4月20日
由我國自主研制的
大型水陸兩棲飛機(jī)AG600“鯤龍”
在京取得型號(hào)合格證
《中國航空?qǐng)?bào)》第4044期刊發(fā)特飛所文章
《“鯤龍”：對(duì)海浪比個(gè)“V”》
多年來，見證著AG600一次次摶風(fēng)擊水，伴隨著大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機(jī)AG600“鯤龍”系列總設(shè)計(jì)師黃領(lǐng)才一次次介紹、科普,，水動(dòng)力對(duì)“鯤龍”在海天間暢行的關(guān)鍵性，越來越為大眾所熟知,。
沿著“鯤龍”的每一程游弋回溯,，我們走進(jìn)了位于湖北荊門的中國航空工業(yè)集團(tuán)特飛所，在這里探尋高速水動(dòng)力成功拓展和實(shí)踐的故事,。
“如果肚皮先觸水,，會(huì)痛得受不了”
半年時(shí)間、七八千次試驗(yàn),、四五十個(gè)版本迭代——特飛所高速水動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室內(nèi),，亞洲最長、速度最高的航空高速拖曳水池長510米,。為了讓這架會(huì)浮游的飛機(jī)能夠破浪遠(yuǎn)航,，AG600水動(dòng)力專業(yè)團(tuán)隊(duì)隨“鯤龍”反復(fù)丈量。
對(duì)于水陸兩棲飛機(jī)來說,，由于水的密度遠(yuǎn)大于空氣,，相同條件下，飛機(jī)承受的水阻力可達(dá)空氣阻力的800倍,。同時(shí)，與陸地上剛硬堅(jiān)實(shí)的跑道相比,，波動(dòng)不平的水面也會(huì)嚴(yán)重干擾飛機(jī)運(yùn)動(dòng),。
“飛機(jī)的穩(wěn)定性和快速性是必須最先驗(yàn)證、保障的兩個(gè)基本性能,?！盇G600水上起飛操縱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型優(yōu)化先鋒隊(duì)隊(duì)長、特飛所水動(dòng)力研究中心全國青年文明號(hào)號(hào)長焦俊表示,。
“如果垂直于船體中心線,，把AG600船身層層‘切片’，我們將看到一系列開口大小不一,、尖尖的‘V’字剖面,?！苯箍〗榻B說。
“V”型船身,、多曲變截面船體外形是AG600的最大特征,。
“平板的滑行效率高——和打水漂一樣。如果向水面扔一個(gè)圓石球,，一下就會(huì)扎進(jìn)去,，只有扁平的小石片才可能穩(wěn)住、漂遠(yuǎn),?！苯箍≌f道。
“就像運(yùn)動(dòng)員跳水都是手先觸水,，如果肚皮先觸水,，會(huì)痛得受不了?！苯箍〈蛉さ亟忉專骸八訟G600船底并不是平面,，而是像兩個(gè)平板拼起來呈‘V’型，能夠減小沖擊,，讓飛機(jī)著水時(shí)像刀一樣劃開水面,。”
此外還要保證機(jī)體良好的流線特性,，這是對(duì)飛機(jī)的基本要求,。
因此，AG600船身并非兩塊直直的平板,，每層剖面的“V”字開口角度其實(shí)是連續(xù)變化的,。“通過反復(fù)試驗(yàn),，我們?yōu)椤H龍’設(shè)計(jì)出了獨(dú)屬于它的角度分布形式,，形成多曲變截面?！苯箍≌f,。
要想穩(wěn)，先給水設(shè)個(gè)“坎”要想在水面實(shí)現(xiàn)安全起降,、滑行,，抗壓抗阻能力也是水陸兩棲飛機(jī)必不可少的“出廠設(shè)置”。
斷階是AG600水動(dòng)力專業(yè)團(tuán)隊(duì)避免“鯤龍”被水面“吸”住,，將其托舉出水的關(guān)鍵工具,。它將船體前后分成兩部分，前體前部和后體向上翹起，前體后部為主滑行面,。
“相當(dāng)于給水設(shè)了一個(gè)‘坎’,。”中國航空工業(yè)集團(tuán)一級(jí)技術(shù)專家,、特飛所水動(dòng)力研究中心主任吳彬介紹,，當(dāng)AG600高速滑行時(shí)，斷階會(huì)使后體的部分船身下形成一層氣幕,，隔開水流,，大大減小該部分船體所受的阻力，還能夠像天平一樣通過平衡前后體,，提升飛機(jī)水中運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性,。
為了保證飛機(jī)穩(wěn)穩(wěn)漂浮，團(tuán)隊(duì)還為“鯤龍”套上了“游泳圈”——在AG600的地板與船體蒙皮之間,，分布著7個(gè)水密隔艙,。據(jù)特飛所水動(dòng)力研究中心主管設(shè)計(jì)師、工程師高現(xiàn)嬌介紹,，隔艙之間由水密艙板隔開,，即使有隔艙破損進(jìn)水，也不會(huì)滲入相鄰艙導(dǎo)致飛機(jī)沉沒,。
波浪——全員“公敵”
“水上首飛那天,，看到AG600從水面到空中，再順利降落到水面,，激起一層層浪花,，感覺特別震撼?！备攥F(xiàn)嬌回憶道,。
對(duì)于高現(xiàn)嬌和整個(gè)AG600水動(dòng)力專業(yè)團(tuán)隊(duì)而言，這是他們?yōu)閿?shù)不多可以欣賞浪花綻放的時(shí)刻——自投入AG600水動(dòng)力專業(yè)項(xiàng)目以來,，波浪始終是團(tuán)隊(duì)全員抵抗的“公敵”,。
根據(jù)近海使用需求，AG600的抗浪能力要達(dá)到2米,，也就是能在最大浪高2米的情況下安全起降,，超過了國際上同級(jí)別飛機(jī)1.2～1.5米的常規(guī)抗浪能力。
波高,、波長、海水,、淡水,、風(fēng)速、風(fēng)向……這些變量如同一根根無形的絲線，牽動(dòng)著AG600的每一個(gè)姿態(tài),，也讓AG600水動(dòng)力專業(yè)團(tuán)隊(duì)抽絲剝繭,，編織出一個(gè)個(gè)應(yīng)對(duì)策略。
正如名字顯示的那樣,，AG600上的抑波槽和抑波板因“抑制波浪”而生,。它們能夠?qū)㈦S飛機(jī)運(yùn)動(dòng)而四下噴濺的浪花“收攏”，轉(zhuǎn)成縱向流動(dòng),，避免浪花干擾發(fā)動(dòng)機(jī),、襟翼功能和飛行員視野。
“水面環(huán)境復(fù)雜,，單靠飛行員的隨機(jī)應(yīng)變進(jìn)行操作難度很大,。”焦俊說,，“所以不僅要通過構(gòu)型抑制波浪,，還要能識(shí)別波浪，為飛行員決策提供指導(dǎo),?！?/span>
焦俊介紹，水上飛機(jī)的狀態(tài)參數(shù),、水面環(huán)境參數(shù)很多,，相互之間耦合作用，對(duì)飛機(jī)水上性能影響非常復(fù)雜,。團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中模擬AG600水面起降工況,，針對(duì)每一個(gè)飛機(jī)狀態(tài)參數(shù)、水面環(huán)境參數(shù)與飛機(jī)水面起降性能的關(guān)系都會(huì)開展理論計(jì)算,、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)以及分析,，從而構(gòu)建起飛機(jī)構(gòu)型參數(shù)、大自然輸入的環(huán)境參數(shù)與飛機(jī)輸出的動(dòng)作姿態(tài)的關(guān)系,。
然而,，波浪瞬息之間變化萬千，不能保證船身同樣的位置總能對(duì)應(yīng)撞上同樣的波浪,。
“撞上波峰,、波谷還是波腰，都會(huì)造成不同的狀態(tài),?！碧仫w所水動(dòng)力研究中心設(shè)計(jì)師、工程師王凡說道：“控制不了變量就可能造成數(shù)據(jù)異常,。沒有好辦法,，只能按照師傅的要求調(diào)試設(shè)備,、重復(fù)試驗(yàn)、分析數(shù)據(jù),。我們?cè)?jīng)連續(xù)試驗(yàn)了四天四夜,。”
特飛所水動(dòng)力研究中心全國青年文明號(hào)依然保持著“老帶新”的傳統(tǒng),。在特飛所水動(dòng)力研究中心,，青年員工入職后，會(huì)在老員工的幫助下到模型加工車間跟產(chǎn),，去試驗(yàn)試飛現(xiàn)場實(shí)習(xí),。“有了全流程,、全周期的認(rèn)知,，才能更好地做設(shè)計(jì)，更好地在整個(gè)體系中定位自己的工作,。經(jīng)過青年文明號(hào)的培養(yǎng),，每個(gè)人都能獨(dú)當(dāng)一面?！苯箍∽院赖卣f,。
“鯤龍”出水，青年扎根,。2023年,，特飛所水動(dòng)力研究中心被認(rèn)定為全國首批“二星級(jí)全國青年文明號(hào)”。
破譯每朵浪花蘊(yùn)含的語法,，探求每片湖海承載的生機(jī),，水動(dòng)力奔涌不息，將激蕩出“國之重器,、救民水火”源源不斷的航行動(dòng)力,，與昂揚(yáng)蓬勃的生命動(dòng)力。
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