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民航货架化产品如何反哺军用航空业,美国空中

2019-08-28 作者:优德亚洲w88官方网站   |   浏览(72)

  华丽转身:民航客机和军用战机的无缝切换

美国空军的飞行器数量最多,约有5500架飞机、直升机和无人机。2017财年和2016财年国防部分别拿出450亿美元和500亿美元用于购买飞行器,空军分别只拿到150.7亿美元和160亿美元。仅占购买飞行器费用总数的三分之一。

  参考消息网2月27日报道 英国《简氏防务周刊》网站2月23日发表题为《阿瓦朗2015:美国国防部展示对亚太战区的承诺》的报道称,在墨尔本附近阿瓦朗机场举行的2015澳大利亚国际航空和防务展上,美国国防部展示大量的飞机,以显示对亚太战区的承诺。

  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。

初级飞行训练的教练机

 

  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。

F-15C/D战斗机

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  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。

KC-46A新型空中加油机

  然而,尽管F-22战斗机在第五代性能方面胜出,但它输在数量较少。美国空军目前库存只有182架F-22战斗机,而且不会得到更多。

  多就是好:民用航发“参军”的最大优势

美国空军F-35A闪电Ⅱ”战斗机

  美国空军将展出两架波音B-52H“同温层堡垒”轰炸机(1架进行飞行表演,另一架静态展示);2架洛克希德-马丁公司的F-22“猛禽”战斗机(由于飞行员执行其他任务而改为静态展示);一架洛克希德-马丁公司的F-16“战隼”战斗机;一架静态展示的波音公司KC-135“同温层油船”空中加油机;一架诺思罗普-格鲁曼公司的RQ-4“全球鹰”高空长航时无人机。而美国海军将展示其波音公司P-8A“海神”海上多任务飞机,以及诺思罗普-格鲁曼公司的MQ-8B“火力侦察兵”旋翼无人机。

  制作:旋钮工作室

美国还大量对外出售军用飞机,例如出售最新型的F-35战斗机、F-15战斗机(出售沙特阿拉伯F-15SA,出售卡塔尔F-15QA);向多个用户出售P-8反潜飞机,等等。外销订单和美本国的订单促进了美国航空工业的发展,研发多种型号的飞行器,有大量的飞行器在军中服役。

  跟B-52“同温层堡垒”轰炸机在阿瓦朗的出现一样,F-22战斗机的回归同样意在展示美国在亚太地区的承诺和能力。

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  F-22战斗机是目前世界上唯一的第五代作战飞机,尽管中国在努力研制自己的具有对等功能的战斗机,F-22“猛禽”战斗机似乎还会统治天空许多年。

  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)

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  虽然美国国防部定期支持美国的国防工业,以便在这种贸易活动中确保其获得产品出口订单,但同样重要的是,国防部在阿瓦朗是要展示其对亚太战区的承诺。B-52轰炸机和F-22战斗机的参展尤其说明了这一点。

  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。

美空军计划研发F-15X战斗机用于更换F-15C/D战斗机,每架的价格为9500万美元。这个价格高于F-35A战斗机的单机价格(2018年购买141架F-35A合同的单机价格为8900万美元)。据报道,F-15X战斗机机体寿命可达到20000飞行小时。每飞行一小时的价格为27000美元,F-35A战斗机为50000美元。

  此次展览从2月24日持续至3月1日,届时美国空军和海军的载人和无人飞机将摆出静态展示和飞行表演阵容。美国共计有100人和7种机型参展,国防部非常希望在展示其军事实力的同时,促进与其区域盟友在应急和人道主义行动中的互动。

  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。

5. 美国空军的教练机

  而中国人民解放军空军有大约250架苏霍伊苏-27/30“侧卫”和歼-11型战斗机处于现役状态,另外还有150架歼-10和数以百计的其他类型战斗机。正如美国空军一位官员所说的:“令我们担忧的不是歼-20或者歼-31战斗机(研制之中的第五代战斗机),而是数百架歼-11(和其他机型)会让F-22战斗机失去招架之力。”

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C-5M运输机

  关于参展的B-52轰炸机,一架将是静态展示,而另一架将于本月27日从行动基地起飞进行飞行表演。虽然组织者没有指出基地的名字,但它将最有可能是关岛的安德森空军基地。总之,这架飞机将在阿瓦朗进行往返飞行16个小时的演示。两架F-22战斗机据说来自总部在弗吉尼亚州兰利-尤斯蒂斯联合基地的美国空军第一战斗机联队,它们也将参加阿瓦朗的展出。据组织者介绍,其中一架飞机原定进行飞行表演,但是飞行员已经转移到其他的行动任务了。

  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”。

美空军装备有287架A-10C攻击机。进行改装后,使其能使用70毫米小口径激光制导武器。这些飞机将在2022年全部退出现役。

  B-52轰炸机之前曾在新加坡航展上进行过类似的演示,当时一架轰炸机往返于关岛。它们现身阿瓦朗也是为了展示该轰炸机在该地区的能力。在加油机的支援下,B-52轰炸机能够飞越亚太地区辽阔的海域,从而使其有可能对反对美国的国家构成强有力的威慑,并且成为令美国盟友感到安心的存在。

  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。

增加的飞行中队主要有:22个侦察和指挥机中队、14个空中加油机中队、9个搜索救援飞机中队、7个特种飞机中队、7个战斗机中队、5个轰炸机中队、1个运输机中队、2个攻击无人机中队,以及7个航天中队(装备侦察、控制和通讯卫星)。增加的这些中队大部分都是用于遂行作战行动的。增加的轰炸机中队将装备B-21,必将大大增加其生产的数量。而且2030年前B-21将全部替换B-1B轰炸机。增加的战斗机中队将装备F-35A战斗机。

  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)

2018财年用于购买飞行器的国防预算略有增加,为610亿美元,增加部分主要用于购买新型武器装备。2016财年用于购买武器装备的国防预算为1190亿美元,2017财年为1120亿美元,而2018财年则为1440亿美元。

  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。

美国空军C-17“环球霸王Ⅲ”运输机

  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。

EC-130H电子战飞机

  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。

4. 美国空军的直升机

  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。

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  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?

A-10C攻击机

  监制:光明网科普事业部

美国空军装备有27架U-2S“蛟龙夫人”高空侦察机,在未来的5年中将由第40批次的RQ-4“全球鹰”无人机取代。该型无人机可在20公里的飞行高度连续飞行30小时,装备有合成孔径雷达、光电和红外侦察系统,以及无线电-电子侦察设备。有关终止U-2S侦察机使用的决定一直悬而未决,因为就U-2S侦察机机体寿命而言,该型机可服役到2045年。

  出品:科普中国

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  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)

据报道,到2025年空军可接收37架AC-130J武装运输机,目前已列装7架AC-130J。此外,空军换装备有28架AC-130U和AC-130V。

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F-15E战斗机

尽管美国空军的飞机数量比世界上其他任何一个国家武装力量都多,但在2018年9月美空军又提出了增加飞机数量的审请,计划到2030年前其飞行中队的数量从312个增加到386个,人员增加4.4万人。这样既可有效地应对叙利亚地区和朝鲜半岛局势,也可同时应对潜在敌人的威胁。

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F-35A“闪电Ⅱ”战斗机

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HH-60W搜索救援直升机

空军装备有500架T-38“禽爪”教练机,计划用350架T-X新型教练机替换T-38教练机。参加T-X教练机竞标的有波音飞机公司、洛克希德飞机公司和列奥纳尔多DRS公司。

KC-135空中加油机

美国空军装备有可吊挂货物的CH-47F“支奴干”直升机(比CH-47D要新一些),计划进行多次改装使其能服役到2060年。

F-15X战斗机

美国空军装备有15架EC-130H“罗盘呼叫”电子战飞机,从2021年起将由EC-37B电子战飞机替代。EC-37B电子在飞机是在 个550飞机的基础上研发的。

美国空军战术航空兵的战斗机装备有1700架,其中1100架为做好战斗准备的战斗机。编成55个飞行中队,而1991年时有134个飞行中队。

C-130J运输机

存在的另一个问题是,美国空中力量铺开的摊子很大,分属4个军兵种:空军、陆军、海军和海军陆战队。近年来又增加了特种作战司令部。而且美陆军和空军国民警卫队也有航空兵,装备的飞行器数量也不少。除国防部管辖的这些空中力量外,中央情报局、海岸警备队、海关-边防局也都有自己的飞行机队。这些部门中每一个部门都有自己的发展计划,购买自己所需型号的飞机和直升机。

美国空军T-38“禽爪”教练机

3. 美国空军的运输机、预警机、空中加油机和特种飞机

2. 美国空军的战斗机

F-15X战斗机将采用加强机翼(如出口型F-15QA战斗机那样),以增加武器外挂数量。这样,一架飞机一次可携带22枚空空导弹或28枚GBU-39小口径炸弹和8枚空空导弹。另外,F-15X战斗机还将采用出口型F-15SA战斗机使用的雷达、座舱设备、数据处理和交换系统,以及新型瞄准和侦察保形吊舱。一部分F-15X战斗机还将安装侧视合成孔径雷达,这样,F-15X战斗机不仅用于替换F-15C战斗机,还可作为侦察机使用,还可用于打击地面目标。

美国空军E-3C预警机

如果2016财年(2015年10月1日—2016年9月30日)购买飞行器的国防预算是500亿美元,那么2017财年仅有450亿美元,而且国防预算到真正审批下来就更晚。例如,2018财年国防预算(从2017年10月1日起)直到2018年3月23日总统才签字。这说明每财年的国防预算在确认分配平衡和最有效使用方向上都存在很艰难的抉择。

美国空军装备有20架B-2“幽灵”轰炸机、76架B-52H“同温层堡垒”轰炸机、60架B-1B“枪骑兵”轰炸机。B-52H轰炸机中有50架可携带装核弹头的巡航导弹,计划服役到2060年(到时该型机服役100年)。经过改装的B-2轰炸机可服役到2058年,仅比B-52轰炸机退役早2年。正在研发的B-21“空袭者”隐身轰炸机最早要在2025年开始列装,用于替换2040年前退役的B-1B轰炸机。至于生产多少架B-21轰炸机,目前还未决定,据预测,可能在100架到250架,每架的价格预计在5.5亿美元。

美空军计划用KC-46A“飞马座”新型空中加油机替换KC-135R和KC-135T空中加油机。KC-46A新型空中加油机是在波音-767客机的基础上研发的,每架2.2-2.5亿美元。从2018年10月到2019年4月美空军已列装18架,到2027年,计划生产179架。这一数字仅能替换三分之一的KC-135,剩余的KC-135加油机将由新研发的KC-Y和KC-Z在2035年进行更换。此外,美空军还装备有58架KC-10空中加油机(由DC-10客机研发)和60架MC-130“”空中加油机。

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T-38教练机

美国空军F-22“猛禽”战斗机

美国空军装备最多的战斗机是F-16C/D。目前有940架(大部分已服役25年)F-16C/D战斗机,其中有300架是最新的40/42批次和50/52批次,可服役到2048年。2017年年底美国空军把这一数字增加到489架。但必须对这些战斗机进行改装,需增加国防预算4.03亿美元。另外,还将为空军国民警卫队的72架F-16战斗机更换APG-63雷达,使其能更有效地发现低空飞行的巡航导弹。

到2018年年中,全世界各国武装力量共有各型军用飞行器53500架,而美国军用飞行器的数量是世界各国武装力量各型军用飞行器总数的三分之一,比世界军用飞行器数量排名前2-6名的俄罗斯、中国、印度、日本和韩国的总和还多。

美国空军还有像B-52轰炸机那样老的飞机,那就是KC-135空中加油机“同温层油船”。目前,空军装备有397架KC-135空中加油机,这些空中加油机都是在1956-1965年间生产的。

美空军现准过被有235架F-15C/D战斗机,将继续服役到2024年。到时再决定,这些战斗机是退役,还是进行改装服役到2030年年中。这主要取决于机体寿命能否延长,因为F-15战斗机机体的寿命为9000飞行小时,大部分已到寿。

E-3C预警机

美国空军装备有31架E-3C预警机,改装升级后为E-3G,可服役到2040-2045年。在2024-2030年间开始用16架E-8C预警机(为美国陆军和空军共同研发)替换E-3预警机。不论是E-3C预警机,还是KC-135空中加油机都是在早已停产的波音707客机的基础上研发的。而E-8C预警机是在波音737-300基础上研发的。

美国空军装备有220架F-15E战斗机,与F-15C/D战斗机的差别是该型机机体的寿命为16000小时,可服役到2040年。美空军准备为其更换APG-821新型雷达和新型电子战系统。

F-16C/D战斗机

美国新型的第五代战斗机F-35A“闪电Ⅱ”已列装,装备F-35A的第一个中队在2016年具备初始作战能力,2018年年初装备F-35A的第二个中队具备初始作战能力。这两个中队都隶属于位于犹他州希尔空军基地的第388联队。按计划F-35A战斗机将逐步替换美空军(不包括空军国民警卫队)的F-16战斗机和A-10C攻击机。2018年年初,美空军提出了购买1763架F-35A的计划,但到该年年中就改为1637架的计划。主要原因是该型机有些项目未完全合格拖了进度,再就是飞机的价格太高。美国空军宣布已签订了购买189架F-35A战斗机的合同,到2018年7月空军装备有120架F-35A战斗机,其中92架配属给训练部队。

一、美国空军空中力量

美国空军B-2“幽灵”战略轰炸机

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美国空军B-21战略轰炸机

目前美国空军装备的C-130J军用运输机是C-130“大力神”的改进型,到2018年6月空军已列装115架,另有35架也已签订购买合同。美空军计划装备300-320架C-130J军用运输机(包括运输机、救生运输机和武装运输机)。

美国为了达到其全球霸权的目的,特别注重发展运输机、空中加油机和预警机。例如,美国空中力量的空中加油机就有512架(全世界总数为692架),是空中加油机总数的四分之三。战斗机有2830架,仅比俄罗斯和中国的总和少一点点,占战斗机总数的19%。武装直升机和运输直升机有5430架,比俄罗斯和中国总和还多得多。

空军计划在2019-2029年间用新型的HH-60W搜索救援直升机替换HH-60G“”。目前已有9架HH-60W搜索救援直升机在部队进行试用试飞。

美国空军第五代隐形战斗机F-22“猛禽”。目前空军装备有160架具备作战能力的F-22战斗机。另外,F-22战斗机可携带113公斤的GBU-39/B小口径激光制导炸弹,具备实施空中打击的能力。

尽管美国军用航空无可争辩地是当今世界最强大的,但也存在一些问题。首先就是军机的老龄化,美国空军的军机平均寿命都在27年以上,需要增加国防预算进行现代化改装。但由于财政预算的紧缩,改装的期限在不断延长。部队的年均飞行时间和战备能力与冷战时期相比有所下降,飞机和直升机的总数也在减少。

美空军用于飞行学员初级飞行训练的教练机有澳大利亚的DA40教练机、比奇T-6A教练机和UH-1H教练直升机。

CH-47F直升机

美国空军F-15X战斗机

1. 美国空军战略轰炸机

美国空军KC-46A“飞马座”空中加油机

C-17运输机

美国空军装备有222架C-17“环球霸王Ⅲ”运输机,计划逐步实施改装,使其服役到2040年。

U-2S高空侦察机

F-22“猛禽”战斗机

美国空军CH-47F“支奴干”直升机

下面是2017财年和2016财年国防预算所能购买的飞行器数量的比较。F-35战斗机63架、AH-64E“阿帕奇”武装直升机52架、KC-46A空中加油机15架、P-8A“海神”反潜巡逻机、E-2D“先进鹰眼”预警机6架、C/HC/MC-130J“超级大力神”运输机14架、V-22“鱼鹰”倾转旋翼机16架CH-47F“支奴干”运输直升机22架、CH-53K“种马王”2架、UH-60“黑鹰”运输直升机36架、无人侦察机“”2架。另外,还购买了F/A-18E/F舰载机。

美国空军运输航空兵装备有52架改进型的C-5M“银河”运输机,可服役到2030年。2016-2018年美空军为所有的C-5M运输机进行了改装,采用了更经济的CF6-80C2双函道涡轮喷气发动机(比以前的F138-GE-100发动机提高了22%的推力)、更换导航设备、安装了新的“玻璃”座舱。整个改装费用为60.08亿美元,平均一架的改装费用为1.17亿美元。

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美国政治观察家认为,美国要为这种作战组成的扩编每年要增加180亿美元的国防预算,美国国会和总统是不会支持的。

AC-130J武装运输机

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