軍用運輸機的生存力和航電系統

戰傷容損／生存性

與民用飛機不同，軍用運輸機都是在盡可能靠近戰場的空域甚至是深入戰火連天的危險境地執行軍事空運、空降任務的，所面臨的危險程度遠非民用飛機可比!面對著各種敵方火力的威脅，軍用運輸機在生存能力方面的要求遠比民用客機高(生存力是指飛機在執行任務時，躲避或承受敵對威脅的能力)。生存力直接關系到軍用運輸機的戰備完好性、出動架次和完成任務的成功率。

軍用運輸機尺寸大、雷達反射截面積大、紅外輻射特征明顯、機動能力差、飛行速度相對較低，受到威脅和攻擊時不易躲避脫離，通常也沒有自衛反擊的手段，因此執行軍事空運任務時易被敵方發現并遭受敵方各種火力的襲擊與威脅。大型軍用運輸機裝載價值不菲的武器裝備，再加上飛機本身的價值，特別是滿載著數百人的部隊或其他軍事人員時，如果遭到攻擊，造成的損失是很大的。因此軍用運輸機都采用了飛控系統多余度設計、油箱自封，隔離技術、抗損毀技術、快速裝卸技術以及部分自衛技術等，盡可能地提高運輸機的生存能力。在前蘇聯時期，他們的軍用運輸機如“安-12”、“伊爾-76”都喜歡在尾后設置自衛用機炮，但后來發現這種措施實際上起不到什么作用，于是后來便不再采用。為了保證安全，軍用運輸機通常應用的防衛輔助設備有雷達告警接收機、導彈告警接收機、激光告警接收機、金屬箔條和紅外干擾彈散布器、直接能量紅外對抗手段、主動電子干擾和牽引式雷達誘餌。

除了專門的防衛系統外，現代軍用運輸機還采用其他措施以保證它在戰場上的生存性。如駕駛艙的風擋有相當的防彈性能、駕駛艙座椅及周圍區域加裝裝甲；惰性氣體系統能夠將油箱里的空氣釋放出來，用不可燃的惰性氣體置換，減少發生火災的概率；飛控系統按照損傷容限要求進行多余度設計，電纜鋪設最大限度做到系統隔離；航電設備放置在不易受損的地方以降低易損性；輔助動力裝置能在所有飛行高度上啟動和運行，為飛機提供應急動力。

越南戰爭后，美國人提出了綜合各類因素、對各種提高生存能力的措施進行系統集成的“易毀性分析”概念。而C-17是最先受益于易毀性分析技術的運輸機。其機體的任何一個部位都可以承受以600米，秒的速度擊中飛機的12.7毫米穿甲燃燒彈。易毀性分析直接影響了設計。成本與維護性考慮促使設計者將多條控制電路和流體管道聯結一起，易毀性考慮卻導致它們相互隔離。客機的機翼蒙皮現在都是大面積的整體蒙皮，這對抗損性不利，因為整體蒙皮對流體動力沖擊(當炮彈穿透滿油箱時產生的沖擊波)的承受力較弱。而C-17的蒙皮采用的是小面積蒙皮，和桁條之間的連接與固定都考慮到了一定幅度內承受損傷的能力。

C-17裝有較完備的電子設備，2名駕駛員在座艙內并排安置，駕駛桿與四余度數字式電傳操縱系統相連，機上有一套機械式備用飛行操縱系統。一旦電傳操縱系統失靈，可人工或自動接通備用系統。此外，還有2臺大氣數據計算機，先進的數字式航空電子設備，4臺多功能彩色顯示器，2臺通用電氣公司生產的平視顯示器等。座艙還裝有裝甲，以提高生存力和可靠性。C-17的數字飛行操縱系統可彌補因機體或29片空氣動力控制表面的任何一片被損壞而造成的飛行控制能力的變化。飛機可由4套液壓系統中的任何一套進行控制。數字飛行操縱系統在4條中的2條線路被損壞后仍可進行操作。不過C-17還可以利用備用的機械系統安全著陸。所有C-17都配有導彈接近告警系統、紅外干擾儀、干擾箔條和干擾彈。整套野戰設施還包括座艙和關鍵部位重達534千克的碳化硼裝甲。在波斯尼亞執行任務時，C-17配備了“阿靈特”AAR-47導彈接近告警系統、“川克”ALE-47干擾彈投放箱和另外的附加裝甲。另外，波音公司將為C-17裝備低空飛行輔助系統和復雜地形告警系統。

航電系統

現代戰爭已無明顯的前后方之分，軍用運輸機所執行軍事空運／空降任務往往都有一定的危險性，運行環境十分復雜，駕駛員工作負荷和心理壓力相當重。因此，高效能的航空電子系統十分重要。C-130J、C-17、“安-70”、A-400M等新型軍用運輸機和經過先進技術改進的運輸機都裝備有先進的航空電子設備，如綜合顯示控制系統、數字式自動飛行控制系統、飛行管理系統、任務管理系統和飛機綜合檢測，自診斷系統等。軍用運輸機的任務有效性有賴于操縱的精確性。電傳操縱系統不僅具有足夠的精度讓駕駛員精確地操縱飛機，而且還可使駕駛員在低空機動時不必擔心“超限”，集中精力完成任務。電傳技術的應用已成為軍用運輸機飛行控制系統的必然趨勢。

新一代軍用運輸機的航電系統基本上都采用基于多路傳輸數據總線的綜合航電系統。如C-17就具有以4臺執行任務、告警、綜合無線電管理和飛行操縱的主計算機系統為核心，通過MIL-STD，1553和ARINC429數據總線聯接的航電系統。

C-17是世界上第一種采用電傳操縱系統的大型軍用運輸機。它有一個四余度數字式飛行操縱系統(DFCS)，原設計是個雙余度DFCS，后來在風洞試驗時發現了T型尾翼有不可恢復的嚴重失速上仰問題，所以改為四余度系統，并加裝了攻角限制系統(ALS)提供失速保護。ALS可限制升降舵偏角從而限制飛機的姿態，防止飛機進入不可恢復的失速狀態。DFCS由4臺GEC電子設備分公司的飛行操縱計算機(FCC)、2臺擾流板操縱，升降舵感受計算機、2臺復式大氣數據計算機、3套三軸角速度傳感器和加速度計，以及每個駕駛桿和方向舵腳蹬上的四余度傳感器構成。升降舵、方向舵、副翼、擾流板、襟翼、前緣縫翼、水平安定面和發動機等，均通過DFCS實現電傳操縱。升降舵、下方向舵、副翼和水平安定面，還設計有機械操縱的備份。飛機的導航系統接收和處理來自全球定位系統(GPS)、氣象探測雷達、雷達高度表、慣導和任務計算機的數據。導航系統數據庫除有500個主要的導航坐標位置和其它戰術數據外，還存有全球所有費爾康導航臺的資料。C-17采用Tele-phonic公司的綜合無線電管理系統管理和控制著所有的通信和導航接收機。它除管理著敵我識別器、抗干擾通信、衛星通信和雷達信標機外，還能預置20個V／UHF頻道，監控30個頻道。

實際上其他新型的軍用運輸機的航電架構和功能也基本類似，包括A-400M和“安－70”飛機都是采用基于MIL－STD－1553或者ARINC429數據總線的綜合航電系統。如“安-70”飛機，實現了以彩色陰極射線管多功能顯示器為主的座艙界面，其導航系統能夠由數字計算機通過接收輻射信號及多通道通信信號，指引飛機到達區域實施貨物與傘兵的投放任務，其中考慮了降落傘系統的特性。飛行與導航綜合設備包括滿足ARINC700要求的飛行導航數據及無線電系統傳感器，能夠在任何季節、任一時間對在全球范圍飛行的飛機實施橫向、航向和縱向的有效而標準的監測。導航計算機系統加上多功能控制面板與顯示器為航跡的編程及設置提供了依據，解決了考慮燃油流量、區域導航情況下導航優化問題，并為飛機到達場域圖(SID)和場域離場圖(STAR)時的飛行提供了飛行依據。

“安-70”的集成飛行控制系統包括自動飛行指引控制系統和人工飛行控制電傳系統，極大地提高了飛機三軸穩定性與控制特性。系統為飛機著陸(包括短距起降及所有飛行模態)的復合控制提供了優化處理。集成系統數字計算機結合大氣數據平臺(激光INS著陸系統儀表板)為飛機在ICAOCATII及IlIA條件下的安全著陸提供了保障。全彩色CRT數據顯示系統及數據處理計算機結合MIL，S-1553B數據傳輸內部總線使得系統顯示通道由6個增加到10個，控制面板由3個增加到5個，特殊任務要將機組人員由3人增加到5人。系統為機組提供飛行導航數據、工作參數、機載系統及設備的故障和失效數據，參照系信息及對顯示出來的故障與失效的處理建議，并提供音響信號。

“安-70”對起降場地的適應性要求很寬泛，為了支持飛機能適應在任何復雜情況下的起降，“安-70”上的無線電通信設備(PCO)提供了飛機地面滑跑及起降時的超高頻段指令通信、超高頻段及高頻段與地面通信以及內部通信功能。這一設備同時也提供了飛機與地面控制臺之間的自動數據交換。黑匣子用于揭示飛機失事原因，應急無線電臺標明了應急場所。CKH瞄準儀指示系統用于增加飛機接地滑跑時的準確度，以改善飛機短距起降的安全性。

MIL-S-1553B多通道信息交換系統的廣泛使用，使得“安-70”完成各種任務的機載設備容易更改和改進，可以在非國產與國產電子設備之間做出最佳組合選擇，并減少電纜的使用數目。在合成系統中，系統失效時，采用單一類型機載數字計算機及單一類型功能物理模塊，并通過程序化數字交換控制及整個設備系統的重構可以在機組成員使用飛機時極大地改善機載設備安全模式下的操作特性，包括自抑制操作系統。飛機一般設備控制系統(CYOC0)功能在于采集周邊各種設備的工作數據。控制和監控飛機系統而無需自帶數字計算機，大大加強了自動化程度，從而降低了機組人員的工作強度。機載自動測試系統與CYOC0系統聯合，實現了對設備、數據采集更全面的監控，并將監控數據處理結果以最適合機組的方式呈現在顯示系統上。

而A-400M的航電系統設計，也具有相當長遠的眼光。為了滿足今后30年作戰使用的需要，A-400M運輸機不僅在操縱系統和駕駛艙布置等方面廣泛借鑒了其他先進的大型飛機的成熟技術，而且還在通信導航設備和綜合防御系統等方面部做了考慮，力爭要成為技術先進和生存力強的新一代軍用運輸機。A。400M運輸機將完全采用電傳操縱系統，還采取了飛行包線保護措施。飛行員利用多功能交互式液晶顯示器，通過鼠標來調用各種飛行信息，下達飛行控制指令。在作戰空域中進行緊張的機動飛行時，電傳操縱系統可以防止飛機超出最大允許飛行速度、過載極限或失速迎角，從而減輕了飛行員的工作負擔，實現“無憂慮操縱”，急劇著陸時也可以控制得更加安全。

為避免飛行員與各顯示器之間的視界受到影響，油門控制桿放置在2名飛行員位置的中間。A－400M運輸機采用“玻璃化”駕駛艙，安裝有適合于夜視條件下使用的6個多功能顯示器和2個平顯，有利于執行夜間特殊作戰任務。為了確保全天候執行任務，并在靠近作戰地域進行空運和空投，A-400M運輸機采用了比較完善的通信、導航等電子設備。導航系統將包括集成在GPS中的慣性參考系統(ISR)，綜合了風切變和地形跟蹤能力的氣象雷達，無線導航裝置包括儀表著陸系統、甚高頻全向信標(VOR)、測距器(DME)、空中交通管制(ATC)接收機、自動定向儀(ADF)和戰術空中導航系統(TACAN)。2臺通信處理計算機與飛機的任務管理系統相聯結，通過標準1553B和ARINC429數據總線來交換數據。數據傳輸能夠通過HF或V／UHF波段實現，也可選擇衛星通信接收設備。

現在，不但新型號的軍用運輸機上均采用先進的綜合航電系統，而且近來對老式運輸機的升級改造也將重點放在航電系統的升級上。如美國的C-130J和我國在“運-8”基礎上研制的“運-9”等。隨著現代戰爭的復雜化程度增加。綜合航電系統在軍用運輸機上的應用將越來越普及。