最为可惜的两款大飞机,轰6I被320万干掉,运10被3000万难倒

中国航空工业发展史上曾有过两款大飞机,都已经造出原型机并进行了多轮试飞,前者是大型远程轰炸机,后者是大型客机。大问题不多就差临门一脚实现定型入役,但最后都败于资金不足无奈下马,不是用户嫌贵就是研制缺少预算,金额以现在的眼光看不多仅320到3000万之间。

一分钱难倒英雄汉,这在航空工业发展过程同样适用,毕竟研制一款机型除了考验科研能力以及工业基础外,最重要的资金支持不可或缺。大飞机一直是航空工业追求的长远梦想,战略空军需要大型远程轰炸机,民用航空需要大型远程客机,长期以来我们都受制于人为地获得突破也做了不少努力,接下来要上场的就是轰-6I轰炸机,以及运-10大型客机。

大飞机之梦从未停止

轰-6轰炸机的起源

战后美国凭借全球最强航空大国技术优势,率先推出B-47“同温层喷气”战略轰炸机,英国则拿出3V喷气式轰炸机(胜利者、勇士、火神)。这个时期综合实力仅次于美国的苏联自然不甘示弱,在吸收德国航空技术的基础上,也先后推出伊尔-28轻型前线轰炸机,以及图-16中型轰炸机。

1955年,图-16中型轰炸机正式服役,作为第一代喷气式轰炸机,采用悬臂中单翼带固定后掠翼布局。翼根安装两台AM-3M涡喷发动机,标准载弹量3吨,乘员配套比较时髦的OKB-156型弹射座椅,以先上后下方式进行全机组弹射。不过对于苏联来说,接下来的美苏超音速战略轰炸机才是大战焦点,图-16很快成为过渡机型,双方埋头苦干就有了后面的B-58“盗贼”、图-22“眼罩/逆火”等机型。

图-16轰炸机

图-22“眼罩/逆火”超音速战略轰炸机

此时的中国航空工业虽然师承苏联,但对全球航空发展方向,以及未来核战威慑一直具备前瞻性。1958年,在图-16仅仅服役三年后就引进,然后在1959年开始第一次仿制尝试(实力不济不久后中断)。在进一步夯实科研能力及工业基础后,1964年图-16的仿制工作重新开动,并在1967年打造出轰-6批量入役(配套涡喷-8,仿自РД-3М发动机)。

轰-6打造成功后性能基本达到原型水平,最大飞行速度983公里/小时,实用升限13000米。最大起飞重量75吨,常规载弹量3吨(最大载弹量9吨),最大航程5500公里,作战半径2500公里。批量入役后成为空军轰炸主力,除常规战术应用外在上世纪60年代,还成为我国三位一体核威慑中重要的空基核反击平台。

轰-6轰炸机

轰-6轰炸机

轰-6I四发远程轰炸机,“斯贝”发动机成本高被拒收,单机仅贵320万

作为第一代喷气式轰炸机,在苏联原本就属于过渡产品并不精致,到了70年代导弹技术神速发展时期显然已经有些落伍。可以这么理解轰-6诞生就意味着落伍,由于航程短,飞行速度慢,有效载荷低,带来的突防能力弱战场生存非常不易,面对先进拦截战机和防空导弹基本没有生存空间。1970年在服役仅一年后,空军和航空工业就开始着手对它进行升级,由于基础工业太弱考虑到风险因素,最后决定将更耗油的涡喷-8更换为涡扇发动机,以最小改动换来航程作战半径以及有效载荷的提高,满足未来空军远程战略轰炸要求。

1970年初,172厂(西飞)开始提出轰-6改型方案,方案建议换装四台JT3D-3B涡扇发动机(配套波音707)。7月27日,航空工业开始上 具体方案,原有两台涡喷-8更换为四台JT3D-3B涡扇发动机。两台安装在翼根发动机舱,另外两台则吊挂在两侧机翼下方,换发后预计轰-6性能将实现质的改变。动力更足油耗更低、最大飞行速度更快,预计航程将从5760公里提高到7300-10000公里,同时对飞机气动布局基本没有改变成功可能性非常大。

波音707客机

波音707 JT3D-3B涡扇发动机

轰-6标配两台涡喷-8

1970年9月28日,三机部认为JT3D-3B发动机推力太大,如果一次用四台在轰-6上有点太浪费,建议172厂采用经济性相对好点的“斯贝”发动机。这个时期中英正在谈判引进民用版“斯贝”,从头开始就考虑技术引进未来国产化问题不大,虽然“斯贝”单台推力5.17吨比JT3D-3B小近3吨,但两台相加比单台涡喷-8大0.84吨,这么加减之后总体动力还是有提升空间。

何况“斯贝”在体型尺寸,以及油耗方面都很适用于轰-6I改型,可以减少改动空间。于是172厂对方案进行了调整,10月空军就批准了调整后方案,在配套四台斯贝512发动机后,比较省钱的轰-6I版本开始进入正式研制。

和原型相比轰-6I总体布局基本没变,翼根处涡喷-8改为斯贝512-5W发动机,两侧距离机身中线7.85米处,另外吊挂两台斯贝512-5W发动机。发动机吊舱设计参考英国“三叉戟”客机(中国于1969年从巴基斯坦购入4架二手机),换发后轰-6I比原型轻了1.387吨,总重减小推力变大性能参数自然提高。

轰-6I轰炸机 三视图

民航“三叉戟”客机

“斯贝”发动机以前伸方式吊装(伸出机翼挺长),这种设计对机翼可以起到抗颤振配重作用,可以有效避免因调整电气、液压、冷却等系统,对发动机吊舱进行大修改(尽量少改快速成功)。而且为了抵消换发全机减重带来的重心不稳,居然还给飞机加了1.1吨的配重,想不到哪一台好的发动机真能对飞机性能产生质的变化。

1971年3月,空军批了一架全新的轰-6甲进行改装,由于时代背景限制并没有预想中快速定型。直到1978年1月5日,轰-6I原型机才成功实现首飞,截止7月5日轰-6I总共飞行23个架次、飞行了25个小时。试飞结果表明,“斯贝”512这款万精油发动机性能确实优秀,至少在当年属于中档以上产品。

轰-6I两台斯贝向前延伸出一大截

轰-6I轰炸机

在加了1.1吨配重的情况下,“斯贝”发动机依然表现出色,轰-6I和原型相比只有两个“缺点”。总油耗从7吨/小时增加到8.5吨/小时,发动机采购成本从160万元(两台涡喷-8)提高到480万元(四台“斯贝”),相当于换发后的单机成本贵了320万元。

谁也没想到正是这个价差直接决定了轰-6I后来的命运,除些之外其他性能都有质的变化,比如航程由5760公里提高到8000公里,常规载弹量由3吨提高到6吨。海平面爬升率从18.6米/秒提高到29.7米/秒,发动机寿命由800小时提高到6000小时,简单对比可见涡喷-8和“斯贝”发动机之间的差距有多大。军方对轰-6I预期性能是达到B-47水平,部分接近B-52战略轰炸机,从上面这组数据看已经达到要求。

轰-6I轰炸机

发动机性能差异

B-47战略轰炸机

轰-6I测试数据表明改装很成功,这种性能已经达到几十年后K型水平,而且改动很小基本是以最省的钱做了最理想的事,而且再花点时间还有更大改进空间。但空军方面似乎并不这么认为,总结下来就是飞行成本和发动机价格太贵——养不起。和原型相比由于“斯贝”还没有国产化难以大批量供应,造一架轰-6I采购成本要贵320万,再加上英制发动机和国产相比在保养上要单独形成体系,总而言之就是太贵不划算不予下单。

轰-6I效果图

运-10大型喷气式客机,最终被3000万难倒,被美制MD-82取代

对于我们这样的大国来说,民航领域同样也需要一款大飞机,1968年当轰-6首飞消息传来之后,当时总理提出能不能在它基础上研制一款大客机。这个想法其实是有现实依据,苏联曾以图-16为原型改进,1956年就造出图-104喷气式客机,两款机型本来就是兄弟这也给了我们相应的借鉴。1970年,航空工业领导小组正式提出《关于上海试制生产运输机的 告》,该 告得到批准后项目命名为“708工程”,具体机型代号运-10。

计划以轰-6为基础改进研制,运-10及配套涡扇-8发动机(仿制JT3D-3B)的研制工作,分别放在上海和成都两地同时启动。如果不出意外,参考图-104喷气式客机改进方式,运-10极有可能就是它最终的造型。不过人算不如天算意外来的很突然,1971年巴基斯坦一架波音707在我国着陆时损毁,708工程设计组立即组织人员对残骸进行了剖析和研究。在这种深入的第一手资料收集下,对波音707有一个更加直观的了解,接下来运-10研制方向有了重大变化,参考原型机由图-104调整为波音707。

图-104喷气式客机

波音707客机

1972年8月,运-10最终方案正式获得批准,翼型采用三叉戟尖峰翼型,发动机布局方案借鉴波音707翼吊式。采用下单翼上反角布局,起落架安装在翼根下方可收放,在机翼两侧吊挂四台涡扇-8发动机(JT3D-3B仿制品)。当时定位主要承担国际航线,同时兼顾国内专机出访等任务,1973年,运-10设计和试验工作全面展开,1974年民航总局调拨了1架波音-707供研制参考。

获批之后的运-10性能要求如下:最大飞行速度900公里/小时,最大航程7000公里,最大升限1.2万米。最大起飞重量110吨,最大商载17吨,远程商载5吨,最大载客量120人。从性能参数看和波音707很接近,这在当时来说设计指标一点都不低,总体规划先按客机标准研制,研制成功后再进行其他机型改进如预警机、运输机等。当时420厂(成都发动机厂)负责试制涡扇-8(对JT3D-3B测绘仿制),单台推力8165公斤,作为运-10及轰-8大型轰炸机的配套动力。

运-10喷气式客机

运-10喷气式客机 三视图

1980年9月26日,安装了JT3D涡扇发动机的运-10二号原型机,在上海大场机场成功实现首飞,在空中持续飞行了28分钟。顺利升空之后研制团队信心大增,虽然此时涡扇-8还在研制中,但状况良好的运-10原型机还是进行了大量飞行测试,陆续飞抵北京、合肥、成都、西藏等地进行试飞。截止到1984年6月,几年间总共飞行107架次,累计飞行时长155小时,最大起飞重量110吨,最大飞行速度达到930公里/小时,已经超过原定设计性能要求。

运-10安装JT3D-3B涡扇发动机试飞

运-10在昆明试飞

运-10项目看起来一帆风顺,原计划制造3架原型机,01号用于静力试验,02、03号用于飞行测试。但实际上只完成了两架原型机制造,第三架已经完工三分之二但由于经费不足,后续研制工作没办法正常开展。经多次申 研制经费无果,最终随着财务部否决了后续3000万元预算,1985年运-10项目正式下马。

至此耗时十年、耗资5亿多人民币,短暂使我国成为全球第四个掌握大飞机研制国家。运-10甚至在已经完成预警机方案设计,未来空中加油机、运输机可期的情况下,让位于MD-82喷气式客机。1985年3月31日,运-10项目下马一个月后,中美签署合作生产MD-82喷气式客机协议书,约定在上海总装25架。为了给新飞机腾出空间地方,原运-10组装线被撤掉,原本用于制造第三架原型机价值数千万元的材料,也在为后续合作准备时练了铆钉枪,更可惜的是耗时十多年积累起来的技术资料大都丢失。

运10改预警机方案

运-10推出总装厂房

同个位置MD-82推出总装厂房

结语

其实两款大飞机在当时都有研发基础,而且都造出原型机并进行了大量飞行测试,比预期目标表现更加出色。轰-6I如果能够定型入役,将使海空军提前三十年获得一款较先进轰炸机,后续更大更强的轰炸机也许早就问世。运-10表现同样出色,作为国产第一款大型喷气式客机,虽然还存在一些技术难题,比如配套涡扇-8发动机迟迟未定型等。但如果能够坚持下去多给点预算,就算性能不如国际先进水平但至少在该领域能够实现国产,不用在后来大量购买西方客机同时也使我国大型客机研制直接推后几十年。

当年整个25架MD-82项目总值5.8亿美元,而且为了满足引进MD-82的生产需求,在上海飞机制造厂大场厂区基础上还投入8200万元进行技术改装。包括喷漆厂房、数控加工工厂、计算机房等等,但是由于各种原因最后MD-82也没能在国内普及,被硬挤下马的运-10更是令人可惜。

轰-6I的后续轰-8

运-10喷气式客机

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