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1、运-20是中国自行研制的第一种大型运送机，也是当今世界上最重要的大型运送机之一。一般觉得，运-20的机长47米，翼展45米，机高15米，最大起飞重量220吨，最大载重量66吨。相比之下，伊尔-76（以最新版本伊尔-76TD-90为例）的机长46.59米，翼展50.5米，机高14.76米，最大起飞重量195吨，最大载重量50吨；C-17的机长53米，翼展51.75米，机高16.8米，最大起飞重量265吨，最大载重量77.5吨；空客A-400M的机长45.1米，翼展42.4米，机高14.7米，最大起飞重量141吨，最大载重量37吨；安-70的机长40.7米，翼展44.06米，机高16.38米，最大
2、起飞重量145吨，最大载重量47吨。 各国运送机同比例侧视图（转飞扬）运-20的基本布局符合现代大型运送机的主流，采用上单翼、高平尾、机腹多轮起落架和翼下发动机布局。但飞机和人同样，单纯罗列重要身体特性，那所有的人都是同样的。运-20也同样，在外观上和C-17、伊尔-76很相似，但有某些核心的不同。 高山绘制的大运、伊尔-76、A400M 对比图运-20的中央翼盒不穿过桶形机体，而在外部和桶形机体连接，这导致了“驼背”的外观。外置翼盒的好处是保持机体内径的完整，整个机舱长度里 机舱高度都是一致的，有助于按照最大高度装载单件的长大货品。但外置翼盒的害处也是明显的，增长了阻力。不光暴露的翼盒自身增
3、长阻力，用于和机体圆滑过渡的整流罩也加大，增长了重量和阻力。伊尔-76对中央翼盒的位置是和运-20同样的。相比之下，C-17的中央翼盒穿过桶形机体的顶部，从机舱内部看，可以看到翼盒明显“侵入”中段机舱的顶部，局部减少了机舱高度，使得按照前段和后段的最大高度装载单件的长大货品不也许。但埋入机体的中央翼盒大大减少了阻力，整流罩较小则进一步减少了阻力。 运-20采用外置翼盒构造 外置还是内置中央翼盒的做法不能简朴地说好还是不好，或者哪一种技术水平更高。现代民航客机都采用内置中央翼盒，中国的C-919也不例外，尽管和世界上其她同类客机同样是下单翼，而不是C-17那样的上单翼。就构造而言，上置还是下置的
4、内置翼盒没有原则差别，军用运送机的机翼受力状况比较恶劣，但民航客机的翼盒还是主起落架的安装点，受力状况同样严峻。外置还是内置翼盒的核心在于机舱内部尺寸。现代运送机的重要任务不再是运送人员，从C-130到C-17，运兵量的增长与起飞总重或者载重量的增长简直不成比例，只要航程足够，用C-17运兵比用C-130运兵一点优越性也没有。但C-17增长的不仅仅是载重量，也是运送长大尺寸货品的能力。现代装备不仅有坦克那样沉重的实心人们伙，也有雷达车、导弹发射车那样庞大但并不特别沉重的空心人们伙，并且后者越来越多，因此现代运送机的机舱尺寸至少和载重量同样重要，伊尔-476那样载重量增长但机舱尺寸仍然很受局限的
5、“新型运送机”不大受欢迎就是这个道理。 伊尔-76货舱尺寸C-130的机舱宽度只有3米，高度2.74米；伊尔-76的机舱宽度也只有3.16米，高度稍高，达到3.26米；C-17的机舱宽度则达到5.49米，机舱最大高度4.5米，但翼下只有3.76米。这里的宽度和高度都是最大可载货品的宽度和高度，由于鼓出的机舱侧壁事实上对于载货没有多少用处。运-20的机舱尺度还没有可靠数据，应当在伊尔-76和C-17之间。比较数据容易看出，C-17的翼下机舱高度尽管减少了，但还是高于伊尔-76。换句话说，并不低。对于C-17来说，机舱尺度用来运载低矮、沉重的坦克足够了。对于特别高大的货品，只要在长度上能在后舱容纳
6、下，并没有必要达到全长全高。或者说，美国空军对于全长全高没有需求。雷达车高大，但并不长；美国没有运送机动弹道导弹发射车的需求，加上尚有C-5的存在，C-17的机舱高度并不是一种问题。伊尔-76则否则，如果沿用C-17同样的机舱高度损失数据，也就是0.74米，伊尔-76的机舱高度将在局部下降到可怜的2.52米，还不到C-130的机舱高度。虽然伊尔-76的中央翼盒没有C-17那样肥厚，机舱高度的损失也同样是不可忍受的。对于运-20来说，也有同样的问题，除非达到C-17相似的机舱宽度，否则采用内置翼盒的话最低机舱高度将不优于伊尔-76，中国可没有C-5或者安-124帮忙运载运-20装运不下的超尺寸货
7、品。如果不出意料，运-20的机舱宽度将在4-5米之间，高度也在4米左右，高于C-17的翼下段，但低于C-17的前段和后段，而与机舱宽度相适应。换句话说，起飞总重、推力、载重量等规定决定了机舱宽度，而机舱宽度一旦决定，外置翼盒还是内置翼盒是由机舱高度规定决定的。对于运-20的尺度来说，采用外置翼盒是唯一合理的选择。 C-17货舱尺寸，可以看到翼盒的影响 如果固定机舱最低高度，但把机体直径增长，使得中央翼盒内置，这可以减少中央翼盒导致的阻力，但将大幅度增长机体重量和阻力。假定机舱高度规定4米、翼盒厚度0.7米的话，外置翼盒的机体直径保持为4米，机体周长为12.56米；内置翼盒则机体直径增长到4.7
8、米，机体周长增长到14.76米。这固然是简朴化的计算，没有考虑舱壁厚度和其她因素，也没有考虑增大直径后保持机体强度所需要的额外加强，但仅仅基本的材料重量就要增长17.5%。较大的机体直径必然意味着拉长的机体，以保持合理的长细比，实际起飞总重将至少增长25-30%。增长的直径使迎风面积也增长38%，增长的湿面积也意味着额外的阻力。这一切都规定发动机推力相应增长。更大的运送机固然具有更大的运载能力，但成本、油耗、技术风险也相应提高，更何况有需求问题。中国空军并不需要C-17一级的运送能力，或者说承当不起这样豪华的能力，运-20采用外置翼盒是必然的。 空客的A400M也是外置翼盒构造 外置翼盒需要较
9、大的整流罩，不光纵向需要更大的整流罩以便向机体上表面平滑过渡，横向也需要较大的整流罩，以便整合翼根和机体之间的空间。较大整流罩的重量、阻力都增长，但内部燃油空间也增长，因此并不是一边倒的坏事。在载重量方面，已经透露的66吨也是合理的，这和运-20的尺度相匹配。目前还不懂得这是配用4台D30涡扇还是换用4台国产新型大推力高涵道比涡扇后的载重量。4台索洛维耶夫D30达到66吨的载重量似乎超过了一般觉得也许达到的水平。另一方面，索洛维耶夫D30是俄罗斯的第一代涡扇，中国正在为C-919配套研制的CJ-1000是第三代涡扇，并有消息说中国还在用为歼-10、歼-11配套的“太行”的核心发动机同步研制高涵
10、道比涡扇，这些新型涡扇的推力和耗油都优于D30，有望使运-20的性能达到新的水平。 图为国内研制的国产长江-1000A大涵道比涡扇航空发动机，重要用于装备C-919客机 ，珠海航展展出的国内大涵道比涡扇发动机。据悉，该发动机具有四大特点：高效率，低燃油消耗；高 可靠性，长使用寿命；低排放，低噪音；低维护成本，维修性佳，将用于国产大飞机 运-20换装国产发动机对比想象图运-20具有巨大的三缝襟翼，用于在起飞、降落时增升。故意思的是，运-20的襟翼设计和伊尔-76很相像，但不同于C-17。伊尔-76使用后退式三缝襟翼，其中第一道襟翼和第二道襟翼之间有明显空隙。这是供翼下高压气流穿过去，对翼上气流产
11、生拉动作用，增长升力。这是一种比较老式的设计，简朴、有效。固然，简朴是原理上简朴，设计和制造上并不简朴，至少比非后退式的简朴襟翼复杂多了。但C-17采用双缝的喷气襟翼，不仅有同样的缝隙，供下翼面高压气流产生引射增升，还直接处在发动机喷流之中，极大地增强了增升作用，缩短起飞、降落距离。原理类似的吹气襟翼在F-4“鬼怪”式战斗机上早就有应用，但那是从发动机压气机引出气流产生增升，C-17直接用发动机喷气产生增升，增升效果强烈得多。 运-20机翼上复杂的前后缘增升装置以及扰流板 运-20没有采用喷气襟翼也许有几方面因素。除了喷气襟翼自身的技术难度外，发动机推力局限性也许是最大的障碍。喷气襟翼放下后，
12、接受发动机喷流的吹拂，将喷流部分向下偏转，并通过缝隙引射增升，增升效果明显。同步，喷气襟翼规定发动机的推力轴线紧贴下翼面，这样才干是襟翼处在喷流之中。但发动机喷流紧贴下翼面也许影响喷流的发育。但另一方面，向下偏转的推力轴线减少了实际向前的推力，在发动机推力局限性的状况下，这是很要命的。喷流在喷出喷口之后，并不是像铅笔同样的直筒子，而是像喇叭口同样散开，然后再形成捅形。这是由于高压喷流在离开喷口之后，喷流中心的压力使得喷流向压力较低的环境空气膨胀出去，仿佛吹肥皂泡同样。喷流的发育受到机翼下表面的阻碍的话，不光烘烤翼面构造，还会导致推力损失。考虑到要用推力局限性的D30先飞起来，运-20不能承当这
13、样的推力损失。 此外，构造上的规定也许也是一大障碍。喷气襟翼规定发动机喷口的轴线紧贴下翼面，这样发动机吊舱必须向前、向上，基本平伸，吊架成为直直前伸的悬臂，基本平伸的发动机吊架尚有迎风阻力较小的好处，但沉重的重量对机翼形成很大的扭转力矩，极大地提高了机翼刚度的规定，对吊架的刚性规定也较高。此外，喷气襟翼自身也需要极大地加强，否则被强力的喷流吹散了架就不妙了。发动机喷流紧贴机翼下表面也提高了构造耐高温的规定。因此和喷气襟翼相适应的发动机的位置很讲究，太高了要影响喷流发育，太低了要错过襟翼的位置，极大地加宽襟翼的宽度可以补偿较低的发动机位置，但襟翼的重量大大增长。考虑到种种复杂性和实际效益，运-2
14、0没有采用喷气襟翼是谨慎的。 吹气襟翼对材料的规定很高，图为C-17在野外机场降落并打开反推 但运-20也没有一味减少技术风险而放弃技术创新，运-20采用了超临界翼。常规翼型大体上像为横剖一半的水滴，前半部比较肥厚，后半部比较瘦削，后缘则是尖利的。气流沿上表面加速，在接近音速时，尽管飞行速度尚未达到音速，但上表面局部速度已经达到甚至超过音速，形成强大的激波阻力。超临界翼是NASA气动奇才理查德惠特康姆发明的，她还发明了导致超音速飞机蜂腰的面积律和眼下实行的翼尖小翼，对现代航空科技的影响无人可比。推迟激波产生的一般做法是采用很薄的翼型，并采用较大的后掠角，这不仅不利于低速飞行，也要为恢复构造刚性
15、付出重量上的代价。超临界翼一反常规机翼，上表面较为平坦，以减少气流加速，推迟和弱化激波的产生。这使得超临界翼可以相对较厚，或者减少后掠角。较厚的机翼受力较好，构造重量较轻；较低的后掠角也减少机翼对翼根的扭矩，减少构造重量。超临界翼的下表面前半段相对饱满，后半段向上“挖掉”一块，和上表面延伸过来的后缘下垂相相应，形成“钩子”同样的后缘。下表面压力较高，气流贴附着挖出来的凹面流动，然后沿“钩子”同样的后缘向下流动，产生额外升力，补偿上表面的升力损失。超临界翼的前缘也比较钝，迎面过来的气流贴附较好，配合较低的后掠角，在低速时增长升力。超临界翼已经成为现代客机和运送机的典型翼型，但是从外观上不容易看出
16、端倪来。C-17也采用超临界翼。 超临界翼的特点比较故意思的是运-20的翼展。相比于C-17的51.75米的翼展和伊尔-76的50.5米的翼展，运-20的翼展只有45米，只比起飞总重少1/3的空客A-400M的42.4米或者安-70的44.06米略大。这阐明运-20的超临界翼达到了很高的设计水平。运-20机翼另一种饱受疑问的地方是没有C-17或者现代民航客机上常用的翼尖小翼。翼尖小翼的作用是减少翼尖绕流，间接减少阻力。由于机翼下表面压力高于上表面，翼尖附近的气流不仅从前向后流动产生升力，还绕过翼尖形成“短路”的侧向流动。这不仅导致翼尖升力损失，还产生强烈的翼尖涡流。涡流的能量最后来自发动机的推力，但这部分消耗的能量对于升力和速度毫无用处，因此形成阻力。翼尖小翼减少了翼尖绕流，具有明显的增升减阻作用，相称于延长翼展。但翼尖小翼除了自身的重量和阻力外，还规定机翼构造额外加强，导致额外的重量。因此翼尖小翼在设计
