從美國大飛機產能看中國運20、轟6如何發展

我們所說的“大型飛機”,實際上包括了戰略轟炸機這樣較大型的軍用飛機,而不僅僅指我們通常所說的像運-20和C-919這樣起飛重量超過100噸的 “大飛機”。關於解放軍到底需要多少這種大型飛機目前尚無一個十分明確的數字。不過我們可以從體量上與解放軍相似的美軍和俄軍來進行一個類比。以規模較小的俄軍來說,目前共擁有伊爾-76戰略運輸機125架;基於伊爾-76開發的空中加油機伊爾-78共19架、伊爾-80和伊爾82空中指揮機3架、A-50預警指揮機約10架;在轟炸機方面約有圖-22M60架、圖-95 50架、圖-160 16架——這一數量大致是一支空軍強國的標配。

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機群規模較大的美國空軍則擁有:45架C-5銀河運輸機、222架C-17運輸機;397架KC-135空中加油機、58架KC-10空中加油機;約35架E-3和E-4空中預警指揮機;17架E-8電子偵察機;20架B-2隱身轟炸機、60架B-1B戰略轟炸機和75架B-52戰略轟炸機。簡略計算之下,即使不計入其他軍種的諸如P-8這樣的大型飛機,僅美國空軍就有戰略運輸機267架,可以由戰略運輸機改造的特種飛機507架,戰略轟炸機155架。可以說如果中國空軍也志在建成一支能夠支持全球作戰、全球到達的戰略空軍。如此數量的大型飛機也必不可少。

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從現役大型飛機的數量來看。中國共進口了約27架伊爾-76運輸機,這其中的3-4架已經被改裝為了空警-2000預警指揮機;3架伊爾-78空中加油機。除此之外僅有從2016年開始交付的運-20運輸機。關於運-20運輸機的產量,綜合目前所能掌握的材料來看,大約有20-30架。可以說,中國目前大型運輸機及其衍生機型的保有量與實際需求量之間還有巨大的鴻溝需要彌補。

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相比之下,中國戰略轟炸機的裝備數量則比較穩定,據估計中國空軍共擁有各類型的轟-6轟炸機約120架,海軍則擁有約33架轟-6海軍型。在這些轟炸機中新生產的轟-6K轟炸機約佔100架上下,而剩下的老轟-6則可能要在今後被更新型的轟-6N飛機替換。總體來說,中國的戰略轟炸機部隊需要替換的飛機數量並不十分巨大,同時轟-6N飛機的定型服役尚需一定時日。但考慮到今後解放軍可能會選擇繼續擴編轟炸機部隊,轟炸機的生產依舊值得我們研究。

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轟-6K飛機第一次出現在人們的視野中是在2013年,據此估計其批量生產可能在2012年前後。如果以目前已經服役100架粗略計算,轟-6K轟炸機的年產量可以達到20架或者略低於20架。以此產量計算,中國現有的轟炸機機群可以在轟-6N大規模投產的兩到三年內完成換裝。屆時中國將擁有世界上整體機齡最短的轟炸機機群。屆時,解放軍還有可能逐步將現有的轟-6K升級至轟-6N的技術水平。

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在轟-6系列飛機的生產速度方面,我們可以以美國的B-1B轟炸機稍加對比。雖然在體量上B-1B要略大於轟-6K,但兩者的功能相近,定位相似。兩者在中美兩國的空軍體系中都扮演了快速突防,防區外精確打擊的角色。此外,中美兩國空軍對這種類型的轟炸機的需求量也大體相等。所以拿兩者的生產狀況也比較合適。

美國B-1B轟炸機的生產自1983年開始至1988年為止。在這5年的時間裡,羅克韋爾公司共為美國空軍生產了100架B-1B轟炸機,年產量也大約為20架。但從美國方面流出的B-1B轟炸機生產視頻來看,當時B-1B轟炸機的生產工藝還較為簡陋。其生產理念也遠不如現在先進。可以說,年產20架轟炸機還遠非現在的飛機制造商所能達到的上限,在這方面,中國同樣也還有進步的空間。

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目前中國轟炸機部隊換裝壓力並不算大,對新型轟炸機的需求也並不迫切。目前中國大型飛機生產的重中之重還是運-20這樣的大型運輸機。以2016年以來生產了30架運-20運輸機的樂觀數據計算,運-20的年產量大概有10-15架。如果以20架的數量計算則約有7-10架。作為一款剛剛投產數年的大型運輸機,這一速率其實已經不算太慢。這裡我們可以以同等量級的美軍C-17運輸機加以比對。

美國C-17運輸機的生產自1991年開始至2014年為止,共計約23年的時間。這23年的時間又大致可以分為以下幾個階段:第一個階段為1991年至1997年的試量產和小批量產階段。這一階段的特點是C-17運輸機的產量從沒有突破個位數。其產量最大的一年為1994年,這一年共交付了8架C-17運輸機;第二階段為1998年至2001年的量產提速階段,這一階段C-17的年產量開始到達10架以上;第三階段為2002年至2009年。在這8年時間裡,C-17一直保持了16架的年產量;最後一個階段為2010年至2014年的降速階段。由於訂單已經幾近完成,這一時期麥道公司開始進入“養老階段”。在2014年交付了7架飛機之後,C-17的生產終於告一段落。

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在量產的早期限制C-17產量的原因是其飛機質量遇到了重大問題。1991年5月27日,美國《洛杉磯時報》報道,美國空軍向麥道公司致信列舉出了C-17飛機“必須解決的75個缺陷”。其中包括:起落架強度不合格、發電機功率不足、飛機重量超重、有效載荷不達標、燃料燃燒速率不符合標準以及沒有為可能發生的衝撞事故預留出可以供機組成員使用的隔艙。在信中,美國空軍要求麥道公司在45天內提出解決這些“小問題”的合理方案,但拒絕為此額外支付費用。

稍後,美國人又在這些“小問題”之外發現了一個“大問題——C-17的機翼設計冗餘嚴重不足。美國人要求C-17的機翼可以承受150%的設計翼載荷,但在1992年10月的靜力測試中,C-17的機翼在128%設計翼載荷時即宣告失效。隨後,麥道公司對C-17的設計進行了修改。1993年9月的第二次測試中,C-17的機翼承受了145%的設計翼載荷,但仍沒有達到美軍的要求。好在事後發現C-17的機翼設計並沒有問題,第二次測試沒有達標僅僅是因為機翼的安裝過程出現了一些偏差。雖然在性能上已經足以滿足美軍的要求,但這一波折的代價卻是C-17採購價格的大幅飆升。

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在C-17項目上馬之前,美國空軍曾計劃以411億美元的價格採購210架C-17運輸機。但在1992年的評估中,這筆錢僅能夠採購120架C-17——這型飛機的採購成本飆升了52%。美國國防部隨即在1993年12月向麥道公司下達了最後通牒:在兩年內解決C-17採購成本過高的問題,或者在完成40架飛機的生產後終止合同。最終在麥道公司的不懈努力之下,C-17的單機採購成本下降到了2007財年的約2.2億美元,僅略高於最初預計的1.95億美元。

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這裡提到C-17發展早期的問題,其實主要還是想借此說明一個飛機項目發展的必然過程,即通過不斷地發現問題和解決問題來讓一款“產品”變成一款“更加成熟的產品”。從目前運-20已經正式列裝部隊,並參加空投物資、空降傘兵等空軍演習科目來看,運-20並沒有遇到像當年C-17那樣可能影響項目前途的問題。但諸如降低成本、提升產品可靠性等方面,卻往往要經過多年的應用和探索。這也意味著,未來在“空軍願意採購”的前提下,運-20的年產量還有可提升的空間。

關於運-20“開足馬力生產”後的年產量,我們可以以目前正在大量量產的運-9中型運輸機產量簡單的做一個對比:2017年4月《中國航空報》曾經報道了中國運-9運輸機脈動式生產線建成的消息。該報道確認,中國首架以脈動式生產線生產的運-9飛機於2017年2月份開始生產,4月份即告交付,總工期約為2個月。以文中給出的全流程5個站位推算,運-9運輸機在每個站位上的工期僅12天。這意味著運-9運輸機的年產量應該為30架的整數倍,即年產量最少30架。結合目前運-9運輸機已經開始“走出”空軍裝備陸軍的消息來看,中國對運-9運輸機的產量有絕對的自信。運-20運輸機也採用脈動式生產線進行組裝生產的話,也有機會達到這樣的年產量。

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但前途是光明的未必意味著道路是平坦的。目前中國大型飛機的發展還存在幾個亟待解決的問題。航空發動機便是這些問題中較為重要的一項。目前,中國西部某工廠生產的兩種大型飛機運-20和轟6K/N都採用了進口自俄羅斯的D-30大涵道比渦扇發動機。雖然之前曾有消息表示中國正在使用渦扇-18替代D-30,但根據運-20總師唐長紅的說法,全面換裝國產發動機的運-20可能還要在1-2年後才會問世。這表示現在的渦扇-18在產量和性能上還並不足以全面代替俄製D-30,未來運-20“換髮”的希望可能還是要落到渦扇-20的身上。

關於航空發動機,我們一直以來的觀點都是:如果國產發動機還不足以滿足解放軍的需求,繼續採購國外發動機也並不丟人。畢竟買來的發動機可以實實在在的讓飛機形成戰鬥力。像北方某大型國企一樣因為發動機問題,而導致大量已經生產好的機身在廠區風吹雨淋實在是毫無意義。具體到運-20的發動機上,中國此前在俄羅斯購買的D-30發動機數量有限,又要同時為運-20和轟-6K/N提供動力,未來如果運-20繼續擴大產能很可能會出現“供不應求”的狀況。為此,中國可以選擇繼續向俄羅斯採購D-30發動機,或者轉而採購俄羅斯近來主推的更大推力的PD-14型發動機。

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如果未來中國空軍確實以美國空軍為目標,且以運-20大型運輸機為基礎開發了包括重型加油機、預警機、電子戰飛機在內的一系列輔助飛機的話。未來解放軍採購運-20的數量很可能超過700架。但如果以上兩條中的一條無法實現,那麼運-20的最終採購數量便會大打折扣。同時在生產完了解放軍所需規模的運-20之後,這款飛機很可能像C-17一樣最終停產。為了防止這一局面產生,我們認為運-20可以瞄準國內的貨運市場推出其民用版本。這不僅可以保證運-20生產線的維持,還能為中國提供大量戰時能夠“召之即來”的後備運輸力量。要知道,即使強如美國空軍,在海灣戰爭之前的沙漠盾牌行動中,也徵召了大量(佔總運力的70%左右)民用航空運輸力量進行兵力投送。

目前,國產大型飛機的生產確實已經有了足以讓每個軍迷為之自豪的成績,但在未來,中國在這一領域還有上升的空間,也同樣有需要解決的隱患和現實問題。唯有持續不斷的為之奮鬥,中國大型飛機產業才會在今天的基礎之上更進一步。

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