造“鲲龙”,破难题

2018-11-12 11:21王瑞良
青少年科技博览(中学版) 2018年9期
关键词:鲲龙水陆机翼

王瑞良

鲲龙腾飞

2017年12月24日上午,我国自主研制的首款大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600,在广东珠海金湾完成了试飞科目后安全返航着陆,取得首飞成功,从而使我国成为继俄罗斯、日本、德国、加拿大等国之后,具有这种大型飞机制造能力的航空大国。

鲲龙是按照“水陆两栖、一机多型、系列发展”的思路设计的。这架上半身是飞机、下半身是航船,被誉为“大国重器”的飞机取名鲲龙,寓意颇深。鲲是中国古代神话中一种在水中是鱼,上天即是鸟的大型动物,以此命名,形象地体现出它一机多型的特点。它在满足森林灭火和水上救援要求的同时,还可以在海洋巡逻、海洋监测、岛礁运输、旅游观光以及“一带一路”的航行安全保障等方面发挥重要作用。

鲲龙机身长37米,高12.1米,翼展38.8米,是目前世界上最大的水陆两栖飞机。

外观上,鲲龙机身下半部分是船体,机身上半部分像常规的飞机,机翼两侧吊有两个浮筒。飞机由4台国产涡轮螺旋桨发动机提供动力,最大续航时间12小时,可在水源与火场之间长时间、多频次往返投水灭火——20秒内一次可汲水12吨,单次投水救火面积可达4 000余平方米;加油一次,最大投水量可达370吨。它最大巡航速度为500千米/小时,前往1 000千米之外的海难事发地来回只需4小时;最大航程4 500千米,一次可救援50名遇难人员或装载相应质量的救援物资。

鲲龙具备良好的水陆起降和低空低速飞行特征,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。由三亚起飞可到达南海海域的任何地点,实现全海域巡航,成为捍卫我国海洋权益的利器。

鲲龙研制前后经历8年时间,数以万计的科技人员参与协作攻关。他们在研制过程中攻克了一系列技术难关,形成了一套具有自主知识产权的水陆两栖飞机设计制造技术体系,为我国新型水面飞行器的发展奠定了坚实基础。

这些技术的难度大致可归纳为4个方面。

独特的气动外形设计。鲲龙37米长的机身中间顶部镶嵌一块38.8米的狭长平直机翼,承载性好,是飞机获得大升力、小阻力的最佳选择,有利于飞机在水中顺利跃起。机体后部的垂尾和高耸的水平尾翼,有利于保证飞行的安全、稳定与平衡。

安全高效的强劲动力系统。机翼两侧各安装两台Wj6涡轮螺旋桨发动机,这是罕见的(波音737和空客350机翼两侧都只有1台)。4台发动机,除了通常带有的压气机、燃烧室、燃气涡轮和尾喷管外,还多加了一个减速器以及与之相连的多叶片状的螺旋桨。螺旋桨转动时会产生向前的强大拉力,高温高压燃气流从尾喷管冲出时会产生向后的推力,这样一拉一推,两股合力共同驱动飞机快速向前。其与平直机翼互相配合、相得益彰,能够完全满足两栖飞机的大起动力、远航程飞行的要求。

水面起降的特殊要求。首先,水和空气的阻力不一样,飞机在起飞时二者临界阶段的阻力会发生剧烈变化,会导致飞机气动特性、流体特性发生很大改变,要克服这些困难起飞很不容易。其次,飞机在水中收起起落架,在水面滑行时如何操控方向是个难题,故需要新的控制方式—水舵。再者,两栖飞机对飞行员资质的要求更高。

一机多用的兼容潜力。飞机经改装后,除了可广泛应用于多个民用领域外,还可以实现“民转军”,成为军民融合的一种大型武器装备—它可以改造成反潜巡航机,装载用于巡逻、侦察、反潜和反舰的大量武器弹药;同时可以改装为水陆两栖预警机,协助我航空母舰提升整体战斗力。此外,它无需改装就可用于战时的水上救援,特别是我国目前海空力量奔赴远海常态化训练日益频繁,远海岛礁的运输补给和救援已经刻不容缓,两栖飞机正是一个上佳的选择。

鲲龙的后续研制任务还十分艰巨繁重。尽管目前它还处在试验试飞阶段,但已经受到国内外客户的青睐。相信随着技术定型和量产化的实现,鲲龙必将进一步打开国际航空产业的大门,为提升我国综合国力做出重要贡献。

鲲龙雄姿

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