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|俄罗斯大型运输机发展分析( 二 )


3.重型运输机的设计目标
综合上述分析 ， TsAGI设计的新一代重型运输机目标是能够运载各种货物 ， 包括重型和超大型货物 ， 同时具备安-124-100和其他货机（波音777F、747-8F和空客A330-200F等）使用特点 。为满足上述要求 ， 设定了初步设计指标：
——飞机可运载150吨载荷 ， 航程达到7000千米 ， 最大载重达到180吨；
——巡航速度850～870千米／时（马赫数0.8～0.82） ， 飞行高度9000～12000米；
——起飞距离2500～3000米；
——能够运载所有安-124可运载的特大型货物和重量可达150吨的单件货物；
——前后均有大开口货舱门和货桥；
——货舱可改装为双层 ， 高度可调节 ， 可方便装载各种集装箱和货盘 ， 或者同时装载设备和人员 ， 充分利用货舱空间 。
——机舱内配有可装卸集装箱和货盘的机械设备；
——内置可拆式电动吊车 ， 每台最大起重能力30吨；
——装载时间（一般货物满载）：1～2小时；
——150吨单件货物装载时间为4～6小时；
——使用现代航空电子设备和飞控系统 。
4.选择常规飞机气动布局设计
新一代重型运输机“大象”的总体布局参考了安-124-100、安-225和波音747-8F的特点 ， TsAGI应用自身开发的工程计算方法 ， 进行反复迭代计算来优化飞机布局参数 。同时假设PD-35发动机的燃油效率和目前民用发动机相当 。根据飞机／道面等级系统（ACN/PCN） ， 按照满足A级和B级道基强度起降要求进行了分析评估 。
TsAGI最终选择了常规气动布局设计 ， 同时对一些非传统布局进行计算分析 ， 解释了没有选用的原因 。一是“翼身融合布局”（BWB）运输机的升阻比虽然接近24 ， 但机身结构能否承受内部增压存在疑问 ， 同时 ， 缺少尾翼和平尾不利于俯仰力矩控制 ， 非对称机身的制造也是难点；二是“混合翼身布局”（HWB）虽然降低了飞控难度 ， 但是增压对非对称机身强度的要求和机身的制造仍存在问题；三是“复合机翼布局”飞机在500吨同等起飞重量下 ， 可以获得较小的翼展 ， 但是只能在低空和马赫数0.4情况下才能获得高效率 ， 如果对飞机气动布局进行优化 ， 使其能在10000米左右高空 ， 马赫数达到0.8 ， 最终的机身将会面临和HWB类似的缺陷 。四是双机身布局运输机具有一定潜力 ， 可以减少机身尺寸 ， 可以在机身之间的机翼下运载各种特大型货物 ， 双机身的问题是起降距离远 ， 机场移动困难 ， 需要平衡双机身的载重 ， 侧风也对起降安全影响大 。五是双机翼布局飞机 ， 可以减少翼展宽度 ， 缺点包括动态稳定性差 ， 额外机翼加固会增加阻力 ， 生产成本高等 。因此 ， TsAGI认为 ， 传统布局飞机经过大量应用证明了其合理性和实用性 ， 通过优化设计 ， 可以得到安全可靠的飞机方案 。
经迭代优化之后的“大象”设计方案：升阻比可达到18.5～19 ， 配备先进的发动机 ， 可以获得较大的航程和较高的燃油效率 。“大象”常规气动布局方案 ， 但是展弦比≥10（安-124为8.6） ， 根梢比≈4 ， 采用超临界机翼 ， 翼吊4台大推力发动机（PD-35） ， 采用可拆卸双层货舱 ， 应用先进的金属材料和复合材料以及其他先进技术等 。
按照不同任务需求 ， TsAGI分别设计了两种不同宽度的机身方案 。窄体方案机身货舱的尺寸为5.3米×5.2米（宽×高） ， 双层货舱适合空运普通货物 ， 例如集装箱和标准货盘等 ， 针对航空货运公司的使用需求进行了优化 。宽体方案机身货舱的尺寸为6.4米×5.2米（宽×高） ， 能够空运装甲车辆 ， 例如卡车、装甲运兵车等 。这个机身宽度和安-124一样 。两个方案的吊车均能将货物提升到4.01米高度 。
从表1中对比可看出 ， 窄体方案中段横截面积最小 ， 阻力降低了 ， 宽体方案优势是可以装载大型车辆 ， 可以并排装载2辆车宽大于2.5米的牵引车或装甲车等 。


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