[原创]C17、Y20、IL76的几个比拼之1:机身截面设计

C17、Y20、IL76拿来比拼似乎有点不大公平,毕竟IL76是苏联70年代的东西,而C17虽然是20多年前的东西,但却是迄今为止美畜最先进的大型运输机,而Y20代表21世纪10甚至20年代中国最先进的大型运输机。但从工业门类最齐全的三家鹰兔熊的运输机当家花旦的地位(熊家最起码目前无法生产比IL76或者IL476更先进的大型运输机,历史上苏联搞C17斯基的IL106随着苏联解体完蛋了,不知道哪位大神能介绍一下IL106和AN170,据说后者就是AN70的放大、苏联时期竞争败给了IL106,也是中国Y20的方案来源)来看,确实有可比性。所以来比比。这里先讲机身截面设计。

军用运输机的最主要用途就是执行空运任务,投送运载各种军事装备和人员,因此,军用运输机就是围绕着货舱来进行设计的,尤其是那种200吨级的大型运输机,更是要足够宽敞高的货舱来运送大件。而货舱尺寸或者宽度则由于地板宽度来决定。由于空气动力学的要求,飞机机身截面是圆形或者圆形的改进型号,而货舱截面是矩形或者方形,如此内接圆的矩形方形,必然有一些机身截面空间是没法利用的,是属于“浪费”掉的。那么如果合理的机身截面形状设计,必然可以大大减少“浪费”。

先看,IL76的机身横截面形状为传统的圆形,在设计和制造工艺上难度较低,但在机身货舱内空间的利用率不高。这个非常明显,只要学过初中几何的都知道,矩形或方形的货舱内接圆形的机身截面,货舱和机身截面之间自然有大量的侧边和上下边空隙。而对于想要获得较宽的货舱,必须地板更加靠近直径,如此不仅货舱高度降低,而且地板和圆截面之间的底部空隙也增加,那个地方空间基本上没法放什么东西(Y8早期型号是放软油箱,但考虑到那里一旦出问题就起火殃及人员,所以在气密性运人员的Y8C上,就取消了那个软油箱,导致Y8C航程极大降低),等于是浪费掉。所以为了这个地方少浪费,IL76设计成了3.45x3.45的高宽货舱,3.45的高度可以勉强隔层,当然上一层的空间就非常低矮了,毛子就隔层过,下层放武器,上层做人。。。。这样的圆形截面,要想获得足够货舱高宽就得加大机身直径,增加自身重量。

再看,C17的机身截面,不是传统圆形,而是变成压扁的圆形,不仅机身底部从原来圆弧更接近直线,而且在整个截面周长不变的情况下(也就是重量不增加的情况下),横向变得更加长了——类似椭圆的长直径方向,如此就能获得足够的宽度——C17的5.49的货舱宽度就是这样来的,当然竖向高度方向有降低,但这不是问题,毕竟接近矩形的货舱,高度往往低于宽度,而且内接矩形和椭圆之间的上下空隙更少了,空间浪费较少。可见,C17通过压扁圆的设计方案,大大提升了机身货舱的利用率,减少了“浪费”,而且获得足够非常宽的货舱,大件适应性远强于IL76。当然这样压扁圆的设计远比圆形来的困难,尤其是在20多年前数控机床还没成熟的时代,当然对于今天高精度的数控机床而言,这显然不是什么难事。

C17、Y20、IL76的几个比拼之1:机身截面设计

再看Y20,机身截面给A400M类似,大约都是顶部圆型,两侧的圆弧比较特别,经过变化从圆过渡到接近平直底边形状,如此跟地板之间的空隙较小,底部这块的浪费少。如此,可以做到在最小机身截面尺寸(重量)的前提下,尽可能地获得更多的货舱横截面高和宽,进而获得更高的货舱空间利用率和大型装备装载适应能力。但是这样的设计,往往是更加适合高宽相当的货舱截面形式,毕竟侧边的圆弧需要逐渐过渡到底边的接近直线的弧线,这个过渡需要相对较多长度,如此比较适合高度和宽度接近的近方形货舱截面,如A400M就是3.9x3.9。如果作为150吨级别、载重在40-50吨的战役战术一体运输机,那是非常合适的,毕竟高宽都是4米或者4米出头左右,足够胜任了。但如果作为200多吨的战役级别运输机,甚至带有战略性质的战役运输机,那就显得不够了,毕竟为了运送更多陆军装备,要考虑到两排并列,那就需要5米以上甚至接近6米的宽度,但高度又没必要那么大,仅需4米出头就够了。那么这样一来就需要采用类似C17的那种扁圆形比较合适。

总结,如果作为战役级别甚至带有战略运输机特性,那么截面形状的设计,无疑是C17强于Y20,而Y20强于IL76。

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