作为前苏联重要遗产继承者的乌克兰,安东诺夫航空科学技术联合体(原安东诺夫设计局)位于乌克兰首都基辅市的西部市郊,该联合体是作为前苏联时代各型固定翼货物运输飞机、军用运输飞机和宽体飞机的设计、研发、生产基地,研发出了安-124系列大型与安-225型这种世界上超大型喷气式固定翼运输机。
安-225运输机(地表静置)与暴风雪号航天飞机(机体上部)
苏联解体后乃至今天,安东诺夫航空科学技术联合体,在各型民用固定翼航空货物运输飞机与各型军用固定翼航空运输机还有喷气式支线客机领域,都占有一席之地。作为其家族里较新成员的安-148系列与安-178型,它的诞生可谓是承担了家族新的期望与昔日家族的荣光。
从安-148型开始谈起
安-178型算是安-148型的孙子辈和安-158型的儿子辈型,这三型飞机属于一脉传承型号。安-148型喷气式支线客机,其立项与研发历史最早可以追寻到1990年,项目旨在将安-74型极地货物运输机改为客机,顺便将货改客的安-74型在之后几年,陆续替换当时苏东阵营和一些亲苏的第三世界国家,所装备的图-154型喷气式支线客机以及安-140型涡轮螺旋桨中途支线客机,但由于后来1991年苏联解体后乌克兰动荡的环境与恶劣的经济,导致项目曾经一度陷入停摆状态。
安-74型极地货物运输机
进入新世纪后的2001年,项目改名为了安-148型赋予绰号“燕子”。2002年开始安东诺夫航空科学技术联合体开始制造原型机,2003年11月下旬时安东诺夫航空科学技术联合体总设计师巴拉布耶夫表示俄罗斯缩写,按照计划事件表格,将于2004年5月进行安-148型客机原型机首飞工作,但首飞时间有所推迟,延迟7个月后到了2004年12月17日,首架安-148型客机的原型机才成功首飞。2005年4月第二架原型机开始测试,两架原型机共计飞行约为600小时,2007年2月26日年获得俄罗斯联邦航空运输署和乌克兰国家航空管理局飞行适航认证,2009年6月2日开始进行首次商业航班飞行中创网,第一批生产型安-148喷气式支线客机,于2009年6月28日量产下线交付。
高丽航空所购进的安-148-100B型该型是2012年购买由乌克兰安东诺夫航空科学技术联合体负责生产总装
安-148型系列客机整体是由俄罗斯沃罗涅日飞机制造股份公司 缩写VASO(值得注意的是该企业也是隶属于伊留申航空联合股份公司领导伊尔-112V运输机就是由VASO负责生产)和乌克兰阿维安特航空厂联合生产,不过沃罗涅日飞机制造股份公司提供该系列客机70%零部件生产供应工作和总装工作,乌克兰负责剩下30%零部件生产工作和总装工作,该系列一共制造了47架,单价在2500万美元左右,非常适合很多第三国家以及装备有前苏联生产的支线客机国家采购,以及一些前苏联加盟共和国使用,用以替代安-24、图-154以及雅克-42和安-140型等机型。
2017年6月俄罗斯宣布在未来十余个月当中,准备接收完毕最后两架由沃罗涅日飞机制造股份有限公司,生产总装的安-148-100E型增程型支线客机后将退出该项目,2018年10月18日最后一架安-148-100E在沃罗涅日飞机制造股份公司首飞成功。
俄罗斯制造的最后一架安-148-100E型
从技术上看安-148型是继承了安-74型的机身,机翼基本上是重新设计,涡扇发动机也改变了安装位置。气动布局上来讲,安-148型虽然是支线客机,但毕竟是安-74型货物运输机,改进而来产品,依然是采用了上单翼+T型尾翼设计,这种上单翼设计可以提高飞机航行稳定性,T型尾翼可以减少气流干扰,此外T型尾翼布置的位置较高,在运输机设计上也便于在机尾布置货舱舱门。
安-148型原型机
庞大的安-148家族
安-148型喷气式支线客机是属于一个家族系列产品,主要有基本型安-148-100B型,该型客机长约;29.13米 翼展;28.91米 机体高度;8.19米。巡航速度;870公里,经济巡航速度;820公里,可实现载客68-80名乘客,最大起飞重量在39.6吨,最大航程3600公里(870公里最大巡航速度)最小航程2100公里(820公里经济巡航速度)。
安-148-100B型
该型机除了在俄罗斯萨拉托夫航空公司使用外,古巴航空也有采购,2018年2月11日萨拉托夫航空公司一架编号703号安-148-100B型喷气式支线客机从俄罗斯多莫杰多沃机场起飞,目的地是俄罗斯奥伦堡州奥尔斯克机场,但是该机在莫斯科州拉面斯科耶地区发生坠毁机上71名乘客与机组全员遇难,为此古巴航空部门以及俄罗斯航空部门勒令该机停飞。
安-148-100B型喷气式客机703号坠毁前的照片资料
除此之外还有,短程经济型安-148-100A型,该型机在外观上与基本型安-148-100B差距不大主要是航程和载客有所减少,只能实现2200公里最大航程和搭载75名乘客。
增程型安-148-100E型,该型是属于安-148家族增程型号可实现5100公里最大航程,也同短程经济型一样只能搭载75名乘客。
俄罗斯安-148-100E增程型喷气式支线客机
远程型安-148-100E1型,该型在安-148-100E型基础上增加了头等舱和商务舱,采用三级客舱设计,载客依然是75名乘客,但最大航程实现了7000公里。
公务型安-148-100E2型,该型相较于基本型只有10-30名乘客客舱舱段,另外在行李舱内追加了油箱设计,使得该机可以实现8700公里最大航程,该机属于安-148型第二架原型机改进而来产品,由俄罗斯克拉斯诺亚尔斯航空公司使用。
安-48-100E型座舱
加长型安-148-200型,该型主要是追加了拉长了后机身约2.20米和前机身3.03米,从原有安-148-100B型的29.13米,增加到了34.36米,机高从安-148-100B型8.19米增加到了8.60米,翼展不变依然是28.91米,可搭载100名乘客。该型机还有安-148-200A型和安-148-200B型这两型主要是航程不同,200A型3000公里,200B型4500公里
邮包货运型安-148-100C型,该型属于小型包裹运输型,从货舱两侧舱门与货舱地板处舱门装货卸货,商务运载货物重量达10吨左右。
货物运输型安-148-100C2型,该型属于货物运输型,货舱地板配备有滑动轨道,可搭载集装箱货物,并且后机身左侧设有货舱舱门。
货物运输型安-148-100T型,该型与安-148-100C2型最大的区别在于采用了货舱尾舱舱门,配备的是跳板式尾舱舱门俄罗斯缩写,便于上下装卸货物。
安-148-100E型交付后近距离特写
踩着安-148-200型进一步发展的安-158型
就在安-148系列量产后的一年之后,乌克兰开始了安-148系列后续机型研发,最终选定了以安-148-200型加长型为基础研发安-158型。2007年开始研发,2010年4月28日首飞,可实现搭载97-99名乘员,巡航速度850公里,航程2500公里最大航程3100公里,售价2500-3000万美元不等。
安-158型喷气式支线客机
该机相较于安-148-200型技术差别,主要进行了T型尾翼修型处理,使之减少了气动阻力,根据安东诺夫安东诺夫航空科学技术联合体总设计师基瓦宣称,修型后的T型尾翼可以在原有安-148-200型基础上,提高10-17%的燃油效率,这对于提升航程,减少油耗以及经济性无疑有着积极作用。另外基于成熟产品的安-148-200型研发的安-158型可以规避技术风险、减少研发周期以及控制节约节省研发成本等优势。
另外在2010年7月19日“范堡罗-2010”航展,安-158原型机也参与了此次航展,试图寻找潜在的客户,并且也在此次航展上进行了起降和飞行。对外销售上安-158型喷气式支线客机,古巴航空在2013年4月开始接收第一批共三架安-158型,在2014年时又接收了后三架。
2010年范堡罗航空展上的安-158型
第三阶段进化的安-178型
就在安-158型首飞和参加范堡罗航展的2010年,乌克兰安东诺夫航空科学技术联合体决定一鼓作气趁热打铁,继续发掘该机型后续的潜力,争取开发出军用运输机以乌克兰所装备的替代安-32和安-26型运输机,并且打开外国市场,寻求那些装备有安-12型军用运输机的第三世界国家,希望从这些国家身上找到销路。
于是2011年8月安东诺夫航空科学技术联合体和伏尔加第聂伯集团共同决定研发安-178型,同年12月28日决定除了商用安-178型货物运输机外,也打算开发军用运输机,2013-2014年原型机开始制造和总装,2015年4月16日在一片簇拥与记者闪光灯照射下,安-178型军用运输机原型机缓缓出厂,并于同年5月7日进行了首次试飞。
下线后的安-178型原型机
变与不变;安-158与安-178的不同之处
相比较安-158型,安-178型毕竟也有军用型号,整体气动布局没有大幅度更改,依然是采用了悬臂式后掠直线型上单翼,但毕竟是军用运输机也做了相应改进设计,以此来适应前线战场环境和野战机场跑道与尽可能多的,提高货舱容积搭载更多的军事装备,在复合材料方面的使用,安-178型复合材料运用高达30%这样能更好减少机体重量提高载荷,减少油耗并且提高航程,另外相比安-158型喷气式支线客机,安-178型主要的改进,其实有大致三到四个方面。
1、增高T型尾翼高度。T型尾翼是运输机上最为常用的设计,除了可以减少气流干扰外,水平尾翼布置与集成在垂直尾翼翼尖上,留出空间便于安装跳板式货舱舱门使得运输机,使得运输机更能适应前线战场上的运输作业任务,提高装备货物装卸速度与效率。由于安-178型有军用运输机型号,为了照顾跳板式为舱门,只能在原有高度T型尾翼基础上做增高调整。
货舱尾部的跳板式舱门特写和涡轮燃气发动机尾喷口(APU)
2、新追加的背鳍。安-178型原型机在将原安-148-200型喷气式支线客机的客舱座椅,全部拆除后,留下了空旷的空间作为货舱,但原有一部分电气化管路与线路,也会占据货舱宝贵的空间,为此安东诺夫航空科学技术联合体,决定重新设计管路与线路走向,改为追加背鳍将管路和线路从机脊上走,而背鳍就是保护这些线路和管路。除此之外这条背鳍还增加了机身后部侧向投影面积,从而使机身侧力重心向机身后部转移,飞行中起到了提高航向稳定性作用。
明显可见后机身上部黑色长条状物体就是背鳍
3、雷达罩变化。相比安-148-200型喷气式支线客机,安-178型在雷达方面也有变化,比起客机气象雷达,军用运输机的机载雷达相比客机的气象雷达,有更多战术性能方面要求,所以雷达天线的变化,也使得雷达罩也有所变化,变得更尖锐一些。
安-178型原型机的雷达罩
4、重新设计的起落架。从双排机轮起落架改为了单排,这种改进并不是单纯去掉一部分,而是每个机轮也安装了独立的减(避)震装置与起落架相连,起落架在于机体相连,这种设计可以很好的减少并抵抗降落时冲击力,更能适应野战机场上恶劣的战场环境。
沿用安-148系列和安-158型共同的D-436系列动力系统
安-178型原型机和量产型,在动力系统方面选用了素有“动力沙皇”美誉乌克兰马达西奇公司旗下的D-436-148型(原型机)和D-436-148FM型(量产型)大涵道比中推涡扇发动机。该型发动机最初型号是伊夫琴科-进步设计局于1980年基于D-36型大涵道比涡扇发动机改进研发的D-436型发动机,1985年D-436型大涵道比中推涡扇发动机原型机试车,1987年正式定型。该系列发动机采用钛合金风扇叶片设计,外加凯夫纤维等复合材料制成发动机外壳,三转子和7级压气机与3级涡轮结构。
三转子设计可以提高涵道比进而降低油耗,使得飞机航程上尽可能提高,而这背后技术原理通俗来说,涵道比提高会促成涡轮前燃气温度提高,压气机压缩比降低,总增压比提高,所以耗油会降低。
三转子大涵道比涡扇发动机示意结构图以英国罗罗旗下RB211为例
D-436型发动机是系列产品,其中D-436型最大推力7.65吨(75.02千牛),除了安-148系列和安-158型采用D-346-148型外,别-200型水上飞机和图-334型也有使用,分别是D-436-T1型(图-334)和D-435-TP(别-200型)。
D-436型大涵道比中推涡扇发动机
D-436-148型是基于D-436-T1型改进而来,主要的改进是降低了推力使得原有7.65吨(75.02千牛)改为了6.8吨(67千牛)以便获取更久的寿命,另外也是属于针对安-148系列喷气式支线客机定制产品,2004年4月15日D-436-148型开始在高空台进行试验,2004年12月17日随着安-148型原型机开始首飞试验,2005年D-436-148型大涵道比中推涡扇发动机,进入了商业化生产阶段,
D-436-148型
除了安-178型原型机采用D-436-148型大涵道比中推涡扇发动机外,量产型号后的安-178型主要换装了提升最大推力的D-436-148FM型,该型发动机最大推力8.6吨(85千牛)。
D-436-148FM型
数字式综合航电系统与数字电传设计
早在安-124系列时,安东诺夫设计局就在安-124运输机上使用了数字电传设计,数字电传通俗来说,就是将飞机襟翼、副翼以及方向舵等各种气动控制舵面上的机械液压操纵装置,换为了电动装置。这种设计可以减少水平尾翼配平角度,降低配平阻力,使得飞机操纵性更好,可以提高运输机操纵灵敏度以及可靠性。
除此之外,安-178型运输机还继承了安-158和安-148-200型数字化综合航空电子系统,整机采用5块液晶下视显示器但陀螺地平仪则还是传统机械式,但是安-178型并没有学A-400M型运输机采用时髦的平视显示器(HUD)。下式液晶显示器主要显示,分布式大气数据传感器、空速、攻(仰)角信息、导航、燃油信息以及飞机状态信息等。整个座舱采用蓝绿色设计,这种颜色可以起到很好的耐脏效果,蓝绿色作为座舱主要色调,这种设计理念自苏联时代就有了,也一定程度上起到了缓解飞行员眼疲劳效果。
安-178型玻璃化座舱
安-178型技术性能与使用国家
作为安-158型基础上改进研发生产的安-178型,在运输方面最大可实现18-23吨运输能力,巡航速度可达800公里经济巡航速度和825公里最大巡航速度,最大航程约为4000-5000公里。
货舱长约12米,宽约2.44米,高约2.75米。可实现单次运输80-90名全副武装步兵,也可实现单次运输2辆卡车与3辆吉普车,整机在运送18-23吨期间最大航程可达1000公里,以10吨和5吨正常值与最小运输重量时,可实现4000-4700公里,由此可见最大航程是与运输货物重量息息相关。
安-178与军用吉普车
由于克里米亚危机,量产型号的安-178型主要的70%零部件乌克兰无法自产,因为本来就是基于安-148-200型发展而来的安-158型,再从安-158型发展而来的安-178型整机零件几乎就是安-148系列通用。而根据早前俄乌安-148系列量产总装分工来看俄罗斯提供70%整机零部件,这样一来和俄罗斯闹翻脸的乌克兰也无法独自一人完成安-178型量产工作,所以乌克兰安东诺夫航空科学技术联合体,无法独自完成该机型量产工作。
安-178型寻求美国方面作为零部件替代者才得以保证量产继续
后续乌克兰安东诺夫航空科学技术联合体,寻找了美国供应商作为俄罗斯沃罗涅日飞机制造厂的零部件替代者,才得有继续推进安-178型运输机的量产工作。2020年7月安-178型首架量产型正式下线,至于后期能否按照合约为阿塞拜疆丝路航空公司生产交付10架商用型号安-178型也只能继续观察,另外在2020年12月底时,乌克兰空军也签订了首批3架量产型号的军用运输型的安-178型运输机采购协议。
量产首架安-178型
安-178型背后的研发逻辑
从以上信息不难看出乌克兰研发安-178型主要是为了开拓国际市场,寻求那些列装安-12型等型号的涡轮螺旋桨固定翼军用运输机的老客户,以此来保证安东诺夫航空科学技术联合体在国际市场上竞争力,另一方面利用量产后的安-178型,替代自身列装的安-26和安-32型,以此保证自身空军战略机动运输与投送能力。
另外从经济和人才储备情况看,安东诺夫航空科学技术联合体基于安-148-200型和安-158基础上研发安-178型是基于自身情况而来,成熟的技术可以规避很多技术风险和控制研发成本以及缩短研发周期,这对于人才流失和经济不佳的乌克兰十分有帮助,但近几年乌克兰内部危机与外部环境,使得人才队伍流失和经济状况更加雪上加霜,未来能否继续推进该型运输机的生产交付仍然取决于乌克兰内部是否稳定与经济能否走向正轨。