第4章 运输机（9 / 10）
4.14 a400m“灰熊”：期待中的运输界新贵
2015年的《碟中谍5》故事开始，一架大型运输机后舱门放下，一辆载满神经毒气弹的卡车直接通过舱门货桥驶入，飞机随即起飞。主人公进入飞机后，后舱门又打开，货物后面的降落伞在空中开放，货盘直接通过舱门空降平台飞了出去……飞机机身上赫然写着“a400m”，这即是欧洲空中客车军用飞机公司研制的新世纪运输机a400m“灰熊”。
一波三折
a400m的开发主要来源于欧洲多国对新型运输机的需求。
欧洲多国于20世纪60～70年代购买了大量美制c-130运输机，但到了90年代，这些“大力神”已接近设计寿命终点。而且作为战术运输机的c-130缺乏战略运输能力，改造空间有限，难以满足重型装备快速部署的需求，也严重制约了新一代陆军装甲车辆等重型军用装备的更新改进，因此，发展新一代军用运输机成为当务之急。此外，美国短时间内没有研制新型运输机的计划，而世界各国有数千架运输机需要更新，形成巨大而诱人的市场潜力，因此，欧洲多个国家决定联合开发a400m。
由于涉及多个国家，a400m的研制并不是一帆风顺的。1993年，比利时、法国、德国、意大利、西班牙、土耳其和英国政府签订了“未来大型飞机”（fla）项目谅解备忘录，同年推出项目预案。接下来，多个国家陆续加入，而各国在生产任务和研发经费的分配比例方面存有较大分歧，英法等国相继退出，后来又返回，工业争议、议会争论等也不断发生，德国开始推荐an-70，意大利也悄悄购买了c-130j，fla前途未卜。于是，西欧人开始使用商业模式开发fla，欧洲空客公司成立专门的军用机部门，并于1999年2月正式提交了其关于“欧洲未来大型军用运输机”的投标书，fla被正式命名为a400m。
终于，在提出fla这一概念10年以后，2003年5月27日，amc与比利时、法国、德国、意大利、西班牙、土耳其、英国七个国家在波恩签署了总价值200亿欧元的a400m研制和生产合同，这成为了欧洲有史以来最大的军事订单之一。2005年1月初，七国代表、政府官员和空客公司军机项目的高层管理者们在空客德国公司的工厂见证了第一个下机身框架的加工，标志着a400m主要机身部件生产阶段的开始。第一架a400m于2008年6月26日总装下线，2009年12月11日在西班牙首次试飞。2013年8月，首架a400m交付法国空军。
精美的“多国产品”
a400m可谓名副其实的“多国产品”。法国玛特拉宇航公司生产玻璃座舱、飞行控制系统、机头和发动机短舱，英国宇航公司生产机翼的外翼盒，德国戴姆勒-克莱斯勒宇航公司负责中机身后段和垂直安定面，意大利阿利塔莱娅公司负责后机身和货运系统，比利时弗莱贝尔集团生产机翼前缘和襟翼，土耳其宇航工业公司制造中机身前段和起落架舱、舱门和升降舵，西班牙飞机公司进行总装。除了欧洲国家外，南非政府于2005年4月加入a400m项目，南非丹尼尔航空公司负责机身上部壳体和碳素复合材料机翼-机身整流蒙皮的制造，并于2006年6月8日开始交付。
作为新世纪运输机，a400m凝聚了运输机多年发展精华。该机长42.2米，高14.7米，翼展42.4米，是有史以来最大的涡桨式飞机，配有4台西方最大的涡桨发动机以及直径为5.18米的8叶片螺旋桨，而且该动力系统具有换向能力，使飞机在小型机场上也能灵活使用。
a400m货仓宽敞，前后直通，长17.71米，高3.85米，容积274立方米，远大于c-130，可运送军用直升机、装甲车、防空导弹系统、重型工程机械等，可运载2架“阿帕奇”或1架“超美洲豹”直升机，或并列两排共6辆越野吉普，或同时运载7个标准军用集装箱（2.23米x2.74米）和120名全副武装的作战人员。货舱顶部设有负荷5吨的起重装置，以便于货物的移动和摆放。货舱内部可进行改装，可执行空投、人道救援、货运等不同任务。飞机装有一体化全自动货物装卸系统，只需一名装卸员就能根据不同任务需要来安排货舱最佳装货方案和空投精度。其空投性能也非常出色，可在几分钟内将38吨货物全部空投完毕，并能在4.5米高度贴地空投。机身后部左右两侧各有一个伞兵空降专用舱门，可在短时间内空降大量士兵。此外，a400m还可在2小时内改装为空中加油机。
除了优异的飞行性能和安全性，a400m还具有低廉的全寿命使用成本和良好的维护性，其价格和全寿命周期费用远低于c-17。在12年的服役期内，计划性维修造成的停飞期不超过84天。可以预料，作为运输机新贵的a400m将在21世纪的空运中发挥重要的作用。
机身材料的变革
近百年来的人类航空技术进步不仅仅在应用发动机、航电设备等核心部件，机身材料也凝聚了最先进的科学成果，是让飞机变得更大、更快、更轻的重要基础。
选择机身材料，主要是要达到机体强度、刚度、性能和经济性的平衡。机体要能够满足速度和机动性的要求，承受起降、飞行及装载过程中产生的巨大压力，而且还不能变形。每当设计一种新的飞机，最先制造的几架样机中必须有一架进行静力试验，也就是根据计算出的各种数值，通过在地面上各种人工方法来模拟飞行时飞机所承受的各种压力，从而检验机体材料是否能达到预期标准。
最初的飞机主要是由木头骨架和布罩组成的，很快，不断提升的速度就对机体硬度提出了更高要求，飞机开始走向全金属时代，机身多由铝和钢制成。二战后，超音速甚至超2倍、3倍音速的飞行要求机体拥有更高的强度和耐热程度，高速飞机开始采用钛合金。钛合金价格昂贵且难于加工，但它耐高温、抗疲劳等方面比铝合金好得多，被大量应用于当代战斗机上。f-22战斗机上使用的钛合金高达39％。
20世纪80年代以后，人们开始越来越多地使用复合材料，相关技术也在不断改进，使用比例不断提高。复合材料在环氧树脂的基础上埋入增强纤维组成，机械特性和化学防护性能都非常好，不仅保证了飞机的刚度和强度需求，还易于加工。但它的缺点是战场生存能力较差，受到小破损（如被弹片击中）后强度就会大大降低，这限制了其在战斗机上的应用，但在军用运输机等大型飞机的研制中大受欢迎。不仅是a400m，波音787、a350等客机上复合材料的比例都占据首位。
4.15 未来运输机何去何从
从以上运输机的介绍和使用中可以看出，在当今的“全球化”战争中，作战人员和装备的机动已经不再依赖于传统的陆上和海上运输，而是主要由军用运输机来完成，战略空运能力在很大程度上也决定了战争的成败。因此，军用运输机的研发、改进和配置得到了前所未有的重视，建设一支以大型军用运输机为主力的战略空运力量，已成为当前和未来一段时期内各国追逐的重要目标。那么，为未来的运输机会是什么样子呢？
性能进一步提升
随着人类科技的进步，运输机的性能必将进一步提升，战场生存能力将不断增强，功能和作用将向多维方向发展。
向前线运送补给的军用运输机机体较大，极易被敌方发现，加之其飞行性能（尤其是机动灵活性）存在一定局限性，在敌方火力之下显得格外脆弱。随着防空武器的不断升级，运输机的生存能力受到了越来越高的挑战。如何抗击来自空中和地面武器的攻击，已经成为军用运输机发展所必须考虑的问题。
为了提高抗打击能力，未来军用运输机可加装自卫保护系统来抗击防空武器的袭击，如a400m已加装了一套先进的飞机自动保护系统，包括防御辅助计算机、红外告警传感器、alr-400型雷达告警接收机、金属箔条/诱饵弹发射系统等。美国、以色列等国也已开始在军用运输机（甚至在大型客机）上装备机载自卫保护系统。第二种方法是将在空气动力、材料、结构等方面采用具有防御能力的新技术，特别是通过隐身技术降低军用运输机在战时的暴露概率。例如，美国空军从2003年就开始研制一种采用复合材料的隐身运输机，既能在前线机场完成空投空降任务，又能最大限度地躲避敌方雷达的侦测，接近于隐身版的c-130。该机由美国空军研究实验室和洛克希德马丁公司研制成功，并于2009年6月进行了首次飞行，如果成功，将成为“臭鼬”工厂的另一绝世精品。
在传统意义中，军用运输机的主要任务是空运军事人员和各类物资装备，而目前大型军用运输机已经成为预警指挥、空中加油、电子对抗等特种作战飞机的载机平台。例如，俄罗斯以大型军用运输机伊尔-76飞机为平台发展了预警机a-50、空中加油机伊尔-78等；美国以大型民用客机波音-707为平台发展了空中加油机kc-135、空中预警机e-3、空中通信机l-6、远距雷达监视飞机e-8等；澳大利亚正在生产的a330运输机不仅可作为运输机，还将作为主力空中加油机使用，在需要时也可以成为医疗救护飞机。在世界新军事变革的步伐下，航空航天装备将朝着一体化的方向发展，战略运输机未来还可能成为执行其他特殊使命的大型空中平台或基地，如航天器（包括卫星）的空中发射平台等。
战略与战术型将融为一体
随着航空科技的发展和现代战争对军用运输机要求的提高，战略运输机和战术运输机之间的界限已经变得越来越模糊，今后的军用运输机除了要具备战略运输机的航程与载运量，同时还要具备战术运输机的机动和灵活。战术运输机的货舱也越来越宽大，运载量越来越高。例如，an-70在研制之初明确定义为取代an-12的先进中型运输机，但它却拥有如同大型战略运输机一般的宽大货舱和大运载量；欧洲多国联合研制的a400m战术运输机体现了相似的趋势。
其中，短距起降能力将是运输机性能的关键元素。前线的每一寸土地都至珍至贵，缩短起飞和着陆距离是提高军用运输机战时适应能力的重要措施之一，无论是战术运输机还是战略运输机，在设计时都十分注重飞机的短距起落能力。例如，美国的c-17载重高达76吨，属于典型的大型战略运输机，但它具有和c-130战术运输机一样良好的短距起降能力，可在不足千米的跑道上起降，也可以在战区狭小的前沿野战机场跑道上起落，从而直接把兵员和物资运送到前线机场。与此相似，俄罗斯伊尔-76可在550米的跑道上起降；而欧洲的a400m在某些条件下，起飞滑跑距离仅850米，着陆距离仅450米。
另外，为了进一步缩短起飞距离，现代运输机还采用了辅助动力装置，如加挂助推火箭。同时，垂直起落战术运输机也成为了一个新颖的研制方向，如美国的v-22“鱼鹰”与普通运输机一样具有机身、机翼、发动机的组件，载重可达9吨，但它机身两边的机翼上各有一个大旋翼，因此能像直升机一样垂直机降，可以彻底摆脱对机场跑道的依赖。
新概念运输机逐步出现
未来的运输机将不再局限于燃油动力的固定翼飞机，新能源运输机、高超音速运输机、飞艇式运输机、地效飞行器等也许都会在不久的将来成为可能。 ↑返回顶部↑
2015年的《碟中谍5》故事开始，一架大型运输机后舱门放下，一辆载满神经毒气弹的卡车直接通过舱门货桥驶入，飞机随即起飞。主人公进入飞机后，后舱门又打开，货物后面的降落伞在空中开放，货盘直接通过舱门空降平台飞了出去……飞机机身上赫然写着“a400m”，这即是欧洲空中客车军用飞机公司研制的新世纪运输机a400m“灰熊”。
一波三折
a400m的开发主要来源于欧洲多国对新型运输机的需求。
欧洲多国于20世纪60～70年代购买了大量美制c-130运输机，但到了90年代，这些“大力神”已接近设计寿命终点。而且作为战术运输机的c-130缺乏战略运输能力，改造空间有限，难以满足重型装备快速部署的需求，也严重制约了新一代陆军装甲车辆等重型军用装备的更新改进，因此，发展新一代军用运输机成为当务之急。此外，美国短时间内没有研制新型运输机的计划，而世界各国有数千架运输机需要更新，形成巨大而诱人的市场潜力，因此，欧洲多个国家决定联合开发a400m。
由于涉及多个国家，a400m的研制并不是一帆风顺的。1993年，比利时、法国、德国、意大利、西班牙、土耳其和英国政府签订了“未来大型飞机”（fla）项目谅解备忘录，同年推出项目预案。接下来，多个国家陆续加入，而各国在生产任务和研发经费的分配比例方面存有较大分歧，英法等国相继退出，后来又返回，工业争议、议会争论等也不断发生，德国开始推荐an-70，意大利也悄悄购买了c-130j，fla前途未卜。于是，西欧人开始使用商业模式开发fla，欧洲空客公司成立专门的军用机部门，并于1999年2月正式提交了其关于“欧洲未来大型军用运输机”的投标书，fla被正式命名为a400m。
终于，在提出fla这一概念10年以后，2003年5月27日，amc与比利时、法国、德国、意大利、西班牙、土耳其、英国七个国家在波恩签署了总价值200亿欧元的a400m研制和生产合同，这成为了欧洲有史以来最大的军事订单之一。2005年1月初，七国代表、政府官员和空客公司军机项目的高层管理者们在空客德国公司的工厂见证了第一个下机身框架的加工，标志着a400m主要机身部件生产阶段的开始。第一架a400m于2008年6月26日总装下线，2009年12月11日在西班牙首次试飞。2013年8月，首架a400m交付法国空军。
精美的“多国产品”
a400m可谓名副其实的“多国产品”。法国玛特拉宇航公司生产玻璃座舱、飞行控制系统、机头和发动机短舱，英国宇航公司生产机翼的外翼盒，德国戴姆勒-克莱斯勒宇航公司负责中机身后段和垂直安定面，意大利阿利塔莱娅公司负责后机身和货运系统，比利时弗莱贝尔集团生产机翼前缘和襟翼，土耳其宇航工业公司制造中机身前段和起落架舱、舱门和升降舵，西班牙飞机公司进行总装。除了欧洲国家外，南非政府于2005年4月加入a400m项目，南非丹尼尔航空公司负责机身上部壳体和碳素复合材料机翼-机身整流蒙皮的制造，并于2006年6月8日开始交付。
作为新世纪运输机，a400m凝聚了运输机多年发展精华。该机长42.2米，高14.7米，翼展42.4米，是有史以来最大的涡桨式飞机，配有4台西方最大的涡桨发动机以及直径为5.18米的8叶片螺旋桨，而且该动力系统具有换向能力，使飞机在小型机场上也能灵活使用。
a400m货仓宽敞，前后直通，长17.71米，高3.85米，容积274立方米，远大于c-130，可运送军用直升机、装甲车、防空导弹系统、重型工程机械等，可运载2架“阿帕奇”或1架“超美洲豹”直升机，或并列两排共6辆越野吉普，或同时运载7个标准军用集装箱（2.23米x2.74米）和120名全副武装的作战人员。货舱顶部设有负荷5吨的起重装置，以便于货物的移动和摆放。货舱内部可进行改装，可执行空投、人道救援、货运等不同任务。飞机装有一体化全自动货物装卸系统，只需一名装卸员就能根据不同任务需要来安排货舱最佳装货方案和空投精度。其空投性能也非常出色，可在几分钟内将38吨货物全部空投完毕，并能在4.5米高度贴地空投。机身后部左右两侧各有一个伞兵空降专用舱门，可在短时间内空降大量士兵。此外，a400m还可在2小时内改装为空中加油机。
除了优异的飞行性能和安全性，a400m还具有低廉的全寿命使用成本和良好的维护性，其价格和全寿命周期费用远低于c-17。在12年的服役期内，计划性维修造成的停飞期不超过84天。可以预料，作为运输机新贵的a400m将在21世纪的空运中发挥重要的作用。
机身材料的变革
近百年来的人类航空技术进步不仅仅在应用发动机、航电设备等核心部件，机身材料也凝聚了最先进的科学成果，是让飞机变得更大、更快、更轻的重要基础。
选择机身材料，主要是要达到机体强度、刚度、性能和经济性的平衡。机体要能够满足速度和机动性的要求，承受起降、飞行及装载过程中产生的巨大压力，而且还不能变形。每当设计一种新的飞机，最先制造的几架样机中必须有一架进行静力试验，也就是根据计算出的各种数值，通过在地面上各种人工方法来模拟飞行时飞机所承受的各种压力，从而检验机体材料是否能达到预期标准。
最初的飞机主要是由木头骨架和布罩组成的，很快，不断提升的速度就对机体硬度提出了更高要求，飞机开始走向全金属时代，机身多由铝和钢制成。二战后，超音速甚至超2倍、3倍音速的飞行要求机体拥有更高的强度和耐热程度，高速飞机开始采用钛合金。钛合金价格昂贵且难于加工，但它耐高温、抗疲劳等方面比铝合金好得多，被大量应用于当代战斗机上。f-22战斗机上使用的钛合金高达39％。
20世纪80年代以后，人们开始越来越多地使用复合材料，相关技术也在不断改进，使用比例不断提高。复合材料在环氧树脂的基础上埋入增强纤维组成，机械特性和化学防护性能都非常好，不仅保证了飞机的刚度和强度需求，还易于加工。但它的缺点是战场生存能力较差，受到小破损（如被弹片击中）后强度就会大大降低，这限制了其在战斗机上的应用，但在军用运输机等大型飞机的研制中大受欢迎。不仅是a400m，波音787、a350等客机上复合材料的比例都占据首位。
4.15 未来运输机何去何从
从以上运输机的介绍和使用中可以看出，在当今的“全球化”战争中，作战人员和装备的机动已经不再依赖于传统的陆上和海上运输，而是主要由军用运输机来完成，战略空运能力在很大程度上也决定了战争的成败。因此，军用运输机的研发、改进和配置得到了前所未有的重视，建设一支以大型军用运输机为主力的战略空运力量，已成为当前和未来一段时期内各国追逐的重要目标。那么，为未来的运输机会是什么样子呢？
性能进一步提升
随着人类科技的进步，运输机的性能必将进一步提升，战场生存能力将不断增强，功能和作用将向多维方向发展。
向前线运送补给的军用运输机机体较大，极易被敌方发现，加之其飞行性能（尤其是机动灵活性）存在一定局限性，在敌方火力之下显得格外脆弱。随着防空武器的不断升级，运输机的生存能力受到了越来越高的挑战。如何抗击来自空中和地面武器的攻击，已经成为军用运输机发展所必须考虑的问题。
为了提高抗打击能力，未来军用运输机可加装自卫保护系统来抗击防空武器的袭击，如a400m已加装了一套先进的飞机自动保护系统，包括防御辅助计算机、红外告警传感器、alr-400型雷达告警接收机、金属箔条/诱饵弹发射系统等。美国、以色列等国也已开始在军用运输机（甚至在大型客机）上装备机载自卫保护系统。第二种方法是将在空气动力、材料、结构等方面采用具有防御能力的新技术，特别是通过隐身技术降低军用运输机在战时的暴露概率。例如，美国空军从2003年就开始研制一种采用复合材料的隐身运输机，既能在前线机场完成空投空降任务，又能最大限度地躲避敌方雷达的侦测，接近于隐身版的c-130。该机由美国空军研究实验室和洛克希德马丁公司研制成功，并于2009年6月进行了首次飞行，如果成功，将成为“臭鼬”工厂的另一绝世精品。
在传统意义中，军用运输机的主要任务是空运军事人员和各类物资装备，而目前大型军用运输机已经成为预警指挥、空中加油、电子对抗等特种作战飞机的载机平台。例如，俄罗斯以大型军用运输机伊尔-76飞机为平台发展了预警机a-50、空中加油机伊尔-78等；美国以大型民用客机波音-707为平台发展了空中加油机kc-135、空中预警机e-3、空中通信机l-6、远距雷达监视飞机e-8等；澳大利亚正在生产的a330运输机不仅可作为运输机，还将作为主力空中加油机使用，在需要时也可以成为医疗救护飞机。在世界新军事变革的步伐下，航空航天装备将朝着一体化的方向发展，战略运输机未来还可能成为执行其他特殊使命的大型空中平台或基地，如航天器（包括卫星）的空中发射平台等。
战略与战术型将融为一体
随着航空科技的发展和现代战争对军用运输机要求的提高，战略运输机和战术运输机之间的界限已经变得越来越模糊，今后的军用运输机除了要具备战略运输机的航程与载运量，同时还要具备战术运输机的机动和灵活。战术运输机的货舱也越来越宽大，运载量越来越高。例如，an-70在研制之初明确定义为取代an-12的先进中型运输机，但它却拥有如同大型战略运输机一般的宽大货舱和大运载量；欧洲多国联合研制的a400m战术运输机体现了相似的趋势。
其中，短距起降能力将是运输机性能的关键元素。前线的每一寸土地都至珍至贵，缩短起飞和着陆距离是提高军用运输机战时适应能力的重要措施之一，无论是战术运输机还是战略运输机，在设计时都十分注重飞机的短距起落能力。例如，美国的c-17载重高达76吨，属于典型的大型战略运输机，但它具有和c-130战术运输机一样良好的短距起降能力，可在不足千米的跑道上起降，也可以在战区狭小的前沿野战机场跑道上起落，从而直接把兵员和物资运送到前线机场。与此相似，俄罗斯伊尔-76可在550米的跑道上起降；而欧洲的a400m在某些条件下，起飞滑跑距离仅850米，着陆距离仅450米。
另外，为了进一步缩短起飞距离，现代运输机还采用了辅助动力装置，如加挂助推火箭。同时，垂直起落战术运输机也成为了一个新颖的研制方向，如美国的v-22“鱼鹰”与普通运输机一样具有机身、机翼、发动机的组件，载重可达9吨，但它机身两边的机翼上各有一个大旋翼，因此能像直升机一样垂直机降，可以彻底摆脱对机场跑道的依赖。
新概念运输机逐步出现
未来的运输机将不再局限于燃油动力的固定翼飞机，新能源运输机、高超音速运输机、飞艇式运输机、地效飞行器等也许都会在不久的将来成为可能。 ↑返回顶部↑