飞机数据中的春秋笔法——你又中计了吗？

近日，一个新的照片的登场让我们所有的军迷为之一振。这张流传在网络上的图片似乎在向我们表达一个事实：中国的运20飞机正在更换新的发动机，而且这次是携带4台全新的发动机进行测试，标志着我国的运-20进入了新的阶段。这时候一个老的疑问又传来了，根据网络公布的数据，运20最大起飞重量可达220吨，但我国某次空军节展出运-20时，展板上却是显示为179吨。那么，这巨大的40吨差异出在哪了？

有人说，220吨其实是“完整版运-20”，但我们知道，飞机更换发动机意味着相当一部分结构需要重新设计，尤其是更换推力差20-30%的发动机时，整个机体都需要重新计算应力系数，调整飞控软件，重新调整燃料管线和增压系统，工程量相当大，那么显然是不可能的。

而且更值得一提的是，由于中国运20的数据仍然属于机密，任何网络上出现的数据都是不可信任的。如维基百科提供的数据是空载100吨，满载约220吨，最大运输能力66吨，但是技术更加老旧的伊尔76MD飞机的空重只有92吨，在发动机相同，整体尺寸接近，大量使用复合材料和3D打印技术的情况下，运-20空载重量比伊尔76多出10%，但最大起飞重量又超过了换发的伊尔76-TD90，那显然是数据出现了严重误差。所以，在官方公布数据之前，任何主观推测都是毫无意义的。

无论如何，我们今天就来看看“最大起飞重量”这个春秋笔法吧。

运输机的最大起飞重量

对于一般不了解飞机的军迷来说，往往以为最大起飞重量是运输机最大载油量，最大货运量同时实现时的重量，并且在这个阶段能够实现最大航程。但是，对飞机熟悉的朋友会知道，飞机其实装的越多，自身的重力越大，飞机需要产生的升力也越多，这导致耗油量也会增加。因此，并不是所有的飞机运载能力最大值和燃油最大值和航程最大值都是能够实现的。

下面开始举例：

安-124鲁斯兰运输机被誉为如今世界上运力最大的量产运输机，可以携带高达150吨货物，仅次于世界上独一无二的安225运输机。

下面是维基百科直接引用的数据：

• Empty weight: 181,000 kg (399,037 lb) 空载181吨

•  maximum fuel weight   213,000 kg (471,789 lb) 燃料213吨

• Max takeoff weight: 402,000 kg (886,258 lb) 最大起飞402吨
  

• Maximum landing weight: 330,000 kg (727,525 lb)最大着陆重量330吨

• Fuel capacity: 348,740 l (92,130 US gal; 76,710 imp gal)油箱容量348740升

• Powerplant: 4 × Progress D-18T high-bypass turbofan engines, 229 kN (51,000 lbf) thrust each 四台进步D-18T大涵道比发动机，单台229KN

• Range: 3,700 km (2,299 mi; 1,998 nmi) with max payload（最大负载下3700公里航程）

• 11,500 km (7,100 mi; 6,200 nmi) with 40,000 kg (88,185 lb) payload（40吨负载下11500公里航程）

•   8,400 km (5,200 mi; 4,500 nmi) with 80,000 kg (176,370 lb) payload（80吨负载下8400公里航程）

• Ferry range: 14,000 km (8,699 mi; 7,559 nmi) with max fuel and minimum payload

  （转场半径14000公里，只带燃料）

在这里大家会看到有意思的数据：安124空载181吨，满载燃料是213吨，可以负载150吨货物，那最大的燃油和最大的货运量合计有544吨啊，远超过402吨啊？其实，这里就体现出来，“最大负载量“、最大起飞重量”和“实际最大起飞重量”并不是一样的东西。正常来说，根据飞机的推力、阻力、翼型和升力系数，设计师们能够在图纸上计算出一架飞机理论上的最大起飞重量。但是，由于实际中飞机是一个巨大的结构体，其机身大梁、货舱地板所能够允许的重量和重量分布是有限的，换句话说，一架安124的150吨起飞重量并不能够容许它在机舱里携带2*2*2m（8立方米）的黄金（约150吨沉），而必须把这些黄金均匀分布下来才能搬运。

同时，由于飞机有时候需要带着数量较少的货物飞行更远距离，所以大型飞机往往预留了足够的燃料满足远程任务，这时候就意味着需要给机翼油箱装满燃料。通常来说，一般飞机的油箱是能够在最大起飞重量时装满的，如AN-124最大理论载油量可达213吨，所以现实中，安124并不会同时处于满油和满载的状态。在携带150吨货物时，就只能加70吨油了，自然航程会比较短。

我们再来看另一款比肩安124的战略运输机：C-5M银河。同样是直接引用维基百科数据：

C-5M 超级银河运输机

Empty weight: 380,000 lb (172,365 kg) 空重172.37吨
• Gross weight: 840,000 lb (381,018 kg)正常起飞重量 381吨
• Max takeoff weight: 920,000 lb (417,305 kg)最大起飞重量 417.3吨
• Fuel capacity: 51,150 US gal (42,590 imp gal; 193,600 l)燃油装载量 193600升，约151吨
• Powerplant: 4 × General Electric CF6-80C2 turbofan engines, 51,000 lbf (230 kN) thrust each

 Range: 4,800 nmi (5,500 mi, 8,900 km) with a 120,000 lb (54,431 kg) payload.（54吨下续航力是8900公里） 2,300 nmi (4,260 km; 2,647 mi) with maximum cargo capacity（129吨满载下是4260公里.）
• Ferry range: 7,000 nmi (8,100 mi, 13,000 km) with no cargo on board.（无货物满载燃油是13000公里）

由此可见，C-5运输机的载油量151吨，满载油料的情况下还有100吨的负载空间，但要是按照129吨的最大装载量看，那么就只能装117吨燃料了。

战斗机的最大起飞重量：

由于尺寸较小，战斗机的最大起飞重量往往不像运输机和轰炸机那么极端。通常来说，战斗机的最大起飞重量就是最大燃料和最大弹药的总和。但是，现实中却有很大一部分战斗机是无法达到自己的最大起飞重量的。

首先请出我们的老朋友——苏27SK战斗机。由于该机出口量大，数据基本上属于公开状态（但维基百科和百度百科数据仍有偏差，这里暂且写维基百科的）。

• Empty weight: 16,380 kg (36,100 lb)

• Loaded weight: 23,430 kg (51,650 lb)

• Max. takeoff weight: 30,450 kg (67,100 lb)

• Powerplant: 2 × Saturn/Lyulka AL-31F turbofans

• Dry thrust: 7,670 kgf (75.22 kN, 16,910 lbf) each

• Thrust with afterburner: 12,500 kgf (122.6 kN, 27,560 lbf) each

苏27战斗机共有10个武器外挂点，机翼尖2个、主翼下4个、进气道下2个、机腹中线2个。其中翼尖2个只能挂载100千克级的近距格斗导弹（现实中主要挂干扰吊舱），不能携带副油箱，内部最大可加油9吨。这样一来，一架空重16.4吨的苏27S在加满油9吨后，还余下5吨武器可以选择。但是，苏27的结构挂点却带来了麻烦。

虽然从理论上，苏27可以用内部挂点携带高达9吨弹药（如图示中多达36枚FAB-250自由落体炸弹），但是现实中，苏27S是纯粹的空中优势战斗机，并非是一架合格的多用途战斗机。因此，我们真实情况下看到的苏27往往是挂满了空对空弹药，而且为了腹部保持流畅的空中升力体气动布局，苏27很少利用中轴线的重载挂点，只是利用机翼下的挂点挂重型空对空导弹。通常的任务配置是4枚R27和2枚R73，有时候中间挂点可以一前一后带2枚R27，一共6枚R27。根据数据，一枚R27导弹为350千克，一枚R73导弹为115千克，这样合计挂载只有2330千克，远低于9吨的理论最大挂载，而且在满油情况下，也只有27.7吨挂载，低于30吨理论最大起飞重量。

不过，鉴于中央升力体气动布局相当适合携带大量炸弹，苏27之后的衍生型，如苏30,苏34，歼16都充分利用了重载挂点的数量，加固了机体，可以充分发挥它的最大起飞重量优势，如苏34通过加宽机身，加固结构，使得苏34在发动机没有本质变化情况下，最大起飞重量竟然达到了45吨，可以对敌人一次性投射大量弹药。

另一个段子来自于著名的苏33舰载机。有很多网络流言说：苏33只能在滑越甲板实现约26吨的起飞重量，只能携带60%的燃料和空对空武器，所以以其开发的歼15战斗机起飞重量和战斗力还不如F-18EF超级大黄蜂战斗机（最大起飞重量约29吨）。

但现实确实是这样吗？实际上，苏33只有26吨滑跃起飞重量，是彻头彻尾的谎言罢了。让我们看看当年普加乔夫（即普加乔夫眼镜蛇的发明人）多次驾驶苏27K（苏33的验证机）的数据（援引超级大本营）：

1、89年的试验记录：航速7节，海况4－5级（如果五级海况，风力是六级，风速10.8-13.8米，再加上7节航速，这样算下来最大甲板风是33.83节），105米跑道最大起飞重量29.9吨，这个不单是普加乔夫飞出来的，还有另外苏联空军的试飞员谢姆金。

2、在库舰最低航速12节情况下，33以最大挂载状态约31吨的起飞重量可从三号起飞点195米跑道起飞；从一号和二号起飞点，在最低航速六节情况下，可以正常起飞重量起飞（燃油和挂载重量各50%）。（以上两种情况下最低甲板风是10到15米/秒）
3、1994年11月，普加乔夫在33无外挂、20%燃油、库舰在停靠码头的情况下，直接起飞。
4、库舰在俄罗斯北方海域训练时发生过的情况，33在发动机不开加力、而是在最大状态下起飞，脱离滑跃甲板边缘时的速度是108公里/小时。

由此可见，苏33舰载机在正常情况下，是绝对可以在105米跑道携带正常空战弹药实现满油满弹起飞的（虽然有可能飞机离开甲板时下坠，但普加乔夫还是顺利拉起飞机），195米则能够实现31吨最大起飞重量。同时，由于苏33当年受制于结构重量过大，雷达重量过大，空载重量就突破了18.4吨，比起苏27S的16.4吨多出了整整两吨之多，而如今歼15在使用新技术，先进轻型雷达情况下，按照歼11B比苏27SK节约了1吨多的经验看，至少也能在歼15下节约一吨重量，那么在发动机基本一致的情况下，歼15在满载9吨燃料下（此时26吨）仍有3.5吨负载空间，可以携带4枚800千克的鹰击83K和2枚自卫导弹顺利起飞，如果想追求起飞绝对安全也可采用195米长跑道起飞，绝不存在“歼15在辽宁舰上无法满油满弹起飞”的谣言。

进入四代机时代后，由于四代机追求武器内部挂载，最大起飞重量和实际应用起飞重量差距更大。让我们请出第一架四代机——F-22。

维基百科上的F-22数据（估计值，真实数据也是保密）：

• Empty weight:14514 kg（YF-22数据，14.5吨，F-22据称增加了至少2吨以上，约17吨）

• Loaded weight: 24947 kg

• Max takeoff weight:38,000 kg

• Powerplant: 2× Pratt & Whitney F119-PW-100 Pitch Thrust vectoring turbofans

• Dry thrust: 23,500 lb[ (116 kN) each

• Thrust with afterburner: Classified estimated 35,000+ lb (156+ kN) each

• Fuel capacity: 18,000 lb (8,200 kg) internally,or 26,000 lb (11,900 kg) with two external fuel tanks

• Guns: 1× 20 mm (0.787 in) M61A2 Vulcan gatling gun in starboard wing root, 480 rounds

• Air to air loadout:

• 6× AIM-120 AMRAAM

• 2× AIM-9 Sidewinder

• Air to ground loadout:

• 2× 1,000 lb (450 kg) JDAM or

• 8× 250 lb (110 kg) GBU-39 Small Diameter Bombs

• 2× AIM-120 AMRAAM and

• 2× AIM-9 Sidewinder for self-protection, and one of the following:

• Hardpoints: 4× under-wing pylon stations can be fitted to carry 600 US gallon drop tanks or weapons, each with a capacity of 5,000 lb (2,268 kg).（该段存疑，因从未见过F-22携带过4个副油箱，上图最大燃料也是按2个副油箱计算）

这样我们就能估算出F-22实际上可用的最大起飞重量：

17吨空重+11.9吨燃料+2*454千克炸弹+2*90千克AIM-9X导弹+2*150千克AIM120导弹=30.28吨，外加480发20mm机关炮弹约1吨，合计仅有31.3吨，远低于38吨的“账面最大起飞重量”，仅仅和苏33的理论最大起飞重量相同。由此可见，四代机因为过于追求弹药内挂，现实中的可用负载并不理想，这也能够解释为何美国选择对现存的F-16C飞机改装APG-83雷达，并延迟F-15E战斗轰炸机的退役时间了。

结语 

飞机作为“寸土寸金”的高价值武器，任何一寸空间和任何一克重量都是需要精打细算的，因此最大起飞重量作为衡量飞机的重要数据，一直受到各路人士重点关照。但是，正因为该数据如此重要，大部分现役飞机都会对这种数据进行必要的处理，如F-22的数据和实际偏差很大，就是因为保密而导致数据失真。因此，盲目依赖“公开数据”研判飞机性能，显然是非常不正确的。