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民航货架化产品如何反哺军用航空业?

2018-07-05 13:13 来源:科普中国-军事科技前沿 

  出品:科普中国

  制作:旋钮工作室

  监制:光明网科普事业部

  在去年12月,也就是美国空军正式提出B-52轰炸机的下一步延寿计划之后,美国著名航空发动机制造商普拉特-惠特尼公司(下文简称普惠)在近日首次公开了适用于延寿计划的发动机升级方案。当然,旗下军民成熟货架产品众多的普拉特-惠特尼并没有为“同温层堡垒”再专门研制一款新发动机,而是提出将成熟的PW815小涵道比涡扇发动机在稍加改造之后直接应用于B-52的延寿计划。

民航货架化产品如何反哺军用航空业?

图为采用PW815发动机作为动力的通用MQ-25无人加油机。(来源:美国海军)

  在此之前,PW815系列发动机是享誉全球的“湾流”G500/600商务机的动力系统,另外在近期热度颇高的美国海军MQ-25无人加油机选型当中,通用原子动力的参选方案也采用了PW815作为其动力的解决方案。

  那么,诸如PW815之类成熟的民用航空发动机为何能中军机和军方的“法眼”?在军机研发和制造成本日渐提高的今天,民用航空制造业又如何完成对军用航空业的反哺?

  多就是好:民用航发“参军”的最大优势

  事实上,美国空军早在上个世纪八九十年代就曾经想为B-52“换心”,使其在油耗经济性和可维护性方面更上一个台阶。不过,当时的备选方案不是典型的大涵道比大推力发动机,就是适用于战斗机的小涵道比发动机,二者都不是能令美国空军首肯的选择,因为前者需要部分修改B-52的机翼结构、气动布局和短舱设计,而后者价格昂贵,并不能比B-52当时装配的TF-33发动机更有成本优势。

  实际上,TF-33这个代号听起来陌生,但若提起它的另一个名字JT3D,那就可谓是如雷贯耳了。这一款经典民用涡轮风扇发动机由于装配在波音707、道格拉斯DC-8等知名民航机型上,所以拥有恐怖的存量——其制造数量达到了8500台,以至于美国空军现役的大量E-3预警机、KC-135加油机到今天都不需要订购大量替换用零部件,只消从退役的民机上“拆件”即可满足后勤需求。

民航货架化产品如何反哺军用航空业?

图为试验TF-39(为C-5“银河”运输机设计)航发的B-52。可见改造幅度和变化之大。(图源:wikipedia)

  如此之大的存量,自然就在无形之中降低了TF-33的维护成本。同样的,随着湾流公务机热卖被大量生产出来的PW815发动机也拥有成本低的优势,其规格也基本上和JT3D/TF-33相仿,使得B-52不需做过多改造即可适配新航发上机。

  当然,在航空发动机技术发展得最为“高深”的军用战斗机小涵道比发动机领域,现有的民用货架成品航发都无法胜任战斗机严苛的使用环境:和平时飞得比较“规整”的其它军/民用航空器不同,倒飞、大过载机动等动作是战斗机的常态,而这些动作将大幅影响涡扇发动机的进气、工况等指标,因此需要专门设计制造的发动机也就不足为奇。

  不过我们也必须认识到,战术战斗机仅仅只是遍及陆、海、空三军的,军用航空体系中的一个小小分支,在直升机和大型飞机领域,民用发动机的竞争力依旧是压倒性的。

  华丽转身:民航客机和军用战机的无缝切换

  聊到本文一开始提起的波音B-52“同温层堡垒”,那当然就不可避免地要提起波音在二战期间设计制造的传奇机型B-29“超级空中堡垒”,后者不仅是前者的祖辈,更是战略轰炸机概念的开创者。

  但实际上,波音B-29的源头“1332方案”正是从“1307方案”改进而来,而1307方案便是波音307“平流层”客机的设计代号。该机是世界上首架设有全增压客舱的民航飞机,首度具备了爬升到云层上空躲避恶劣极端天气的能力。

  而在战后,波音也于B-29的基础上改造出了波音377“同温层巡航者”客机,要说这一个系列是在军机和民机间“无缝切换”,那真是一点都不为过。

民航货架化产品如何反哺军用航空业?

图为执飞大西洋航线,把邮轮送进坟墓的波音377客机。(图源:Air-Britain)

  而在这之后,波音对这种“军民互补”的手法也玩得越来越熟稔:大名鼎鼎的波音747,其实原本就是与洛克希德C-5A“银河”争夺美空军大型运输机计划的失败者,在稍加改造之后便推向民用市场;KC-135/RC-135/E-3/E-8等美国空军现役的特种机平台,全部来自现代客机的开山祖师爷波音707;美国海军的下一代反潜机,在平台上也直接取自波音成熟的短程干线客机737NG。所有这些平台在当时(或之前)都是年产量至少过百的商用热门机型。由此一来,军用机项目所提供的庞大资金能为民用机的研发提供助力,而民用机的产量又能控制军用机的成本,二者可谓是“相得益彰”。

[责任编辑:赵清建]

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