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中国超重型运输机即将亮相?上单翼,双垂尾,造型类似于AN-225的机型被翻了出来

中国超重型运输机即将亮相?上单翼,双垂尾,造型类似于AN-225的机型被翻了出来!这两天社交媒体X上正在热议中国的超重型运输机。

事情是这样的,10月6日,一个关注中国军事动态的ID找到了两份专利,专利权人是中国人民解放军海军工程学院(现海军航空大学),一份是一种战略大飞机的气动布局,另一份是一种上翻式舱门支撑结构。

其中“战略大飞机”的专利上还写着Y-40!这不就是下一代运输机的型号?到底是不是,我们先来分析一番。

大飞机的气动布局部分,其设计目的是:

“针对传统战略大型飞机升阻比偏低的问题,设计一套全新的整机气动外形方案”,专利方案在5个方面优化了增加升阻比的问题:

一是宽体机身设计
二是带翼尖小翼的大展弦比机翼
三是升力平尾
四是双立尾外倾布局
五是涡扇发动机吊挂在机翼下方

大致总结下就是上单翼、机翼下吊发动机、外倾双垂尾 + 升力平尾,宽体机身,机翼末端带有翼尖小翼。

与升阻比相关的主要有大展弦比机翼 + 翼尖小翼和升力平尾两个:

大展弦比增加升阻比,翼尖小翼降低诱导阻力;升力平尾是将尾翼也作为升力的来源,改善尾部升力,增加整体升阻比。

另一个专利是上翻式舱门制程结构,这种结构对应的就是直通式货舱结构,超大件货物可以直接从机头打开的货舱口直接进入,避免在尾部进入时有一个太高后回转半径影响超长超大件最大尺寸装载。

整体上看起来就是一个AN-225的翻版,除了降低诱导阻力的翼梢小翼与垂尾外倾以及发动机数量上有些差异外,其他就外观上还真看不出两者到底有啥区别。

宽大的机体背部与升力平尾,额外提供了一个超大型机体外部运输平台,安-225当年这样设计是考虑暴风雪航天飞机的运输。

升力平尾H型垂尾的目的是避开背驮式运输时在航天飞机尾部会形成非常强的紊流,会直接冲刷、遮蔽原来的单垂尾,导致垂尾方向安定效率暴跌,飞机极易出现方向失稳侧滑、难以控制。

所以在设计安-225时直接就考虑了这个问题,将垂尾从中间搬到了两侧,并且还有宽大的升力平尾隔开,航天飞机不再影响垂尾安定效率。

波音的N905NA是改装运输航天飞机的,原来的垂尾并没有拆除,但其特别在水平尾翼两侧各增加了一片小型垂直端板,其操作就是代替垂尾的作用。

现在美俄的航天飞机早就退役,也就没有了航天飞机的运输需求,那么问题来了,这套几乎为航天飞机定制的气动设计,还有必要出现在新一代运输机上吗?

答案是不必要!因为有两套垂尾,所以结构设计上要比单垂尾更复杂,比如就有以下这几个非常明显的缺点:

一是两套独立垂尾舵面、两套液压作动系统,结构重量更大、控制系统更复杂;
二是在同等总安定面面积下,H 型双垂尾的寄生阻力略高于单垂尾;
三是平尾根部要承受两个垂尾的集中弯矩,平尾结构需要额外加强,进一步增重。

从结构上来看这并非必要,当然优点还是有的,比如单发失效时航向控制更好,垂尾高度降低,机库也能低不少,两者是如何取舍的呢?你看现在的大型运输机,升力平尾+双垂尾的设计有几款?如果没有的话,这就表示这个设计并不是最优设计,或者是在安全与成本之间的取舍后被抛弃了。

如果中国未来有超大件的机体外部运输需求的话,很明显这个设计是有必要的,毕竟改装的成本很高,如果能在设计中考虑这个问题当然是最好,那么问题来了,中国未来的超重型运输机会运输航天飞机吗?

答案应该是没有!因为航天飞机这种装备已经明确不适合空天运输,未来可能有几种主流的太空运输方式,比如大型火箭,类似星舰的那种,还有电磁轨道发射方式,也有空天飞机或者二级入轨空天飞机模式。

这几种似乎都用不上这种超大件运输,比如空天飞机能自行在机场水平起飞,在大气层内就像普通飞机一样。而二级入轨空天飞机是搭载在一架经过特殊设计的高超音速母机上,如果在返回降落后要转场的话请母机再次搭载飞行返回即可。而星舰这类飞行器没必要空运,电磁轨道发射也是类似情况,空运还不如发射场附近组装。

未来可能不太用得上这类运输机,那么未来的超大型运输机明显不会选择这种模式!比较大的可能是上单翼 + T 型单高平尾 + 翼下吊发动机,延续运-20成熟的工程路线,放大尺寸、升级发动机,优先保证可靠性、野战起降、空投能力,这套成熟方案风险最低。

飞翼型运输机的性能不错,比如气动效率高,省油、航程大、内部货舱空间巨大、天然具备低可探测潜力等优势,但是这种飞翼运输机空投难度很大,低速下控制也是大问题,这种先进构型的运输机可能会作为下下代的运输机,短期内只能看看性能数据!

所以我们判断,这架标着Y-40的运输机,暂时应该不会成为下一代运输机!