運-20是中國空軍第一種自主研製的重型運輸機,用作加油機平臺水到渠成
11月28日,解放軍作戰飛機例行巡邏臺灣西南空域,其中有運油-20。這是從運-20改型的加油機。中國空軍缺加油機是老問題了,運油-20的加盟無疑對戰鬥力提升有巨大意義。但也帶出一個問題:運油-20還能當運輸機使用嗎?
從KC-135到KC-46,加油機從來都是運油兩用的,只是對運輸功能有多強調而已。這不奇怪。這些加油機都是從民航客機改型而來的(嚴格來說,KC-135先於波音707,但這比較特別,也是細節了),民航客機對地板適當加強就是民航貨機,加裝滑輪便於貨物移動,加裝掛鉤點便於貨物固定,這些都是不難的事情。
KC-135的機艙可以載人或者載貨,不過不是很多而已,機側的大型貨門在靠駕駛艙的位置,地板上有便於固定貨物的掛鉤點
KC-46在設計的時候就考慮可觀的載人和載貨能力
地板上還有滑輪,便於貨物移動
A330MRTT的載貨能力更大
這是裝擔架、後送傷員的情況
重要的是,這些加油機在作為加油機使用的時候,不需要在艙內搭載額外油箱,因為機內油箱已經足夠了。客機的油箱主要在機翼內,然後是機體中段中央翼盒位置的機艙地板下。民航客機是透過多載客來盈利的,要載客就要留有座位的位置,而中線的水平直徑是最大地板寬度位置。只要可能,民航客機的地板都在中線附近,只有在天花高度不夠的時候,才會降低。如果天花高度過高(如大型寬體客機),寧願把“天花板以上”的“閣樓”(正式說法是“冠頂”,crown)裡作為機組休息空間,或者索性開“二層樓”(如波音747和A380),也不會提高地板。
地板下大段是用於行李或者載貨空間的。旅客行李通常佔用不了全部地板下空間,所以搭載標準的航空集裝箱就成為民航客機設計的重要設計依據。波音737在設計的時候沒有考慮這個問題,到MAX也依然沒法解決這個問題(增大機體直徑就要完全推倒重來了,違反MAX的漸改初衷),A320就佔了這個便宜,C919同樣如此。
這個空間也是改裝加油機所需要的額外油箱的天然空間,在結構上只需要很少的改動。但民航客機通常不會把整個地板下空間改作額外油箱。首先這擠佔了行李空間,也擠佔了盈利的貨運空間。其次民航客機的航程是按照市場需要劃分的,過大的航程並無必要,只是增加起飛時的負擔。第三是全部用作額外油箱的話,加上載客和隨身行李的重量,就超過最大起飛重量了。
但對於加油機來說,沒有行李空間的需求,載客和載貨本來就是副業,而且軍事載客和載貨沒有那麼多講究,客貨混裝都可以,所以可以在當作兼職運輸機使用而減油起飛和當作加油機使用而不載人載貨起飛之間靈活選擇。
民航客機的地板較高,接近中線位置,地板下有很大的空間,這是額外燃油艙的理想空間,這是A330的機身截面
地板下空間總是有的,只是大小問題,這是波音737,行李只能人工裝卸,是個大問題
另一方面,A321XLR加大地板下油箱,提高最大起飛重量,可以做到準洲際飛行,成為碾壓波音的大賣點
以民航客機為平臺,改裝加油機,具有平臺成本低的優點,因為民航客機有很大的使用者圈,便於分攤基本研發和製造成本。民航客機改裝加油機還有油耗低、技術支援開支低的特點。民航客機對油耗是變態地挑剔,民航客機有巨大的使用者圈,共享備件和供應鏈可以大幅度降低技術支援開支,還可以比較直接地借鑑各種升級套件。
不過從民航客機改裝也有顯眼的缺點。
民機就是民機,改裝軍標的加油機需要加裝與加油有關的一切裝置,加裝軍標通訊和導航裝置。在加油機越來越可能受到遠端空空導彈襲擊的現在,還需要加裝自衛干擾,甚至有想法要加裝自衛空空導彈。加油機在戰場邊緣長時間徘徊,這也使得加油機成為網路中心戰的天然節點,需要加裝資料鏈中繼能力,甚至具有某種指揮控制能力。
有些新要求與民機的基本設計並不相容,但又是現代加油機不可或缺的,所以從民機改裝成本低的優點都沒有了。
最大的缺點則是依賴大型機場和很長的硬質跑道。民航客機是不考慮野戰機場起飛、著陸的,但大型機場和長跑道也是戰時最容易受到打擊的。不能起飛的加油機是最無用的加油機。
另一方面,民航機改裝的加油機有“偽民航機”的身份,不容易引起政治問題,容易在海外部署。美國空軍在嘉手納基地的戰鬥機是否會介入臺海的空戰是一個戰略模糊的問題,但美國空軍從日本(都不必是空軍基地,任何一個民用機場都行)出動加油機,支援戰區戰鬥機作戰,就從來不是戰略模糊的問題,基本上是肯定的。
另一個思路是從運輸機改裝。運輸機本身就是軍機,通訊、導航都是軍標的,加裝干擾和自衛也容易,較新的運輸機本來已經考慮了這些新要求。最大的好處是可以在簡易跑道上起飛、著陸,有利於戰時生存力和出動率。
美國和歐洲的加油機以民航客機改裝為主力,但也有從運輸機改裝的,如美國海軍陸戰隊的KC-130和歐洲的A400M加油機。
美國海軍陸戰隊有KC-130加油機
由於低速性好,這也是唯一能給直升機加油的加油機
歐洲有A400M的加油機型
美國海軍陸戰隊的KC-130從C-130運輸機改裝而來,這是陸戰隊運作的最大的飛機,改裝為加油機順理成章。由於低速性好,這也是唯一能為直升機空中加油的加油機。這對高度依賴直升機的陸戰隊十分重要。
空客A400M加油機則是“順便”的事。這需要在翼下加裝加油吊艙,並在地板上加裝臨時的額外油罐。這樣的兼職加油機只是聊勝於無,作為加油機的效率不高。翼下加裝加油吊艙在設計時可以考慮預留位置,還需要對機翼結構額外加強。對機翼內的燃油輸送系統也需要預留空間,保證額外的燃油流量。但作為運輸機,這樣的額外設計就是死重和不必要的負擔。而且燃油輸送率依然太低,兩個加油吊艙加起來只能達到每分鐘2640磅。KC-46的軟管加油裝置有一個固定的中線裝置和兩個可拆卸的翼下裝置,每個都達到每分鐘4000磅。A400M作為加油機只是進行過技術驗證,並沒有作為日常操作。
蘇聯出於大戰惡戰考慮,走的是運輸機路線,用伊爾76改裝。伊爾76說起來對標C-141,但實際上是為取代安-12設計的,安-12在中國就是運-8,與C-130對標,典型的戰術運輸機,在設計的時候就要求具有簡易跑道起飛、著陸的能力。改裝過來的加油機保持了這個能力。
伊爾76在草地上起飛
在土跑道上起飛
草地上降落?沒問題
最初的伊爾78加油機採用近似A400M的思路,直接在貨艙地板上加額外油罐,但翼下的加油吊艙是固定的,翼內燃油系統也特意放大了燃油輸送流量,滿足加油需要。但這是可以直接轉用做運輸機的,把地板上的額外油罐拆了就行。
伊爾78加油機從伊爾76改裝而來
額外油罐就這麼簡單粗暴地放在機艙地板上
伊爾78沒有使用地板下的空間作為額外油箱,是因為運輸機的地板下基本上沒有空間了。運輸機為了便於裝卸,不僅地板儘可能低,連起落架都儘可能低,所以採用沉重的多輪起落架,而不是客機的支柱式起落架。多輪起落架還有降低對地面壓力的好處,便於在簡易跑道上起飛、著陸。
運輸機地板下沒有空間了,沒地方弄額外油箱
在貨艙里加裝額外油罐不僅是權宜之計,也是運輸機的天然侷限。這不是伊爾76獨有的,所有從運輸機改裝的加油機都有這個問題。
運輸機地板需要額外加強,才能承載沉重的裝備,這個代價對於運輸機是必要的代價,但對於加油機就是不必要的浪費。因此,蘇聯在使用經驗的基礎上,把伊爾78改進為伊爾78M,將艙內油罐直接整合到機體結構上,取消厚重的地板,另外取消了裝卸尾門,用更輕的固定結構代替,又節約了很多重量。最大起飛重量增加了15噸,最終結果是把最大輸送燃油重量從基型的85.7噸提高到105.7噸,這是很有用的增加。轟油-6的可輸送燃油量一共只有18噸。
伊爾78M還“順手”在機尾左側增加了第三個固定的加油吊艙,可以同時為三架飛機加油。伊爾78要繼續作為運輸機使用,尾門結構使得這第三個加油吊艙無法安裝。
伊爾78M在外觀上和伊爾78不易區別,最大的外觀特點就是取消尾門和增加了尾側加油吊艙
運-20改裝加油機可以走伊爾78基型路線,也可以走伊爾78M路線。到底是不是能載貨,只有等官宣。但從中國空軍的需要來說,從運-20在設計時就考慮到加油機這一點來說,應該走伊爾78M的路線。
中國空軍缺加油機,也缺運輸機,都是一架要當兩架用的情況,串角兼職使用的情況很少。這和美國空軍不一樣。美國空軍有大量的加油機,現有396架KC-135R/T,59架KC-10,23架KC-46。運輸機方面有52架C-5M,222架C-17。
在反恐戰爭期間,美國空軍的運輸機也是不夠用,但加油機的壓力反而沒有那麼大。訓練是剛需,但作戰有就近基地,加油機不是必須。反過來,加油機作為兼職運輸機使用,有油耗和備件損耗較低的好處,畢竟是民航客機的底子,所以KC-46在招標的時候對貨運比較強調。但貨運要是真那麼重要,A330MRTT更應該中標,因為貨運能力更大。
美國空軍考慮過用C-17作為兼職轟炸機使用。不是去丟炸彈,而是像空投大件貨物一樣,把巡航導彈用減速傘和托盤拉出來,再分離、點火發射。在技術上,這很容易做到,但計劃被否決了,因為戰時沒有運輸機可以騰出來,作為兼職轟炸機使用。新造巡航導彈載機的話,不如直接新造正規的轟炸機。
對於中國來說,加油機和運輸機之間的兼職也一樣。有那個功夫,不如多造一點專用的加油機和運輸機,中國空軍對兩者的數量都是剛需。
運油-20的相像圖,呃,必須說,這裡有很多想像
由於運-20在設計的時候就考慮到加油機問題,翼內燃油系統的改裝很容易,艙內固定油箱的改裝也很容易,尾門用更輕的整體結構封住更是很容易,原來尾門的位置加裝第三加油站,還降低阻力,改善操作。
這一切都是增加可輸送燃油量的。對於加油機來說,沒有什麼比更大的可輸送燃油量更重要的了。
運油-20只是第一步。中國空軍在瞄準敵對力量的加油機,敵對力量也在瞄準中國的加油機。大型加油機再增加自衛能力,依然是軟目標。如何在成本可控的情況下提高加油機的生存力是世界性的難題,較小、分散式、無人、有限隱身的加油系統或許是發展方向,美國空軍已經在進行探索,這是摸著鷹醬尾巴過河的另一個機會。但運油-20對中國依然是里程碑,這塊短板終於補上了。
至於運油-20到臺海的意義,那只是向世界公示運油-20的存在,臺海根本用不上運油-20。中國空軍的眼光在更遠的地方。