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主题:茗谈(125)再说“航空军”:强-6丙 -- 本嘉明

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家园 茗谈(125)-3:“强-10A”

“航空军”的本质,就是“远离空军的空军”,简化的“低空战术空军”,在软硬件上同空军相比,面目全非,更像是“先飞起来的一部分陆军”。它依靠小飞机/多数量/大航程,灵活机动,猛烈包抄,出敌不意,通过携带伴随无人机等战法,夺取“低空渗透优势”,起到“空中游击队”的作用,专门点穴偷袭,或为轰炸机/歼轰机发动的重磅轰炸提供抵近激光制导,令敌军防不胜防,疲于奔命,在地面和空中同时被削弱,从而为战役的最后胜利创造条件。

由于“航空军”主要在低空以低速作战,同时面对头顶/身边/肚皮下的致命威胁,战损危险更大,这对于机械追求“零伤亡”的美军,多少是个噩梦。但对于兵源雄厚的中国,则是能够承受的牺牲。

以螺桨推进的攻击机里,目前比较先进的是巴西的“超级巨嘴鸟” Embraer EMB 314,造价1000—1500万美元(因为电子设备较完善,造价就高),每飞行小时的费用约800美元,这日常费用算是很省,所以深受小国青睐。

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中国洪都航空的K-8教练机/攻击机,单价在1000万美元左右,但偏重于教练机的高速性能,作为对地攻击机,飞行速度过快,滞空时间过短,载弹量低,自我防护能力不足,打击手段单一。

我们所考虑的这款新飞机,作为“航空军”里的厢军,首先要长航程低造价,这就必须用涡桨发动机,因为油耗低(滞空时间长),日常费用就低。其次,全寿命费用要低,出厂价先要低于700万美元,性能则接近“超级巨嘴鸟”,这样才可能大量装备,“蜂群战术”,一叮就跑。如果单强调这两点,那么中国开发一款“中华巨嘴鸟”,是优选的路子。

但作为“前线攻击机”,这款飞机还必须具备优越的短距起降能力和通用性,能上舰上岛(垂直起降就放弃了,这一考虑,成本就打不住了),供海警使用。这个,按“超级巨嘴鸟”的常规气动布局,就无法满足了。

所以我们还是得回到OV-10来。

(一)

当1963年,美国国防部提出开发一款“四军通用” 的校射/反暴乱飞机LARA时,并没有太迁就空军。在候选机型里,因为重视短距起降能力,类似于OV-10的双发双尾梁式布局,不止这一家。

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OV-10中选后,在实际使用中表现不俗,尤其是通用性好,既能运伤员还能投伞兵。但美国空军担心过于挖掘这款飞机的潜力,会损害本军种里战术空军派的既得利益山头,而且对地俯冲射击时飞行员比较危险,所以很早就放弃了进一步挖潜。反而陆战队由于“短兵相接拼刺刀”的军种作风,对这种“先看清对手的脸然后再轰烂他们”的怪物很是欣赏,热衷于在完成“火力校射”的主营业务外,多多开发新增长点。

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上2图:第一次海湾战争时,陆战队的OV-10D。

这种双发双尾梁式布局,比起传统布局的飞机来,同样翼展的情况下,双尾梁式的升力面要大很多(多一个宽大的尾翼水平面),所以在尺寸更大的运输机(伞兵机)/炮艇机里,也很实用,比如美国C-119 Flying Boxcar。

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C-119系列里出了两个怪胎,就是C-119K炮艇机和XC-120P货机。

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还有法国的Nord2501。它的前身是1950年代的Nord Noratlas 1950:

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比利时等中欧小国的几家企业,曾在1990年代联合开发Wolfsberg-Evektor Raven 257,中国的GAIC也参与了,负责起落架部分。这个项目最后下马了(见下3图):

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这些设计,不论飞机大小,都用了涡桨发动机,省倒是省了,但动力往往不足,所以C-119里,有加装一台喷气发动机,补充动力的实例:

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前苏联在反复琢磨了这个气动布局后,在1980年代末决定自己另搞一套。后来局势动荡,整个俄罗斯放不下一张安静的书桌,这款Su-80,直到2001年才首飞。

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它使用两台美国通用电气的CT7-9B涡桨发动机,单台1750马力;最大起飞重量14 吨,其中有效载荷3.5到5.5吨,翼展23米,长18米,高5.7米,巡航速度430公里/小时,航程1300公里,飞行员2人外,可载乘客30人。在最大重量时,使用标准水泥跑道830米即可起飞,530米即可降落。设计机体结构时预先考虑了外挂炸弹和其他武器的要求。

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此款目前共生产8架,分别试验不同的用途,主要服役于俄罗斯边防部队,用于轻装步兵和物资的运送。哈萨克斯坦边防局刚订购了10架,朝鲜/约旦/马来西亚等国家都表示了一定的兴趣。考虑到美国正吆喝着要制裁普京,某土豪还在旁观。

现在美国海军的飞行员,正在测试厂方提供的两架OV-10G+。但五角大楼里占上风的一派则鼓吹对A-10挖潜,搞新机型,无人机型。

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毕竟OV-10停产更早,而且A-10吨位大,改装余地也大,不如捡起A-10来得靠谱。而且国会里的“堪萨斯帮”也担心OV-10起死回生,会断了他们家乡出产的Beechcraft T-6 Texan II螺桨教练机的财路------其实按说这两个不怎么搭界的,估计T-6打算往“美国版巨嘴鸟”方向上进。

正在竞标美国轻型攻击机的OV-10X,面对中国高考般的压力山大,据厂方扬言,即便五角大楼最后没有看中,眼下也已经有多个外国买家表现了浓厚兴趣,毕竟运营起来便宜嘛,如今哪家中农还有余粮?

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总之,这个“双梁布局”,在今天不但仍葆有生命力,看来还可能有第二春呢。

(二)

我们提出“航空军”的概念,并不全是脑袋一拍,异想天开。主席年轻时候也没有站在韶山顶上,拿手一指说星星之火,然后就没有然后了。所以在这个设想的框架里,我们深耕一下,提一个飞机基本款的方案出来,就是一个或许可行的路径,供大家参考。

这里,我们设想“中华版OV-10X”,就暂称为“强击-10”吧。

美国OV-10系列的一个优点,是容易换用多种涡桨发动机,所以NASA至今还保留几架“胡搞升级款”,用于野外科研,其实是NASA工科男们时不时拿来改装着玩的大玩具。OV-10A 原设计用的是2台Garrett T76-G-410/412 发动机,每台715 马力(533 kW) 。后期的(攻击力增强版)OV-10D换用2台Garrett T76-G-420/421 发动机,每台 1040 马力(775.5 kW) 。

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中国的涡桨发动机系列,在这个级别,只有WJ-9,1997年1月定型,用于替代加拿大的PT6A-27发动机,装备于运-12飞机(最大起飞重量5.3吨,其中商载2吨)。

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其最新的改型,功率达到500Kw,约650马力。这样的2台发动机,还不如OV-10A的配置,显然动力不足。但加上一台WP-11(850公斤推力),大约相当于增加了1400马力(如果向后平吹),总动力就比OV-10D还大30%。

所谓OV-10动力不足的问题,是指OV-10A,其悲催到只要时速不足220公里的时候,一旦一台发动机熄火,飞行员就必须立刻启动弹射座椅跳离,不必挽救飞机。因为OV-10A飞行高度通常都比较低,无法用俯冲的方法把单台发动机时的整架飞机速度提上来,此时单靠一台弱弱的发动机,速度肯定会掉光。但这个问题,到OV-10D已经解决了。OV-10D的最大起飞重量是6.5吨,那么“强-10”的最大起飞重量增加到7.5吨,还是可行的。

既然总重可以增加,我们就有条件把载人舱放大为飞行员并列双座,并且加入另一个有趣的设计:“猴版可变后掠翼”,我们不妨把这款称为“强-10A”。

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(三)

在一架超音速喷气战斗机上“可变后掠翼”,必须具备三个子系统:第一,可变后掠翼工作机构,就是转动机翼的伺服机构;第二,专用飞控软件;第三,由于空战中频繁改变机翼后掠角,使整架飞机在极短的时间里反复改变重心位置,会压机头,因此必须有一个特殊的机内系统加以补偿。

“强-10A”有了“可变后掠翼”,会有几个好处:一,在前线机场,往往会利用普通公路起降,

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而公路两侧总是有很多障碍物,比如树木/路灯/电线杆/小屋等,所以翼展越小,可供起降的路段也越多,敌人更难提防。此时如果能把机翼后掠,在不改变机翼面积的前提下,翼展就缩小了。二,起飞后,第一步是飞往战场,战场当然离起飞点还有一段距离,此时以后掠翼方式飞行,能加快航速并节省燃油,增加安全性和攻击突然性,等临近战区,需要改为低速以捕捉地面目标时,再把机翼撑开就是了。三,“强-10A”除了对地攻击,还有一个主功能是为本方直升机护航并消灭敌方直升机和巡航导弹,此时能有600公里的时速,就占有很大的优势。四,便于升级为喷气机款(即把涡桨发动机改为2台小涡扇),一旦升级,能达到高亚音速,后掠翼就很重要了。

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“强-10A”的“可变后掠翼”,是用一个简陋的方式完成的,就是“硬拗”。

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“强-10A”虽然比VO-10D增加了起飞重量,但主要是扩大载人舱尺寸和载荷,全机外部尺寸仍接近VO-10D,它拆开后分几个子系统,2架飞机可以装入三个40英尺集装箱。每架飞机可以粗分为两大部分:

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第一模块(甲):载人舱+主机翼+4个主起落架。(上图)

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第二模块(乙):两个涡桨动力舱(双梁)+高尾翼+若干辅助起落架,前面有一个钢梁(图中绿色),构成一个独立的框架结构。

这两大模块之间,并非如传统的飞机结构那样是刚性联结,而是柔性联结,依靠这个独特的“柔性”带来的冗余度和可发挥度,实现“可变后掠翼”。

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上图:红色圈出的是模块甲,蓝色是模块乙。A是特种螺栓,主翼和尾翼上有辅助起落架。

两个模块之间的主要链接点,是两个动力舱顶上的一对“特种螺栓”,其实这是两个非常精密的钛合金组件套,功能很多,只是外形像是成人小腿粗细的一对螺栓。次要链接点,是绿钢梁,穿过载人舱腹部的底槽。钢梁如果不锁住时,可以在底槽里前后滑动。

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在载人舱后部,有两根液压杆,分别顶到左右动力舱的尾部。需要后掠机翼时,液压杆伸长,把左右动力舱往后推。左右动力舱同机翼连接的“特种螺栓”,可以在一个弧形槽里移动。机翼根部(载人舱顶)有个大圆盖,两个机翼可以在圆盖里绕轴芯转动。

要后掠时,飞行员先解开各处锁定机构,然后把液压杆推出,从而把左右动力舱和尾翼推离载人舱,机翼上的特种螺栓走到弧形槽的底端无法再走,就扳动机翼后掠,转到飞行员需要的后掠角度后,液压杆停止伸长,各处锁闭机构重新锁死。反之,就用液压杆缩回的方式,把机翼拉回直线机翼,用于低速飞行。这等于是你练瑜伽,有些动作靠一个人不能完成,需要队友来你背后帮你拉伸。“强-10A”的两个模块,就是两个人。

这样一来,第一,不需要一个复杂的伺服机构来转动机翼,不增加飞机的“死重”。第二,液压杆伸缩缓慢,转动一次机翼需要一分钟,飞行员容易操纵飞行姿态,不需要补偿系统。第三,由于螺桨推进方式的限制,飞机最大速度也就在600公里左右,在空中无论何时改变机翼后掠角,始终在亚音速下进行,飞控软件容易构建。第四,在战时的前线机场修复能力不足,可以把两架受伤不同的飞机拆分后,再组装成一架完好的飞机,继续作战。第五,飞机升级,可以只换掉其中的一个模块,比如换模块A(改为玻璃化座舱等),这样换装成本可以分步承担。

这样做带来的第一个不利后果,是再也无法在两边的动力舱底部配置主起落架。因为军用飞机粗暴降落时,起落架拍向地面,会受到猛烈冲击,如果主起落架仍在螺桨下面,这个冲击力仅仅靠两根特种螺栓去传递到机翼和机身,那是不可操作的。所以我们把起落架改为4点式,全部装在载人舱上,降落冲击力直接由载人舱吸收。

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当然在落地瞬间,主机翼+动力舱+尾翼由于落向地面的惯性被遏制,必然产生一定幅度的扭折震颤,特种螺栓能否扛住,其疲劳寿命能扛几次?这仍然是一个非常有挑战性的工程难题。(不过,4个主起落架有个好处,就是可以像汽车那样操控转向,在略有弧度的公路上也能开始起步滑行,最后进到一小段直路上加油门起飞)。

第二个后果,是机翼外侧的外挂点受到限制。

第三,这类攻击机由于比较容易中弹,非常强调“皮实扛打”,翼面操纵都是由钢索或者更牢固的合金传动杆来驱动。由于机身可以分成两大块,传动杆的钩连和(变翼前后)配合长度的伸缩,也是一个小难题。

“强-10A”的武器标准配置,是机腹下一座航炮炮塔,备有23-3型23毫米双联航炮一套;机头7.62毫米机枪一挺(与航炮同轴);飞行员双排座位后面有二排乘客座,拆掉后可以安置87式35毫米榴弹发射器和重机枪,由一名乘客从窗口对地射击,起“袖珍炮艇机”的作用;

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机鼻处吊舱里有光电和红外传感器,投掷灵巧弹药所需的激光制导仪,夜视仪;机头还有空中加油管。其他的武备,比如天燕导弹,反坦克导弹,就等飞机电子设备的配置升级再说了。

“强-10A”并非一种先进的飞机,这仍然是一款小而简陋的“能飞的皮卡”,是为“航空军”量身定制的,“航空军”是开始蹒跚学步的婴儿,不需要太豪华的起步平台。如果有了“强-10A”,那么部队的基本配置,不是以飞机的架数为基本单位,而是以“模块数”为最小单位,一个中队可能有4个“模块乙”,6个“模块甲”,4个机组;根据任务不同更换“模块甲”,编组成4架飞机,达到最好的出击效果。

整个美军,拥有的各型直升机数量,超过1万架,但直升机燃油利用率低,飞机造价高,使用比较危险,维护工作繁重,后勤补给压力大。如果中国三军和海警拥有三千架“强-10”和5千架直升机,应该就比较靠得住了。

如果大家认为“强-10A”的构思太激进太另类,那也没有问题,我们按保守方案,可以设计“强-10B”,就是这个样子,

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这且听下回分解。

通宝推:四条,陈王奋起,mezhan,
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