廖忠权 罗彧 2025年10月18日
军用运输机的强大运力对快速机动作战至关重要,各军事强国都高度重视军用运输机的发展。发动机是军用运输机飞行性能的重要基础,研究其发展对支持军用运输机开发具有重要意义。
军用运输机的主要用途是实施兵力机动和后勤支持,可实现军队和装备的快速部署和转移,并为前线军队提供人员、装备和其他物资支援,还可用于抢险救灾、海外撤侨等非军事行动,是一种重要的支援保障飞机。军事强国都很重视军用运输机的发展,尤其是军用运输机动力的研发。由于军用运输机装备规模有限,相应的配套发动机型号和数量需求也都不大,如何经济高效发展军用运输机动力,各军事强国采取了适合自身特点的不同发展路径。
按照最大起飞质量和有效载荷进行分类,军用运输机分为大型、中型和轻型3类。最大起飞质量大于150 t、有效载荷大于36 t为大型运输机,也称为战略运输机,主要承担远程和大型装备运输任务;最大起飞质量小于40 t、有效载荷小于9 t为轻型运输机;介于两者之间的为中型运输机,轻型和中型运输机也称为战术运输机,主要承担战区和近距离运输任务。
由于大涵道比(涵道比大于4)涡扇发动机具有耗油率低、噪声小、速度快等特点,目前在役大型军用运输机的动力普遍采用涡扇发动机;只有欧洲的A400M大型运输机采用的是涡桨发动机,其采用涡桨发动机是为了使飞机具有更优的低速性能,缩短起降跑道长度。涡桨发动机在中速、低速飞行(飞行速度低于800 km/h)和起降时具有良好的工作特性,在役中型和轻型军用运输机动力几乎都采用涡桨发动机,这是由于中型和轻型军用运输机往往需要在前线简易机场起降,在复杂战场环境下执行战术运输任务,而速度要求则相对较低,涡桨飞机在这种条件下更具优势;只有巴西的C-390中型军用运输/加油机采用的是涡扇发动机。
目前,美国、俄罗斯,以及欧洲通过多国联合形式组成的研制机构(多国联合机构)具备大型军用运输机研制能力;美国、俄罗斯、巴西、日本、印度尼西亚,以及欧洲的多国联合机构具备中型和轻型军用运输机研制能力。此外,韩国和伊朗也正在加入中型和轻型军用运输机研制行列。韩国正在研发MC-X中型军用运输机;伊朗第一型国产轻型军用运输机“凤凰”(Simorgh)已于2023年5月30日完成首飞,该机由伊朗航空工业组织(IAIO)基于IrAn-140涡桨飞机研制,IrAn-140涡桨飞机是乌克兰安东诺夫航空科技联合体安-140涡桨飞机在伊朗经许可证生产的型号。
韩国正在研发的中型军用运输机MC-X |
伊朗第一型国产轻型军用运输机“凤凰” |
能够研制军用运输机的国家虽多,但能够研制各类军用运输机动力的国家却有限,只有美国、俄罗斯、英国、法国等几个国家。值得一提的是,韩国也在寻求自主开发军用运输机发动机。韩国韩华航空航天公司正在开发一型推力为66.72~80.07 kN的涡扇发动机,拟配装韩国航空航天工业公司(KAI)的KF-21中型战斗机;基于该发动机的核心机,韩华航空航天公司将开发一型推力为133.45 kN的大涵道比涡扇发动机,用于KAI正在设计的MC-X中型军用运输机。这也是韩国首次开发用于军用运输机的发动机。迄今为止,国外典型军用运输机及发动机概况如表1所示。
表1 典型军用运输机及发动机概况

军用运输机作为一种重要的战场支援装备,会随着国家航空技术进步、作战场景变化和防务战略调整而相应改变。当前各军事强国都在基于自身实际情况推进军用运输机及动力发展。
在大型军用运输机方面,美国空军计划开发下一代空中加油系统(NGAS),这是一种采用翼身融合(BWB)构型并具有隐身性能的运输机/加油机,载油量是目前波音KC-46加油机的2倍,并可使用现有的机场基础设施。此外,美国空军空中机动司令部(AMC)希望为其C-17A运输机换装燃油效率更高的发动机。鉴于此,2025年3月,美国空军宣布计划开发一型推力为150~220 kN的新型涡扇发动机,该发动机可用于下一代大型军用运输机/加油机,还可用于C-17A运输机换发项目,以及配装未来的大型客机。美国空军希望其开始服役日期不超过2030年,要求制造商到2035年每月至少交付40台发动机,到2037年每月至少交付80台发动机以及备件。
在中型军用运输机动力方面,美国计划利用电推进系统对C-130运输机进行换发测试。莱特公司正在集成驱动航空协同冷却电机(ASCEND)计划下测试其2.5 MW的WM2500电动机,拟用于取代涡桨飞机的涡桨发动机。同时,莱特公司一直在研究利用WM2500电动机为C-130运输机换发,计划分阶段实现C-130运输机的电推进系统改装:第一步是利用电池驱动电动机形成1个电推进系统,取代1台涡桨发动机;第二步是升级C-130运输机的辅助动力装置(APU),使其产生1 MW的电力;第三步是将APU与电推进系统连接,并升级电池,延长电池续航时间;第四步是利用电动机取代另1台涡桨发动机,并继续提升飞机的供电能力,形成2+2的混合电推进系统,2台涡桨发动机作为备用动力,在电推进系统出现故障时可继续安全飞行。
在轻型军用运输机动力方面,V-280倾转旋翼机于2022年12月中标美国陆军未来远程攻击机(FLRAA)项目;2025年5月,美国陆军表示V-280倾转旋翼机已正式命名为MV-75,首批原型机将于2025年内交付,计划于21世纪30年代中期逐步投入使用。美国2023年发起了高速和不依赖跑道(SPRINT)项目,旨在验证飞行速度为740 km/h的高速垂直起降(Hsvtol)飞机的可行性,并计划2027年实现验证机首飞,该机将比V-22倾转旋翼机速度(555 km/h)更快,其动力当时虽未披露,但拟采用成熟发动机改型。共有4家公司参与SPRINT项目竞标,最终贝尔公司于2025年7月胜出,成为进入项目第二阶段的唯一供应商。贝尔公司的方案采用“倾转旋翼+喷气发动机”的组合式推进系统。在垂直起降、悬停、低速状态下,以类似V-22和V-280等传统倾转旋翼机的方式工作;进入高速飞行时,旋翼会向后折叠收起,减小气动阻力和雷达信号特征,由喷气发动机推进,飞机以接近传统喷气式运输机的气动构型飞行。
V-22倾转旋翼机及其配装的T406涡桨发动机 |
贝尔公司SPRINT飞机方案 |
在大型和超大型货物运输方面,欧洲一直缺乏相应的军用运输机,2020年法国参议院的1份报告显示,尽管A400M和A330多用途加油运输机(MRTT)的数量有所增加,但仍有10%~15%用于军事力量投送的货物无法通过这些飞机运输。目前北大西洋公约组织依靠的是乌克兰安东诺夫航空科技联合体的安-124大型运输机和部署在匈牙利帕帕空军基地的3架波音C-17A运输机组成的联合机队,执行大型和超大型货物运输任务。其中,安-124运输机根据战略空运国际解决方案(SALIS)合同执行,该合同在2021年又延长了5年。安-124运输机的使用寿命预计到21世纪30年代末,届时欧洲将没有相应的重型空中运输能力。
为了满足大型和超大型货物战略运输需求,欧洲发起了欧洲超大型货物空运系统(ESOCA)项目,由空客防务与航天公司牵头开展,旨在确定、定义和评估未来欧洲战略空中运输能力解决方案的短期和长期选择。该项目是欧洲国防基金(EDF)2023年征求建议书选定的54个项目之一,项目团队由芬兰、法国、德国、希腊、意大利、荷兰、波兰和西班牙等8个欧洲国家的14个单位组成,包括莱昂纳多公司、赛峰飞机发动机公司和ITP Aero公司等。由于目前战略空中运输能力解决方案未定,对动力的需求也尚未明确。
俄罗斯计划国产化批量生产D-18T涡扇发动机。D-18T发动机是安-124大型运输机的动力,由乌克兰前进设计局开发和马达西奇公司生产。由于俄乌冲突,俄罗斯无法再从乌克兰获得包括D-18T发动机在内的航空产品。D-18T发动机推力为225.4 kN,俄罗斯目前没有该推力级的大涵道比涡扇发动机,因此选择将D-18T发动机国产化。俄罗斯正在逐步掌握D-18T发动机的国产化批量生产技术,并已在维修中对在役的D-18T发动机实施了部件进口替代措施,已修复并投入使用了数十台发动机,并计划于2027年第四季度开始进行D-18T发动机的国产化批量生产。
俄罗斯同时在推动配装新一代大型运输机“大象”的PD-35发动机的开发。“大象”运输机采用四发配置,于2017年在莫斯科航展上首次亮相,将用于取代俄罗斯目前最大的运输机安-124。PD-35发动机项目于2016年启动;2024年11月,PD-35发动机完成第一阶段试验;预计于2030年投入批量生产,是俄罗斯历史上推力最大的涡扇发动机,最大推力为343 kN。该发动机也将是俄罗斯宽体客机伊尔-96的动力。
俄罗斯新一代“大象”大型运输机及其配装的PD-35发动机 |
军用运输机动力的发展途径主要有两条:一是利用现役发动机产品衍生发展运输机动力;二是研制新型发动机。各军事强国在大型军用运输机动力发展途径上各有特点,但在中型和轻型运输机动力方面却无一例外地选择在役成熟发动机衍生发展运输机动力。
美国军用运输机动力几乎都是既有发动机的衍生发展,其大型军用运输机动力主要采用“民改军用”的发展模式,选择与运输机运载能力匹配且发展成熟的民用发动机进行军用改型,周期短、投资小、风险可控,例如C-17A运输机的动力F117发动机是PW2000民用涡扇发动机的军用改型,已经退役的C-141运输机动力TF33发动机是JT3D民用涡扇发动机的军用改型;迄今只有配装C-5运输机的TF39发动机由于当时未有合适推力的民用动力可选,是一型全新研制的发动机。美国中型和轻型军用运输机动力则是通过成熟的货架产品衍生发展,例如,C-130J运输机的动力AE2100D3发动机是罗罗公司AE2100涡桨发动机的改型,V-22运输机的动力T406发动机是罗罗公司T56涡桨发动机的改型。
此外,美国运输机动力又呈现军地一体的发展特点,根据飞机平台需求,既有军转民的高效推动,也有民转军的反哺促进。例如,20世纪70年代GE公司基于TF39军用发动机研制了CF6系列民用大涵道比发动机,并先后开发了CF6-50、CF6-80发动机等系列干线客机动力,打开了宽体客机市场;20世纪90年代,美国空军启动了可靠性提升和发动机更换计划(RERP),将C-5运输机升级成C-5M,其发动机由原来的TF39更换为F138-GE-100,即GE公司CF6-80C2L1F宽体客机发动机的军用型,真正实现了军转民、民再转军的融合互促。目前美国空军正在研发的150~220 kN新型涡扇发动机沿袭了这一发展思路,既可用于下一代大型军用运输机动力,又可用于未来的大型客机,其发展路径不限,并允许基于现有商用发动机开发。
C-5M大型运输机及其配装的F138-GE-100发动机 |
欧洲选择多国联合开发大型军用运输机,运输机动力也采用共同开发的方式。例如,A400M军用运输机就是欧洲联合开发,其动力TP400-D6涡桨发动机由意大利Avio公司、西班牙涡轮发动机工业公司、德国MTU公司、英国罗罗公司和法国赛峰飞机发动机公司组成的欧洲涡桨国际公司(EPI)联合开发。由于当时欧洲没有适配A400M运输机的涡桨发动机,故而选择了全新研制TP400-D6发动机。
A400M大型运输机及其配装的TP400-D6涡桨发动机 |
欧洲中型和轻型军用运输机动力都是采用在役成熟发动机改型发展,例如,C-27J运输机动力AE2100D2发动机是T406涡轴发动机衍生发展的AE2100涡桨发动机的系列改型。
苏联/俄罗斯开发的大型军用运输机有安-22、伊尔-76、安-124、安-225和安-70,配装的发动机分别是NK-12MA、D-30KP(后采用民用发动机PS-90A换发)、D-18T(配装安-124、安-225运输机)和D-27。其中,NK-12MA发动机是库兹涅佐夫设计局基于图-95轰炸机动力NK-12涡桨发动机的系列改型;D-30KP发动机则是彼尔姆航空发动机公司基于图-134客机动力D-30涡扇发动机研制的苏联第一型中等涵道比涡扇发动机。D-18涡扇发动机和D-27桨扇发动机则是专为军用运输机而研制,因为当时没有适合的发动机可供选择。
在中型和小型军用运输机动力发展方面,苏联专门开发了一型通用核心机,基于该核心机研制了可用于军民用运输机和直升机的TV7-117S涡桨发动机系列和TV7-117V涡轴发动机系列,俄罗斯则是继续发展了这两大系列产品。目前,俄罗斯正在开发轻型军用运输机伊尔-112V,该机已于2019年3月完成首飞,其动力就是由TV7-117S衍生发展的TV7-117ST涡桨发动机。
伊尔-112V轻型运输机及其配装的TV7-117ST涡桨发动机 |
各军事强国的军用运输机动力发展既有共性,又各具特色,都是为了减少重复投资,力图高效经济满足军用运输机动力需求。
自第二次世界大战后进入喷气时代以来,随着作战场景的变化,军用运输机也在不断变迁,对动力的要求也在变化。例如,20世纪70—80年代,战场运输模式是物资、装备由大型运输机运输到前线机场,再由中型或轻型运输机运送到作战前线。C-5大型运输机和C-130中型运输机就是按这种模式工作,其动力要求是:大型运输机动力采用涡扇发动机,强调大推力和低耗油率,中型和轻型运输机采用涡桨发动机,强调良好的低速性能。20世纪90年代,美国研发C-17A运输机时采用了新的运输模式,要求运输机既要具有大型运输机的运力,又要像中轻型运输机一样能在前线简单处理后的砂石跑道上起降,于是选择了涡扇发动机,既要推力大、耗油率低,又要求反推力设计精巧,以缩短起降跑道长度,还要求进气道具有良好的抗外物损伤能力。目前大型运输机正在向隐身化方向发展,而轻型运输机则更加强调高速和垂直起降能力,运输机动力也应加强相应的技术研究。
军民用运输机动力技术之间没有严格界限,军用运输机动力技术可用于民用客机动力,而民用客机动力也可用于军用运输机,军民用技术可相互转化应用,军民用发动机可以统筹发展,特别是大型运输机动力发展可以充分利用民用客机动力的技术、产品和经验,避免重复投资。美国和俄罗斯正在推进的下一代大型运输机动力150~220 kN涡扇发动机和PD-35发动机充分体现了这一趋势。
不同运输机的有效载荷、最大起飞质量差异很大,对发动机的推力/功率需求差异也大,横跨宽广的推力/功率范围。因此,完善发动机谱系,优化产品布局,有助于满足新型运输机的动力需求和在役运输机的换发需求。美国运输机发动机的发展充分体现了这一模式。
当前,世界正在迎来新一轮军用运输机及动力发展浪潮,主要有以下几个特点:一是以高速和隐身为代表的颠覆性运输机新概念初露端倪;二是新一代运输机蓄势待发,各军事强国都在开发或筹划下一代军用运输机及动力;三是一些从未开发过运输机的国家也加入运输机开发行列,主要是韩国和伊朗。在此背景下,研究国外军用运输机及动力发展模式,对我国运输机动力发展有重要参考意义。
(廖忠权,中国航空发动机研究院,高级工程师,主要从事航空发动机前沿技术探索和产业发展研究)
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