A400M运输机的发展沿革 A400M运输机的设计解析

上世纪50年代服役的“大力神”运输机逐渐不适合现代战争要求，世界战术运输机市场存在巨大缺口，空客A400M看准时机，应运而生。
新老C-130同台，最新的C-130J与老式的C-130已经有了非常大的变化。自20世纪60年代起，北约各国大量装备美国C-130“大力神”战术运输机。这种四发螺旋桨运输机产量超过2000架，参加了20世纪50年代以后所有的战争，并在历次局部冲突和维和行动中起到了重要作用。经过几十年服役和不断改进的历程，C-130“大力神”作为西欧各国空军运输机的“主力机型”，到20世纪末，世界各国在60～70年代间购买的“大力神”运输机30年设计寿命将满，超过1500架飞机面临退役。
另外，C-130的机体结构基本延续50年代最初的设计尺度，载重量和宽度限制开始影响新一代陆军装甲车辆的设计和发展，严重制约装甲车防护能力提高。美国重型部队采用从瑞士“皮兰哈”改进而来的装甲平台为主力，它是在C-130性能限制下的妥协产物，装甲防护能力严重不足。美国人花费很多精力为其研制附加的增强防护组件，既便如此，其防护性能还是不如欧洲新一代“拳击手”等装甲战车系统。
新的战略需要新的运载平台，发展新一代战术运输机已刻不容缓。除去战略发展的需求，世界上接近2000架运输机需要更新的巨大市场潜力也是一块非常诱人的蛋糕。而且美国短时间内还没有更新战术运输机的打算，只是在不断改进老掉牙的C-130，这给了市场一个难得的机会。欧洲人希望再次凭借空客模式，踏入战术运输机这个传统的美国独占领域。
全新研制有很多好处，沿袭成功的空客模式，新机由多国共同投资共担风险，这样一来投资国本身就是采购国，新机锁定的目标采购数量可以被捆绑到一起，能够保证获得足够的基础生产数量。只要新机完成研发，基本就能正常生存，比美国公司单独开发的风险小很多。欧洲国多是中等发达国家，经济能力无法与美国相提并论，任何一个国家度不能在每年有限的军费中投入如此大的资金用于研发。多国合作实际上相当于整合整个欧洲的经济资源，每个国家完全能够承担各自分摊的经费。新机在欧洲制造也有很多的政治好处，其能产生大约4000亿欧元的经济辐射效应，提供超过2万5千个至少25年的工作岗位。所以，不管新一代系统会遇到什么样的麻烦和挑战，欧洲人都有信心和决心将其变为现实。 1982年，法国宇航公司、英国宇航公司、原西德MBB公司和美国洛克希德-乔治亚公司决定成立联合工作小组，共同探讨合作研制未来国际军用运输机（FIMA)的问题。起初，4家公司联合研发FIMA是准备用其替换在美国和欧洲各国军队中服役的C-130战术运输机，以及在原西德、法国空军中服役的C-160战术运输机。不过，在最开始的概念研究阶段，FIMA合作体就没有形成统一的思路。欧洲与美国之间基于自身的需求，对新型运输机提出了不同的要求。为了照顾到相关国家的不同需求，参与合作的欧、美公司界定了两种机型：FIMA-A和FIMA-B。英国和法国根据在马尔维纳斯群岛、扎伊尔的作战经验，主张研发较大的战术运输机，也就是FIMA-A方案。FIMA-A采用4台涡轮风扇发动机，可从后方基地长约915米的混凝土跑道上起飞，运载29.5吨货物，货舱横截面的宽度和高度均为3.65米，能运载“超美洲豹”直升机和自行火炮；德国人则倾向于研发较小的战术运输机，该机将采用4台涡桨发动机，最大起飞重量为80～85吨，货舱横截面的宽度和高度为3.6×3.5米，可将20吨公斤货物空运至2000公里外；美国人想研发的却是一种可在长约460米土跑道上强行起降的“超短距起降”战术运输机。
为了形成统一概念，FIMA合作体重新对FIMA进行了界定：FIMA将是一种基准型战术运输机，采用涡轮螺旋桨发动机，最大起飞重量87吨，具有空中受油能力。为了兼顾各国不同的需求，其设计方案保留具有足够的兼容性，可进一步将其更改为“重型”FIMA或“轻型”FIMA。随后，合作体一致同意了FIMA的基本设计要求。
1987年，根据与FIMA合作体共同签署的一项备忘录，意大利阿莱尼亚公司及西班牙航空制造公司也加入进来。之后，FIMA小组的工作开始一边倒地倾向于满足欧洲需要，与美国“先进技术战术运输机”概念之间的差异也越来越大。美国与欧洲各国在新机研制指导思想、性能要求上的根本差别再次凸显出来，美国参与这个项目也只是纯粹的利益关系。美国拥有配置完备、列装齐全的庞大军事空运系统，除了C-141、C-5战略运输机外，还有正在C-17“环球霸王”III战略运输机。后者既具有过去只有战略运输机才拥有的强大运载能力、远航程和更快的飞行速度，也具有中小型战术运输机的简易机场起降性能。正是基于这一点，美国人想让C-130这一级别的运输机能直接抵达更多的地区、更深入前线、更直接地介入地面作战行动，认为新研发的战术运输机换代机型必须是一种短距起落的飞机。相对而言，西欧各国的军事空运系统不但规模很小，而且都没有装备战略运输机，不能空运大型武器装备。欧洲人的当务之急就是增大军用运输机的运载能力和航程，满足其快速反应集群对空运系统的要求。为此，欧洲人确认新研发的战术运输机代换机型应是一种可兼顾战略、战术空运任务的中型运输机，这其实是一种介于C-17和C-130之间的机型，而不是美国人所希望的C-130“超短距起降版”。
1988年，FIMA合作体开始起草未来大型军用运输机的“欧洲总目标纲要”（OEST），设计要求中的“欧洲色彩”更加浓厚：与C-130战术运输机相比，FIMA的载重和航程性能更出色，机身货舱的载荷能力更大，货舱更宽、更高，巡航速度更快，舱内噪音水平更低，采用4台涡扇发动机和3人制空勤组。此外，还明确将FIMA界定为常规起落飞机，不会配置超短距起降所必须的增升装置。欧洲根据自身实际情况来研制新型运输机，不再考虑美国的需求。
1989年，美国洛克希德公司退出FIMA合作体。原FIMA合作体中的5个欧洲成员公司组成“未来大型军用运输机合作体”（Europflag），并于1991年6月在意大利罗马联合成立一家共担风险的有限责任公司，继续负责新机的研发、制造、支援及管理，FIMA也随之改称为“未来大型飞机”（FLA）。此外，该合作体还完善了欧洲未来大型军用运输机的“欧洲总目标纲要”，明确了对FLA的要求：常规气动布局，采用4台涡桨发动机，最大起飞重量110吨，最大载重量25吨，可在915米长的简易跑道上起降，航程4600公里，巡航速度740～830公里/时，货舱高3.6米，容积比C-130大60%以上，能载运除主战坦克以外绝大部分陆军武器装备，如武装直升机、步兵战车、地空导弹发射车等，并能在各种高度上进行全天候空投、空降。
1992年，比利时和土耳其先后加入Europflag合作体；1993年，合作体的七个成员国政府签订了谅解备忘录。FLA的可行性预研也于1993年第二季度如期完成，于10月转入可行性研究阶段，项目全面启动。但是，随着加入到合作体的国家越来越多，合作体成员国之间对生产任务和研发经费的分配比例产生分歧，谁都想既能多分配到一些生产任务，又想少分摊一些研发经费，严重影响了合作体所有成员国的利益，再加上欧洲各国已为“欧洲战斗机”耗费了太多的精力，FLA的研发进度大受影响，各成员国对该项目的信心也受到很大打击。英国政府首先宣布退出，英国皇家空军的C-130K最早于1966年交付使用，眼看着使用年限将满。军用运输机的采购与交付时间一般都很长，如果不马上着手解决替代机型的问题，到时皇家空军的军事空运系统将出现不小的空档。无奈之下，英国人将目光转到美国C-130J运输机的身上。不过英国政府宣布退出后，英国宇航公司仍一直坚持“自费”参与FLA项目。英国退出后，法国也随后在其多年度财政预算中取消了相关的经费预算。尽管英国和法国退出了，Europflag合作体仍坚持在1995年5月完成可行性研究，1996年开始转入预研制阶段，并制定了一套全面的规范。
1994年12月，英国订购25架C-130J战术运输机，并公开表示FLA项目如果完成可行性研究，将会考虑重新加入，并宣布其购买40～50架FLA的意向。两年后，英国政府见FLA已完成可行性研究并转入预研制阶段，实现了自己的承诺，法国也重新明确了其对合作研发、购买FLA的热情。英国和法国重回合作体后，西欧七国家共同通过了一项协议，初步明确了各自欲购买FLA的架数，总需求量确定为228架。德国人在签署协议后对俄罗斯和乌克兰联合研制的安-70大型运输机感兴趣，执意要探讨用该机作为欧洲未来大型军用运输机备选方案的问题。德国在德国总理科尔执政时期，为取得在东欧的影响力、确保德国在俄罗斯及乌克兰的利益，德国政府有意支持乌克兰研制的安-70，以作为FLA计划一旦失败的备用方案。安-70的货舱宽和高度分别达4米和4.1米，最大商载达47吨，比美国C-141“运输星”（货舱宽3.12米、货舱高2.76米）和俄罗斯伊尔-76（货舱宽3.45米、货舱高3.4米）还要大得多，这对装载大型货物极为有利。在拥有出色运载能力的同时，安-70还具备和战术运输机一样优秀的短距起降能力、接近于涡扇发动机运输机的巡航飞行速度，其采购和使用与维护成本却只相当于这类重型运输机的几分之一。与还停留在纸面上不知何时才能“飞起来”的FLA相比，安-70已完成多次试飞并于1998年8月交付俄罗斯空军开始进行飞行测试。
就在德国人为了安-70与Europflag合作体大加争吵时，意大利退出，并订购了18架C-130J战术运输机。而德国人在力推安-70时，一些国内政客们也对英国和意大利采购C-130J大加批评，认为使用美国制造的运输机在政治上站不住脚。FLA项目经历着新一轮的内证“闹剧”。德国科尔政府政治性地倾向于安-70运输机这一举动严重延误了FLA的进度。1998年，FLA终于完成了预研，开始转入正式研制阶段。此时的方案与最初方案有很大不同，有效载荷更大，相应的货舱的长、宽、高也加大了不少，航程更远，巡航飞行速度也更快。
数次“内耗”严重滞阻了FLA的进程，冲击着合作体的根基。合作体开始探寻通过一种商业化途径来研发FLA，以便在个别国家突然撤出后，该项目仍能够继续进行下去。
在经历数次风雨波折之后，欧洲空客公司成立专门的军用机部门（AMC，后于2001年12月12日正式注册成立为空客军用飞机公司），开始接管FLA项目。该公司采用空客公司的民机研发模式管理该项目，将其研发工作纳入商业化运作轨道。原合作体成员国将依各自采购的架数拥有该公司的相应股份。其中，空客公司占63.8%的股份，欧洲宇航防务集团（EADS）占25.5%的股份，土耳其、比利时、葡萄牙的三家公司各占5.1%、4.1%和1.5%的股份。空客公司坚持只有在获得足够数量的购销合同之后，才能启动FLA研制工程；并保证FLA将在合同签订后的51个月内首飞、71个月内开始交付用户。但后来空客并没有做到他们的承诺，首飞时间仍大大延期。
1999年2月，高效率运转的空客公司向原Europflag合作体各成员国正式提交了其关于“欧洲未来大型军用运输机”的投标书。在投标书中，FLA被正式命名为A400M。在这次竞标中，美国C-17战略运输机、C-130J战术运输机以及乌克兰安-70大型运输机均积极参与投标，A400M项目承负着巨大的压力。但是空客军用飞机公司信心十足，因为它手中握有“政治”和“经济”牌——原合作体各成员国或多或少都拥有空客军用飞机公司的股份；而在政治上，科索沃战争后“欧洲一体化”再次炽热熏天，善于经营的空客公司也充分利用极有利的大环境，大打“欧洲牌”，将对A400M运输机支持与否的问题“升级”成了对欧洲防务一体化的政治态度问题。最终，空客军用飞机公司击败各路竞争对手，A400M成为最后的赢家。2000年8月，欧洲七国和土耳其联合宣布，他们已经选定空客公司A400M作为欧洲未来大型军用运输机，表示要采购225架，其中比利时7架、法国50架、德国73架、意大利16架、卢森堡1架、西班牙27架、土耳其26架、英国25架。2001年3月，葡萄牙宣布其也将购买4架A400M，并要求参与相关的研发工程。
2001年巴黎航展期间，八国正式签署采购备忘录，明确各国将要购买A400M的架数，但采购数量减少为196架：德国73架、法国50架、西班牙27架、英国25架、土耳其10架、比利时7架、葡萄牙3架、卢森堡1架。虽然这次签署的采购数量减少了29架，但总数仍超过了180架——这是空客军用飞机公司认为启动A400M运输机实质性研发工程所需的最低订购架数。
2003年5月27日，欧洲防御采购局（OCCAR）为七个FLA项目启动国与空客军用飞机公司在德国波恩正式签署180架A400M军用运输机的采购合同，单价8000万欧元（以当时汇率约价值8500万美元），总价值达200亿欧元，这是欧洲有史以来最大的军事订单之一。根据合同，各国采购数量为德国60架，法国50架，西班牙27架，英国25架，土耳其10架，比利时7架，卢森堡1架。 这一合同的签署标志着从“未来国际军用运输机”(FIMA）一直到“未来大型飞机”（FLA)，欧洲未来大型运输机在经历了长达21年的曲折坎坷之后，终于迎来了迟到的春天。
2005年1月初，A400M项目七个欧洲发起国的代表、政府官员和空客公司军机项目的高级主管们一起在空客德国公司的工厂举行庆祝仪式，见证了第一个下机身框架的加工，这标志着该项目开始进入主要机身部件生产阶段。该部件位于机身中段，长5.4米，从一块铝板加工出来。共有18个这样的隔框支撑地板和主要机身结构。加工过程从一个两吨多重的原材料开始，最终完成的隔框重量只有25公斤。加工之后的废料将百分之百得到回收。A400M的项目管理与过去军用运输机研发生产的管理模式不同，其研制与生产大量汲取过去在民用大型客机上各种成熟的实践经验。在A400M项目的研发生产管理中，最大的特点是首创性地采用了“边设计边制造”和“首架即为量产型”的模式。而在2005年1月开始制造的首个下机身框架即是“先设计完成先制造”的首个部件，当时还有很多其他部件的设计并未完成，只在具体设计完成后再陆续投入生产。这充分体现了空客在CAO/CAM计算机辅助设计与制造的先进水平和精湛的加工工艺水准。根据研制计划，A400M第一架飞机即是量产型，在首飞后18个月直接交付给客户，这在大型飞机的研制史上还是首次。过去，世界各国在研制新机时往往都是先制造数架原型机作为测试之用，待完善之后才正式投产经过改进的量产型。这样虽然稳当，但无论是在研制成本还是研发周期上都耗费颇多。空客公司依靠几十年来在民用大型客机方面所积淀的深厚功底，在A400M项目上大胆采用不制造原型机，首架飞机即为生产型的模式，虽然风险很高，但也为空客省出大量的研发成本和时间。
按计划分工，法国玛特拉宇航公司将研制A400M的玻璃座舱和飞控系统，生产机冀的中心冀盒、机身的机头段和发动机短舱；英国宇航公司负责机冀的外翼盒，德国戴姆勒-克莱斯勒宇航公司负责中机身后段和垂直安定面；西班牙飞机公司承担总装。另外，意大利阿利塔莱娅公司负责后机身和货运系统，比利时弗莱贝尔集团生产机翼前缘和襟冀，土耳其宇航工业公司制造中机身前段和起落架舱、舱门和升降舵。　除了欧洲国家参与A400M项目，空客公司还积极争取欧洲以外的国家也加入到该项目中来。2005年4月，南非政府与空客签署加入A400M运输机研制与制造项目的意向书，成为首个A400M项目的非欧洲参与国。作为A400M项目合作伙伴，南非丹尼尔航空公司负责机身上部壳体和碳素复合材料机翼-机身整流蒙皮的制造，由南非制造的第一组机身上部壳体（机身顶部部分蒙皮）于2006年6月8日开始交付。南非空军计划采购8～14架，交付时间为2010～2014年，价值8.37亿欧元。同年，马来西亚和智利也宣布购买A400M，分别签订4架和3架的采购合同。 首架空中客车A400M军用运输机于2009年12月11日在西班牙塞维利亚成功完成首飞。这架生产序列号为MSN 1的A400M飞机于西班牙当地时间10点15分从塞维利亚机场起飞，经过3小时47分的飞行，于当地时间14点02分（格林威治时间13点02分）返回塞维利亚并成功着陆。
由空中客车公司军用运输机首席试飞员Edward Strongman担任机长。副驾驶由43岁的试验试飞员Nacho Lombo担任。飞机上还有4名工程师：高级试飞工程师Jean-Philippe Cottet（43岁），负责动力装置；高级试飞工程师Eric Isorce（52岁），负责系统和性能；高级试飞工程师Didier Ronceray（54岁），负责飞机的操纵性能；试飞工程师Gerard Leskerpit（50岁）。机组人员确认，试飞飞机以及该飞机所装配的4台Europrop International 公司生产的TP400D 涡轮螺旋桨发动机的性能均达到预期目标。
进行首飞时，该飞机重量为127吨，包括15吨测试设备。A400M的最大起飞重量为141吨。按照计划，6人组成的机组按照直接法则探索了飞机的飞行包线，包括广泛的速度范围；并测试了在高空中收放起落架和载货装置。机组人员在检查了飞机的着陆形态性能后，返回塞维利亚。

A400M运输机的介绍~

A400M是欧洲自行设计、研制和生产的新一代军用运输机，也是欧盟国家进行合作的最大的武器联合研制项目。1A400M开发计划自1993年开始启动，由设在马德里的空中客车军用机公司负责设计，多家欧洲著名公司参加了研发工作，西班牙的塞维利亚总装厂将负责总装。2空中客车军用飞机公司A400M机型拖延已久的首场发布会在今年的巴黎航展上举行，接下来将在ILA柏林航展和范堡罗航展相继展出。这款军事运输机原定于 2009年10月交付，但最终交付时间却定在2013年的第一季度，空客预计大约5年之后该类型机会达到最终运营水准。A400M的独特之处在于配备了来自欧洲螺旋桨国际公司的TP400涡轮推进引擎，该引擎于今年五月获得了民用许可，它也是第一个交付给欧洲航空安全组织(EASA)的军用引擎，它的军用认证在2012年中获得。 A400M总装厂位于塞维利亚。首架A400M型运输机2013年8月交付法国，截止2015年05月12日有12架投入现役，其中法国6架、英国两架、土耳其两架、德国和马来西亚各一架。

欧洲A400M运输机在制造过程中广泛使用了合成材料（英国GKN宇航公司负责为A400M制造复杂的炭合成翼梁），其有效载荷大大超过现有的美制C－160和C－130大型运输机。该机拥有高悬浮起落装置，可以在短距离内完成起飞和降落；在执行空投和战术飞行过程中，该机拥有很好的低速运行稳定性；该机还具备远距离高速巡航的能力，可以执行长距离机动运输任务。欧洲A400M运输机可以进行空中加油，完成长距续航；同时在两小时内，该机可改装作为空中加油机使用。 2003年5月，空中客车军用机公司选择了三轴TP400-D6涡轮螺旋桨发动机作为A400M运输机的发动机，并由EPI组织负责建造。EPI联盟成员包括英国的劳斯莱斯公司（Rolls-Royce），西班牙的ITP公司、德国的MTU公司和法国的Snecma公司。劳斯莱斯公司负责最后的总装。A400M装备四台TP400-D6涡桨发动机，每个发动机的最大输出功率达11,000轴马力。EPI公司宣称A400M运输机将成为有史以来西方建造的最大型涡轮螺旋桨飞机。

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