文| 彭绘林

编辑周君



昨天, “鲲龙”AG600成功首飞的新闻刷爆网络,还上了《新闻联播》呢。

这是我国首款大型水陆两栖飞机,可上天入海,除了像普通飞机在陆上起降外,在任何江海湖泊,只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域,它都能说走就走。

听上去好魔幻啊……但是,是怎么实现的呢?

果然,万能的军工黑科技后台被各种问题挤爆了,大家的好奇心和求知欲真是势不可挡。


有一位名为“FVX YearningLu”的网友的问题因为字比较小,我们单独写出来:

“一直很想知道AG600与别200等水陆两栖飞机降落在海面上长时间停留时是如何解决避免海水渗进起前起落架舱内的,毕竟海水的腐蚀性很大且盐度湿度很高,即使起降架经过防盐腐蚀处理也不可能多次直接泡在海水中,最终也会出现积盐堵塞起落架活动接口等故障,难道每次或多次海面降落后都要飞回陆上机场作除盐防锈处理?另外,AG600也可以改装成预警/反潜/电战/炮艇机,特别是炮艇机,可及时迅速执行反海盗及岛屿防御的近距火力支援反登陆任务。”

哇,这名网友一看就是行业内的资深网友,提的问题都这么专业。

来吧,你想知道的AG600的一切秘密和黑科技,都在这里啦:

AG600水陆两栖飞机

发 动 机:4台国产涡桨-6

长 度:36.9米

翼 展:38.8米

机 高:12.1米

最大起飞重量:53.5吨

最 大 速 度:560公里/小时

最 大 航 程:4500公里

实 用 升 限:6000米

机 组 乘 员:3人

载 员:50名乘客

Question 1

谁能告诉我,这款神器用来干什么?

据AG600项目行政指挥系统办公室主任冷毅勋介绍,AG600飞机的应用可以实现中国对南海更远端的中沙群岛、南沙群岛以及公海等区域的救助,更好地满足日益增长的海洋发展需求。

海上救援方面,AG600飞机可实现快速响应、快速到达,可在复杂气象条件下实施救援行动,起降抗浪能力不低于2米,可一次救助50名海上遇险人员。

森林灭火方面,AG600飞机可在水源与火场之间多次往返投水灭火,森林灭火、特种灭火效率高,20秒内可一次汲水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米。同时为了提高飞机水箱取水的便捷性,AG600飞机还设计了可以地面注水系统,从而实现了快速反应、灵活机动、高效灭火,满足森林灭火“打早、打小、打了”的特殊要求。

Question 2

这种飞机的设计难度在哪?

为了满足水陆两栖特性,AG600机体结构的上半部按照飞机结构设计,下半部按照船体结构设计,设计和工艺制造难度都很大。

尤其在气水动布局关键技术上,AG600飞机既要按照陆基飞机的起降模式,使用起落架系统来完成陆上起降,同时还要按照水上飞机使用船体滑行的模式,来完成水上起降,而这两种起降模式的气动与水动特性存在着明显差异。

低速的船舶水动力与常规的陆上飞机空气动力学理论比较成熟,而高速水动力研究相对较少,理论基础较薄弱,再将空气动力学理论叠加在一起,给气水动布局设计带来了严峻的挑战。

此外,飞机的船体外形难以按照气动外形设计要求进行减阻优化,而在具备船体的机身上设计能容纳起落架系统的整流罩,设计功能合理的机头与机身舱内空间,也是气水动布局设计的一大难题。

Question 3

那是如何实现这两种起降模式的呢?

最关键的问题在于如何优化机翼/机身/船体/船体断阶几者之间的气水动设计关系,优化机翼与船体断阶的最佳相对位置,并与全机重心范围合理匹配,最终得出最合适的气水动一体化布局。

为此,设计团队通过使用理论分析、数值模拟等手段对陆上构型的起降特性进行精确分析,全面掌握陆上起降的气动特征,然后通过水动力试验,掌握飞机水面滑行起降的典型工况及滑行特点;同时在分析两种不同起降模式对机翼/断阶位置的设计需求后,结合理论设计方法,利用前期研究中所获得的大量气水动分析与设计数据,完成气水动布局综合优化设计平台的搭建与优化设计模型的建立,最终在满足两种不同起降模式的多种要求中,实现了飞机翼身组合体气水动布局的一体化设计,形成了最佳设计方案。

AG600飞机气水动布局设计是大型水陆两栖飞机独具特色而又十分关键的核心设计工作,是保证整个飞机的设计取得圆满成功的基础,能最大限度的提高飞机的综合性能。

Question 4

飞机起落架是飞机上及其重要的部件,滑行、地面转弯、刹车都需要由起落架完成,飞机着陆时的冲击能量也主要由起落架吸收。我就好奇:这种两栖飞机的起落架什么样?

AG600飞机起落架是目前国内最高、收放系统最复杂的单支柱起落架,

为保证船身式机体的水动性能和不破坏汲水舱的底部结构设计,主起落架不能像其它运输机或民航客机收藏于机腹或机翼内,而是收藏于机身侧面主起落架的整流罩内。

因此,主起落架为高支柱起落架,且为目前国内最高单支柱起落架。前起落架与常规飞机一致,收于驾驶舱下的前起落架舱内。

在设计过程中,通过风洞试验、水动试验等,不断优化,使起落架收藏空间尽量紧凑,最终确定了整流罩外形;通过CATIA三维建模及运动仿真技术,不断优化起落架收放机构的形式及收放路径,根据整流罩的外形调整起落架收放角度以及下位锁的位置,最终确定了主起落架收放机构的形式及收放路径。

Question 5

水陆两栖飞机降落在海面长时间停留是如何避免海水渗进前起落架舱内的?

AG600飞机在波浪水面起降,不可避免的会产生喷溅,当飞机在2米浪高上起降时,喷溅将变得更加严重,会造成襟翼、螺旋桨等结构部件损坏,影响飞机安全。

设计团队根据AG600飞机的抗浪能力要求,确定AG600飞机采用抑波槽来抑制喷溅。抑波槽设计的关键在于其槽的宽度、深度以及外板的设计,需要对船型机身进入抑波槽以后的流动进行控制。设计团队分析了不同抑波槽参数对喷溅的抑制效果,提出AG600飞机抑波槽优化设计方案,经过试验验证:经优化后的抑波效果与原型机相比,喷溅强度和高度都降低了60%,有效降低了船型机身喷溅高度,保障了飞机在2米浪高上起降的安全性。

Question 6

AG600的性能和国外同类飞机比怎么样呢?

当今世界研制和装备大型水陆两栖飞机的国家仅有俄罗斯、日本、中国和加拿大。美国很早就放弃了对大型水陆两栖飞机的研制,转而选择载重量更大、速度更快的大型反潜巡逻机。日本是个群岛国家,因此,独具特色的水上飞机深受日本海上自卫队的青睐,US-2是日本海上自卫队装备的第三代水陆两栖飞机。

AG600的技术水平与日本的US-2相当,在尺寸、最大起飞重量等性能指标上,AG600更出众,但在一个重要指标——抗浪能力上,目前仍逊色于日本的US-2,AG600目前的抗浪能力是2米,也就是说在海浪2米高的海面上可以正常起降,而US-2的抗浪能力有3米。

US-2水陆两栖飞机:

发 动 机:4台罗尔斯·罗伊斯AE 2100J涡轮螺旋桨发动机

长 度:33.46米

翼 展:33.15米

机 高:9.8米

最大起飞重量:43吨(水上起飞)、47吨(陆地起飞)

最 大 速 度:560公里/小时

最 大 航 程:4700公里

实 用 升 限:7195米

地面起飞距离:490米

地面着陆距离:1500米

水上起飞距离:280米

水上着陆距离:330米

机 组 乘 员:2人

载 员:20名乘客或12个担架

虽然加拿大及俄罗斯也拥有同类型水陆两栖飞机,但是加拿大“投弹手”CL-415的最大航程只有2400公里,俄罗斯的俄罗斯“别里耶夫”Be-200最大航程为3300公里,均小于AG600的4500公里和US-2的4700公里。

来源:装备科技、军武酷等