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上天入海 能飞会游

揭秘水陆两栖飞机“鲲龙”的“超能力”

齐鲁晚报     2022年12月16日
  2018年10月20日,AG600技术验证机实现水上首飞。
  12月9日,大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600M(1006架)在珠海首飞成功。这是今年以来第三架完成首飞试验的AG600M飞机,标志着向2023年6月正式投入实战又迈进了关键一步。水陆两栖飞机到底有多牛?既能上天又能入海的“鲲龙”又是如何炼成的?
从0到1,造出“会游的飞机”
  作为“中国大飞机三兄弟”之一的“鲲龙”AG600,是继运-20交付列装、C919实现首飞之后,国产大飞机领域取得的又一重大突破,填补了我国大型水陆两栖飞机的研制空白。
  “鲲龙AG600既是一艘会飞的船,也是一架会游的飞机。”航空工业通飞华南公司总工程师黄领才说,“这是为了满足我国森林灭火和水上救援的迫切需要,由我国首次自主研制的大型特种用途民用飞机,也是目前世界上在研最大的水陆两栖飞机。”黄领才介绍,目前能研发水陆两栖大飞机的国家寥寥无几,关键的水上起降技术都处于封锁状态。
  面对“从0到1”的挑战,航空工业通飞华南公司“逢山开路、遇水架桥”,可以说是“举国之智打造出国之重器”。
  “2009年6月,AG600经国家正式批复立项。立项初期,我们想得太简单,以为给水上飞机加个起落架,换个发动机,换上新的机载设备,就能很快实现水陆两栖。事实上,这个过程充满挑战。”黄领才介绍,AG600上半部分是飞机,下半部分是船的造型。它高12.1米,机身长度37米,翼展38.8米,机身外部尺寸与波音737相当;最大起飞重量53.5吨,最大航程超过4000公里。
  为保证这个“大块头”能在水面上“如履平地”,机身多个部分都有特殊设计。比如,为了克服飞机在水面滑行时出现不可控制的“海豚跳”,光一个水动模型就做了十多种,实验上万次,才找到理想的水动模型。
  水的密度是空气的约800倍,飞机在水上起飞如何克服阻力?“我们在飞机底部靠中间的位置,做了一个特殊设计叫‘断阶’,可减少水阻力,使飞机更顺畅地从水面起飞。”航空工业通飞研究院结构部部长刘木君说。
  飞机在水面滑行时,会产生大量水的喷溅,喷溅太大,会冲击和损伤发动机、螺旋桨。如何减小喷溅的冲击?“飞机下半部分船体上,特别设计了一个叫抑波板的装置,船体在水面上高速滑行时,抑波板可以引导水流,减小喷溅的影响。”刘木君解释。
  水上难题迎刃而解,可如何让这艘会游的飞机在蓝天翱翔?气动设计优化、高支点起落架设计、高升力翼型设计……每走一步,都是大型特种飞机的技术创新。最终,在突破高抗浪船体、气水动布局、起落架研制等飞机“上天入海”关键技术后,2016年7月23日,AG600技术验证机在珠海总装下线,编号001架机。全机机载成品95%以上为国产产品,绝对纯正的“中国血统”。“鲲龙”AG600从此一飞冲天。

20秒汲水12吨,单次救火4000余平米
  上天为飞机,入水为航船,水陆两栖的精妙设计,让AG600成为灭火救援的“多面手”。
  森林火灾居三大自然灾害之首,突发性强、破坏性大且救援较为困难。在我国,东北、西南两大林区是森林火灾高发区,地面人力难以第一时间有效扑灭火灾。而AG600飞机是森林“灭火能手”,可在水源与火场之间多次往返投水灭火。
  我国常用的灭火直升机航速只有160公里/小时,且单次汲水量在5吨以内。而“鲲龙”AG600最大巡航时速为500公里,是运输类直升机速度的2倍,能在水源和火区间快速往返。
  在森林火区附近的水源处,“鲲龙”AG600可以在不用减速的情况下,直接俯冲至水面,一边在水面高速滑行,一边快速汲水,短短20秒就可汲水12吨,随后加速起飞抵达火场,在距树梢30米到50米高度投水,单次投水救火面积高达4000余平方米。
  灭火救援时,AG600M“鲲龙”可选择“12吨齐投”或“12吨分投”两种模式:如果4个水箱同时打开齐投,可在4秒钟内把12吨水全部投入火场,形成强力灭火水弹;如果每次打开1个水箱,可投水3吨,便于在火场的边缘区域形成隔离带,避免火势蔓延。
  据有关部门统计,如果发生森林大火,全国可调动的能用于航空灭火的航空器只有30多架。目前,我国森林航空消防与国际先进水平仍存在巨大差距。
  “正因如此,鲲龙AG600飞机对提升国产民机产品供给能力和水平,促进我国应急救援航空装备体系建设的跨越式发展,具有重大意义。”黄领才强调。
远海救护高手,一次可救50人
  针对海上应急救援,“鲲龙”AG600更是优势尽显。海上救援黄金时间为12小时,“鲲龙”海上救援速度是救捞船舶的10倍以上,并且拥有高抗浪船体设计,它能最低稳定飞行至高50米的地方,一旦发现救援目标,能在风浪高达2米的情况下自由起降,直接在水面停泊实施救援,一次最多可以救护50名遇险人员,或装载相应重量的空投物资,相比传统的海上船舶、直升机救援,“鲲龙”AG600的救援速度更快,能够应对更复杂的海上救援环境。
  “鲲龙AG600的问世,为我国提供了开展中远海上救援、远洋航行安全巡护的有效手段,将我国海洋救援能力从300公里提到1500公里。”黄领才说。
  “除了满足森林灭火和水上救援需要外,它还具有突出的改装潜力,可在海洋资源开发、海上公共服务等多个领域发挥关键性作用,可在岛礁间穿行,执行海洋监测、海关缉私、航空运输等任务,是名副其实的多面手。”中航工业民机工程部通飞办主任冷毅勋说。

“鲲龙”明年将投入实战应用
  如今,AG600不仅先后完成技术验证机的陆上、水上、海上首飞,还实现了全状态新构型灭火机AG600M的研制和首飞。
  据航空工业通飞华南公司相关负责人介绍,研制批全状态新构型灭火机共投产4架。首架机已于5月31日实现陆上首飞,8月29日实现水上首飞。第二架机于9月10日实现陆上首飞。第三架机12月9日完成了首次飞行试验。截至目前,已有三架机同时开展飞行验证试验任务。
  据悉,改进优化后的AG600M飞机最大起飞重量提高到60吨,最大投水量达到12吨,巡航高度提高到7600米,实现了真正的“全状态”“新构型”。
  “我们仅用三年半就完成了AG600M的研制和首飞,全机98%部件为国内研制,关键技术100%实现国内自主配套,没有十年来国家整体工业实力的提升做保障,这一切难以想象。”黄领才说,目前,作为“鲲龙”AG600水陆两栖飞机家族中的一员,AG600M已全面转入适航取证阶段。
  “按照计划,‘鲲龙’AG600计划于2023年具备执行灭火任务能力并投入实战应用,并实现2024年取证、2025年交付首批客户。”航空工业通飞华南公司党委书记、董事长熊贤鹏表示,不久,“鲲龙”将在应急救援、森林灭火等关键领域发挥作用,为提升我国应急救援能力做出贡献。


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