音“艾维克”）负责。现在，大运成功了，艾维克向全国人民交出了一份合格的答卷。接下来，中国商飞，就看你们的了。

它有“洋爹”吗？

看来真的没有

近年有个奇怪现象，只要中国人搞出一个“超级工程”或“超级机器”，准有人千方百计地给他们找“洋爹”，无论是高铁还是大运，概莫能外。当下，有人说大运实际上是有“洋爹”的，乌克兰人是它的“洋爹”。

这事儿得好好考证一下，若果真如此，前面的分析就要大打折扣。

不错，乌克兰掌握了大飞机关键技术，而且其大飞机研发经验非常丰富。前苏联曾经在军用大飞机领域执业界发展之牛耳，它有很多大飞机设计局，图波列夫、安东诺夫、伊留申等等，苏联解体后，安东诺夫设计局归乌克兰所有，其他的被俄罗斯继承。安东诺夫设计局大名鼎鼎，迄今世界上最大的运输机安-225就出自他们之手，苏联解体后安-70也在他们手中继续发展，中国的运7、运8也是参照安-24、安-12设计的。这样看来，乌克兰人的确有给大运当“洋爹”的可能。到底是不是呢？

先讲一个段子，是从航空人那里听来的。说是大运工程伊始，我们确实想走捷径，开展对乌合作，派一个代表团访问了安东诺夫设计局，当他们得知我们的项目发展目标后，认为整个项目无异于天方夜谭，并打了一个十分粗俗的比喻，说：“女人生孩子需要10个月的时间，你就是一下子娶10个老婆，也不可能在1个月的时间给你生出1个孩子来。”接着他们提出了一揽子苛刻条件，被中方拒绝了——对乌合作无果而终。笔者认为，这个段子可能真的发生过，那个比喻比较符合乌克兰人的性格。

再从国际战略的角度考证一下。苏联解体后，乌克兰很快成为欧美与俄罗斯进行战略博弈的平台，乌克兰国内政治势力有两大派——亲美派和亲俄派，分别以美国和俄罗斯唯马首是瞻，要么对美国言听计从，要么对俄国言听计从。问题是，当时美国也好、欧盟也好、俄国也好，均不希望中国拥有自主研制大飞机的能力，处在战略夹缝中的乌国人敢冒着巨大政治风险与中国暗通款曲吗？这个可能性很小。

回归到技术本身。如果大运真的是乌克兰人主导设计的，或者我们与其有深度合作，我们最需要什么？首当其冲的应该是结构设计经验，这是我们最缺乏的，其他的我们不比他们差啊，可你看看大运的翼身组合方式、外挂式起落架舱和五开门的后机身，显露出成长中的青涩，绝不可能是安东诺夫“大牛”们所为。

最后谈谈几件“前倨后恭”事情。2010年10月，大运总装下线，奥巴马提请美国国会批准对华出售C-130运输机，他难道忘了持续30多年的对华武器禁运？2013年1月大運首飞，普京在4月表示，新型伊尔476运输机可以向中国出口，难道他忘了俄罗斯国内鼓噪不绝的对华限制呼声？珠海航展方曾几次邀请C-17，但都被人家拒绝了，可2014年它也来了，因为大运已经首飞了。今年又传出消息，说乌克兰要在陕西渭南设厂与中方合作生产安东诺夫系列大飞机……呜呼！政治呀政治，国际政治可不简单，没有哪个国家会主动拿下放在政治天平上的砝码，更何况大飞机这块砝码又如此之重。

基于常识与逻辑，笔者断定：大运没有“洋爹”！

顺便说一句，每个人的心中必须有“爹”，那是人性使然，但不能没事儿了就给自己找“洋爹”。动辄找“洋爹”，无外两种可能，一是不自信，二是出于不可告人的目的。中国人干出件漂亮事儿，为什么非要安在洋人头上呢？

责任编辑：王鑫邦