划时代的新大预②运-20是一种融合了东西方大型运输机特点、起飞重量达200吨、具备战术/战略运输能力的新一代国产大型运输机。在机体结构和气动设计方面,运-20充分融合了同级别最优秀的俄罗斯伊尔-76以及美国C-17运输机的特点。但是,作为研制时间最晚的200吨级运输机,运-20在新材料、新技术应用方面全面超越了20世纪60年代设计的伊尔-76,与目前技术性能最先进的C-17相比也毫不逊色。比如在机翼翼型方面,运-20像C-17一样使用了先进的超临界翼型。这种翼型在接近声速飞行时(一般为0. 7到0. 9马赫)能显著延缓激波的产生,大幅降低激波阻力,从而提高巡航效率和经济性,这是现代大型运输机提高航程的关键技术之一。 运-20的机翼还采用了更大的展弦比,这有利于降低诱导阻力,提高巡航状态下的升阻比,并进一步增加航程。虽然在增升技术方面,考虑到技术难度与风险,运-20只采用了传统的前缘可动缝翼和大型后缘襟翼的配置(而C-17则采用了更复杂的气动增升襟翼),但同样实现了比伊尔-76更优秀的起降性能和飞行性能,飞机的机动性也明显提升。 在材料方面,运-20大量使用了钛合金、铝锂合金、碳纤维复合材料等,应用比例在20%以上,广泛应用于机体主梁、框架、承力结构、机身蒙皮、翼/舵面、平尾、发动机短舱等部位。在保证机体结构强度、性能的前提下,这些材料大幅降低了机体结构重量,同时增加了机体寿命、载荷能力以及可靠性。 作为21世纪后研制的新一代大型运输机,运-20采用了先进的综合航电系统与数字电传操作系统。一方面,这可以大幅降低系统的体积和重量(分别比传统航电系统与机械操作系统降低了50%和65%),为实现机体结构减重发挥了重要作用;另一方面,先进的综合航电系统既能显著提高飞行员的信息获取能力和效率,也能降低飞行员在远航飞行时的疲劳感,有助于提升飞行员执行远航任务的能力,而数字电传操作系统则实现了运-20的无忧虑操作,可以在飞行时根据各类传感器的信息,通过计算机对飞行状态、机翼、舵面、发动机推力等进行精确控制。特别是在一些特殊情况下(如满载短距起降、超低空飞行、中高空重装投放等),新系统可以显著提升飞机的操控性和安全性,这也是现代高性能运输机与老式运输机在技术上的根本区别所在。 与先进的设计、新材料以及现代航电系统的应用不同,运-20的动力装置仍然使用的是与伊尔-76TD相同的D-30KP2发动机。当时,国产同类型发动机的研制工作刚刚启动,距离技术成熟并实现批量生产还有相当长的时间。伊尔-76所使用的这种发动机虽然研制时间很早,技术水平总体上也不高,但通过数十年的使用可知,其稳定性、可靠性还是可圈可点的。这对于与伊尔-76级别相当的运-20来说,在研制之初确定这种发动机作为动力装置也是保证研制工作得以顺利进行的唯一选择(这也是在研制轰-6K时同样选择了这型发动机的主要原因)。作为一种在20世纪60年代设计的涡扇发动机,D-30KP2的最大推力约为12吨(无加力,配备蛤壳式反推装置),推重比约4. 2,涵道比约2. 4,总体寿命约15000小时,翻新寿命约6000小时。其总体性能虽不及现代大推力涡扇发动机,但作为运-20的动力装置仍然能保证运-20达到基本的设计要求。比如,在使用4台D-30KP2发动机的情况下,运-20的最大起飞重量能达到190吨,基本上与伊尔-76MD/TD相当。对于极度缺乏大型运输机的中国空军来说,这个吨位已经可以满足基本的装备运输需求,最大载重能力也能达到50吨(超过伊尔-76MD的48吨,与伊尔-76TD相当)。 在运-20研制之初,为了强化对重型、大尺寸、大体积装备的运输能力,其机舱设计尺寸为长约20米,宽、高均为4米。虽然该机舱长度比伊尔-76MD/TD短了4米,但宽度、高度各增加了0. 6米,机舱总容积是增加的。因此,运-20的单件大体积货物的运输能力比伊尔-76TD提高了不少,具备空降120名重装伞兵或200名普通人员的能力(机舱采用双层布局)。 虽然运-20的这些性能与C-17相比仍有明显差距(毕竟C-17的机舱长度和宽度更大,发动机推力更强,起飞重量更大),但用于替换伊尔-76是没问题的。由于受到发动机性能的限制,运-20的航程相较于伊尔-76MD/TD提升有限。在机内满油的情况下(运-20约为90吨,伊尔-76约为85吨),运-20空载最大航程超过8000千米(由于采用了大量减阻措施以及先进的翼型设计),增加了500多千米;运载20吨物资时,最大航程约为6400千米;运载30吨物资时,最大航程约为5200千米;运载50吨物资时,最大航程约为4000千米。这些性能与C-17相比虽然存在较大差距,但已经满足了中国空军的实际作战需求。因此,俄制发动机对于运-20性能的影响完全在可接受范围之内,并不影响中国空军短时期内提升远程战略运输能力的需求。 最重要的是,D-30KP2发动机是当时中国唯一可以短时间内稳定获得的大推力涡扇发动机。从2010年开始,中国累计购买了近干台该型发动机,用于运-20和轰-6K的研制和生产,极大地保障了中国空军新型装备的研制进程以及新质战斗力的快速生成。正是由于最关键的动力装置得以解决,运-20在2013年1月26日就实现了首飞(研制周期只用了6年左右),并在2014年11月的第十届中国航展上首次公开亮相,2016年7月正式交付空军服役。从研制到首飞,再到试飞与交付,运-20又一次刷新了中国飞机研制速度的纪录。 运-20的稳定批量生产,不仅使中国空军的战略空运能力得到质的提升,还为中国空军提供了发展大型加油机运油-20的基础。运油-20在2020年前后完成研制,2022年开始交付中国空军。与引进的伊尔-78相比,运油-20的飞行性能更好(有利于为受油机提供更好的对接条件),载油量也更大(典型作战距离上可供加油量约为60吨,加装副油箱时不低于90吨),具备同时为战术飞机(战斗机)或战略飞机(轰炸机、预警机、侦察机)加油的能力。正常情况下,1架满载的运油-20即可支持一个由4到6架飞机组成的战术空中打击群,执行4000千米以上的远程转场飞行或8小时以上的长航远程作战任务。这也是近几年中国空军(海军)各类空中作战平台能够在西太、南海等区域进行常态化飞行、演训的主要原因之一。同时,运油-20并非一种专用加油机,其加油系统可以根据需要在普通运输型上进行加装(时间不超过3小时),机舱仍保留了物资装载能力,这显著提升了运油-20的使用效率和任务适应能力,使其具有极强的使用灵活性。随着运油-20装备数量的增加,中国空军的远程作战能力也随之实现了质的提升。在运油-20的支持下,中国空军战术航空兵已经具备了进行飞行时间8到10小时以上的常态化远程、超远程飞行和作战的能力,空军千余架具备空中加油能力的战斗机的性能得到了充分释放,带动了中国空军整体作战能力的全面提升。当然,运-20作为21世纪后世界上唯一全新研制的200吨级大型运输机,使用20世纪研制的老式发动机显然只是过渡方案。随着为运-20配套的涡扇-20发动机的研制完成,从2022年开始,使用全新国产涡扇-20发动机的运-20B开始批量生产,运-20的发展也进入了一个新时期。