朱宇
(中航工业试飞中心陕西西安710089)
APT方案与一机五型构想
朱宇
(中航工业试飞中心陕西西安710089)
延续介绍了发展新型初级/基础教练机APT的思路,给出了APT方案的设计数据,图示并具体描述了APT的总体布局及结构设想。提出了在APT基础上改型设计的构想,详细介绍了攻击机、舰载教练机、无人机、多用途轻型飞机四种改型的可行性方案,展望了APT的一机五型发展前景。
初级/基础教练机;APT方案;飞机改型;一机五型
在《新型教练机发展需求与APT方案》[1]中,我们明确了研制新型初级/基础教练机的必要性,APT方案设计思想和特点以及基本指标,目的就是得到一款可以完成筛选培训和基本驾驶技术培训,性能上更容易与上一级教练机衔接的先进初级/基础教练机。同时我们看到,随着我国航空装备技术的发展,轻小型战术飞机、轻型民用航空的应用领域得到快速拓展,轻型飞机、小型公务机、无人机发展尤其迅速,因此,轻型航空在我国仍有广阔的需求基础,前景是十分广阔的。
如果能够研制APT这样更好的初级/基础教练机,那么在此平台基础上就可以演化生产出多种实用机型,如轻型攻击机、无人机、轻型多用途飞机,以满足多方面需求,可使这一平台在轻型航空领域得到充分的发展,这就是我们所谓的APT方案和一机五型构想。
1.1 技术数据
APT的气动布局描述详见参考文献[1],设计的技术数据见表1,飞机的三视图见图1。
表1 技术数据
图1 APT三视图
1.2 性能数据
根据参考文献[1]对初级/基础教练机性能指标的分析和确定,估算使用400hp(298kw)发动机时APT应达到的性能指标见表2。
表2 性能指标
1.3 总体布局图
图2给出了APT的总体布局。
可见APT为双座串列式座舱,前、后座舱的飞行员都有良好的的前视视界;前舱下视可达15°,后舱下视可达7.5°,与新型喷气教练机的布置基本一致。
机身从前向后分为前设备舱、前起落架舱、座舱、中设备舱、后设备舱和动力装置舱。前设备舱主要安装航空飞控、导航、仪表和通讯等电子设备,设置大的维修舱盖;中设备舱主要安放蓄电池、电源系统和其它辅助设备;后设备舱安装小型电子设备,或者扩大容积,安装整机降落伞系统(CAPS)。动力装置舱由于没有其它飞机结构影响,可以设置大块的维护口盖,便于发动机的维修和更换,同时只要更改安装结构为使用不同类型的发动机创造了有利条件。
主油箱位于矩形中央翼内,为左右对称独立整体结构油箱;机身内设置一个供油兼倒飞油箱。
前起落架在机身上向后收入前起落架舱,主起落架向前收入双尾撑延伸的主起落架舱中,前、后机轮为半埋入式收入。
图中显示了使用类似PT6A发动机的动力装置及其进、排气系统的布置。采用埋入式和侧向进气口结合的发动机进气道,简单向后排气管,进气口和排气管在机身后部两侧对称布置,中间过渡形成流线型整流罩。进气道设置侧缝,利用惯性分离进入的沙石,也为滑油散热器提供冷却空气。
推进式恒速变距螺旋桨。
图2 APT的总体布局
如果APT方案能够实现,在这个平台上发展多种改型十分方便。通过更换机身,改变机身结构,改变外翼尺寸和结构,更换发动机,改变推进装置,增加相应结构和任务系统等方法,使其适应不同的用途。目前设想至少有4种可行的改型,即攻击机、舰载教练机、无人机、多用途轻型飞机,以适应不同的使用目的。
2.1 攻击机
通过更换APT的机身和双侧外翼就可达到改型的目的,实现轻型攻击机。特点是改型快捷,换装方便。更换的机身具体就是只改动机身上半部分外形,形成上凸气泡形座舱盖,使飞行员具有360°全向视界。座舱内改单座,设置轻型弹射座椅。机腹挂载机枪吊舱,弹仓设置在原后座空出的大量空间内。外翼增设左右挂架,用于挂载火箭弹、炸弹、小型导弹、副油箱等,如图3所示。
这种攻击机的改型可以方便地布置于各类机场,甚至通过增大轮舱,改用低压轮胎,适应野外简单压实的场地起降,用于对付日益增强的“小低慢”[2]威胁非常合适,进行防范和遏制,减少“小低慢”带来的大麻烦。
作为战术攻击机,它可利用蜂群战术迅速掌握低空制空权,在局部战场形成空中遮蔽,用于从上端攻击各种直升机,尤其是武装直升机等;还可用于前沿支援、侦查观测、空中威慑、打击走私和贩毒等。
凡是通过APT训练的飞行员,只要进行简单培训就可非常容易改飞这种攻击机,适应面广、应用灵活。
图3 轻型攻击机模型
2.2 舰载教练机
如果需要一款舰载轻型教练机,用于低成本的舰上训练,甚至为了未来发展的直升机航母使用需要,用APT改型海军舰载教练机是可行的。具体就是前机身外形基本不变,后机身动力装置采取“风扇教练”的形式,按舰载需求增强机体结构,形成两吨级舰载教练机。
将后动力舱改动可安装功率较大的涡轴发动机(如涡轴-8系列发动机),设置小直径涵道风扇推进装置,多桨叶风扇叶片吸收涡轴轴发动机功率,为飞机提供更大的起飞推进力。中外翼连接处设置折叠机构,停机时外翼上折,缩小停机占地空间。机身加强,后机身涵道风扇下安装着舰挂钩,以便舰上着陆。为适应舰上起降需求和载荷增加,机身结构和起落装置结构加强。主起舱及尾撑处可设置放出气囊,以备海上迫降应急之用。
这种舰载教练机改型如图4所示,除作舰载训练之外,也可作为海上空中侦查、观测、巡逻、联络之用。
2.3 无人机
多用途无人机是一种简便易行的改型。飞机外形不变,仅需将座舱改动即可。去除座舱座椅、仪表设备、操纵线路,改成封闭的整体设备舱,安装无人机所需的操控系统、数传系统、任务系统等设备,使之变成2—2.5吨级多用途无人机,用以完成侦查、攻击、巡逻等任务,也可用作靶机,如图5所示。
图4 海军舰载教练机模型
在役或退役的APT都可方便地进行这种改型。
配备机翼挂架挂载武器,即变成无人攻击机。
重新设计外翼,增加外翼展长,使整个机翼展弦比达到10以上,可发展长航时侦查、巡逻无人机,也可作为民用设施巡查之用。
图5 无人机模型
2.4 多用途轻型飞机
全新设计机身,改用活塞式发动机的动力装置,可形成4—6座多用途轻型飞机,如图6所示。如以大功率涡桨发动机为动力,设计增大机身可形成8座级豪华公务机。
图6 多用途轻型模型
以改善其经济性为设计重点的飞机可用于完成短途载客、运货的任务;以改善其舒适性、内装修为设计重点的飞机可用于旅游观光、公务飞行等高档消费飞行,适航性设计必不可少,以满足我国日益增强的通用航空事业发展需求。
在研制新型初级/基础教练机APT的基础上,可以谋求一机多型的发展思路,以满足不同的使用需求。
APT改型适应性强,改装方便,具有非常强的现实性和可行性,技术难度小,风险可控。
一机多型立足于APT平台的多种组合,可以作为研制单位升级制造生产的基础。
[1]朱宇,朱妍如.新型教练机发展需求与APT方案.教练机.2015,1.
[2]中国航空学会,特别策划:难缠的小低慢.航空知识,2012,1.
[3]中国航空信息中心世界飞机手册编写组,世界飞机手册2000,北京:航空工业出版社,2001.
>>>作者简介
朱宇,男,1962年8月出生,1984年毕业于南京航空航天大学,研究员,试飞副总师,主要从事飞机发动机试飞研究工作。
APT Plan and Idea for an Aircraft with Five Versions
Zhu Yu
(AVIC Flight Test Center,Xian,Shanxi,710089)
The paper continuously introduces the thought for developing APT of new type primary/basic trainer,puts forward the design data and graphic representation of APT plan,and describes the idea about general layout and structure of APT in detail.It also proposes the thought for version design on the basis of APT,and introduces the feasible plan for four versions of attack aircraft,carrier trainer,unmanned aircraft and multi-purpose light aircraft in detail,looks ahead into the prospect of an aircraft with five versions of APT.
primary/basic trainer;APT plan;aircraft version;an aircraft with five versions
2016-02-12)