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专家解读国产水陆两栖飞机为何有三次首飞

2020-07-28 09:50 青岛海洋发展网

中国“大飞机家族”26日再传喜讯:国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600当天成功完成海上首飞。这艘“会游泳的飞机”“会飞的船”实现人类自古以来“飞天入海”的梦想。不少关心“鲲龙”进展的网友26日也发出好奇的感叹:这是国产水陆两栖飞机的第三次首飞了吧?这么多次首飞意义何在?

先海上降落再起飞

《环球时报》记者26日从中国航空工业集团了解到,“鲲龙”这次海上首飞选择在山东青岛团岛附近海域。约9时28分,“鲲龙”从山东日照山字河机场滑行起飞,在空中飞行约28分钟后顺利抵达试飞海域。

与普通飞机不同的是,“鲲龙”的海上首飞是先在海上降落,然后再起飞。10时14分,“鲲龙”轻盈入水,平稳地贴着海面滑行,随即完成回转、调整方向、加速、机头昂起……一气呵成。10时18分,“鲲龙”再次迎浪腾空,直插云霄,圆满完成海上起飞。

在安全飞行约31分钟,完成一系列既定试飞科目后,“鲲龙”于10时49分顺利返回日照,降落在山字河机场,成功完成首次海上飞行试验任务,这标志着型号研制取得重大进展。伴随着《歌唱祖国》的激昂旋律,“鲲龙”通过气势恢宏的水门回到主席台前。机长赵生报告顺利完成首次海上起降科研试飞任务。

据介绍,这是“鲲龙”继2017年12月24日在广东珠海金湾机场实现陆上首飞、2018年10月20日在湖北荆门漳河机场完成水上首飞之后的第三次首飞,为下一步飞机进行海上科研试飞及飞机相关性能验证奠定了基础。

三次首飞差别在哪里

普通飞机令人瞩目的首飞通常只有一次,为何“鲲龙”会有多达三次首飞?专家告诉《环球时报》记者,该机具有“水陆两栖、一机多型”多用途的特殊性,这决定了它与其他陆基飞机在首飞科目上的差异。

其中,陆上首飞和大多数其他类型的飞机一样,验证飞机的基本功能和飞行性能,是型号从图纸到实物产品的重要环节;水上首飞则是在湖面进行,验证飞机在面临突发火灾等自然灾害危机情况下,在浪高相对较小的湖面进行起降汲水等功能。而海上首飞主要检验飞机远海救援时,在海面条件下飞机的起降特性,检查飞机各系统在海洋环境下的工作情况,重点验证飞机海上抗浪能力、腐蚀防控等性能。同时针对海洋高盐度、高湿度环境下带来的腐蚀防护问题,对飞机防腐效果进行评估,对未来飞机执行远海货物运输、水上应急救援等任务的需要做好准备。

尤其是后两次首飞,虽然都是在水面上起飞,但海面与内陆湖面的巨大差异,给试飞工作带来巨大的挑战。

首先,水的盐度不同。水上首飞选择在湖面进行,湖泊中是淡水,盐度相对较低,对飞机各系统的腐蚀防护考验较小;而海上首飞在海上进行,海水盐度明显高于湖泊中的淡水,腐蚀性更强,对于试验机的防腐蚀要求更高。

第二,密度不同。海水密度大,湖水密度小,飞机在水中受到的浮力和起飞时需要克服水的“粘性”也会有差异。这种差异在飞机高速滑行时更为明显,尤其是降落时,在同等飞行条件(飞行重量、飞行姿态、飞行速度、下降率等相同)下,海水密度更大,飞机在海面降落时,海水对飞机的反作用力相对湖水要大,这种差异会让飞行员觉得比淡水水面“偏硬”。

第三,波浪不一样。内陆湖面一般是由风形成的风浪,是短碎波浪,浪高相对较小,且波浪传播方向一般与风向一致。因此飞机在湖上起降时,一般选择迎风迎浪起降。而海面上波浪类型多(由风形成的风浪、水下的整体运动形成的涌浪、大型船行波等),浪高大、能量大,不同类型波浪可能同时存在,而且传播方向不一致。同时,海面还伴有洋流和风等复杂因素,会使得飞行环境变得更加复杂。

海上首飞需克服更多难题

两栖飞机在水面加速滑行过程中不可避免地会产生喷溅,若要在“波浪汹涌”的海面起降,喷溅会变得更加严重,可能造成飞机襟翼、螺旋桨等结构部件发生变形甚至损坏。为此“鲲龙”采用V型船体、加装抑波槽和导流板等措施,有效地抑制喷溅,对进入抑波槽的水流进行控制,降低喷溅高度和减弱喷溅冲击能量,保障了飞机在波浪海面上的起降安全。因此“鲲龙”海上首飞重点检验飞机喷溅特性、抗浪性、加速特性和水面操纵特性,检查飞机各系统在海洋环境中的工作情况,并收集海上飞行数据,为后续相关工作提供支撑。

此外,飞机在陆上起飞和降落时依托坚硬平滑的跑道和有缓冲作用的起落架系统,相对来说飞机的安全更有保障。而水上首飞和海上首飞都包括飞机“从空中降落到湖面或海面”和“从湖面或海面加速滑行升入空中”这两个阶段。尤其是海面起降过程中,由于浪涌的波动起伏更大,更容易导致飞机发生上下颠簸和摇摆,专业术语叫“纵摇”。如果纵摇发散,飞机就会像海豚一样上蹿下跳,也就是所谓的“海豚跳”,严重的话飞机会失控,一头钻进水里。另外海水的密度大约是空气的800倍,飞机在水上起飞时要想加速到离水速度,飞机的水动阻力特性就要设计得比较好,尽可能降低阻力系数,要使飞机在通过阻力峰时仍具有足够的加速度,以保证飞机短时间内加速到离水速度起飞。

而对于飞行员来说,海面环境比湖面环境复杂得多,飞行员只能基于对飞机飞行特性足够了解的基础上,通过丰富经验去决定是逆风降落、逆海浪降落,或者是正侧风、沿波峰等降落,有时或许是顺风降落才是最好的选择。

“鲲龙”如何做到“一机多用”

国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600是为满足森林灭火和水上救援的迫切需要而研制的特种用途民用飞机,是国家应急救援体系建设急需的重大航空装备。

“鲲龙”按照“水陆两栖、一机多型”的设计思路研制,最大特点是既能在陆地上起降,又能在水面上起降。执行灭火任务时,它可在水源与火场之间多次往返投水灭火,既可在水面汲水,也可在陆地机场注水,最多载水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米。根据加拿大等国的森林灭火经验,水上飞机直接在河面或湖面降落后,可以快速灌满机内水箱,然后直接起飞奔赴火场,具有出动效率高、载水量大的突出优点。

此外,“鲲龙”拥有高抗浪船体设计,除了水面低空搜索外,还可在水面停泊实施救援行动。它的巡航速度可达每小时460公里,是救捞船只的10倍以上,最大航程超过4000公里,一次可救援50名遇险人员或装载相应重量的空投物资,可快速响应、快速到达,具备良好的水陆起降和低空低速特性,能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。

据介绍,“鲲龙”在满足森林灭火、水上救援等要求的同时,还可根据用户的需要加改装必要的设备,满足其他特殊任务需要。中国空军专家傅前哨曾表示,目前中国海空力量奔赴远海常态化训练越来越频繁,这就需要提前考虑训练过程中一旦突发意外,用什么装备去救援,两栖飞机就是很好的选项。它可以在被搜救目标附近降落,直接将后者营救上机,这是直升机和常规固定翼飞机无法做到的。西方则对“鲲龙”的远海岛礁补给能力表示关心,它可在岛屿附近海面降落,非常适合那些没有机场的小型岛礁。

(环球时报   马俊)

编辑:徐琛
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