AG600到底有多牛

  • 来源:百科知识
  • 关键字:AG600,水陆两栖飞机,海上搜救
  • 发布时间:2019-01-14 12:27

  10月20日下午,习近平主席发出贺电,热烈祝贺我国国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功完成水上首飞。这是继2017年12月24日AG600顺利完美实现陆上首飞后,该型号飞机的又一重大突破。水陆两次成功首飞标志着AG600飞机正式从试制全面转入试飞阶段,它的出现填补了我国在大型水陆两栖飞机领域的研制空白,AG600成为继运-20、C919之后,我国大飞机家族的另一个重量级选手。

  AG600首飞成功后,国内外媒体纷纷报道。不少国内媒体在标题中使用了“全球最大水陆两栖飞机”等字眼,格外引人注目。世界上主要有哪些大型水陆两栖飞机?国产两栖飞机AG600的设计水平如何?它在世界上能排第几,到底有多牛?今天,我们就来聊聊这个话题。

  为何研制AG600

  水陆两栖飞机的最大优势是可以在辽阔的水域使用,安全性好,地面辅助设施较经济,特别适合多岛海域。它可以停在水面,无需在陆地建设昂贵的机场跑道。从军事上讲,它可以承担水上救援、巡逻、特种运送等任务,优势巨大。所以俄罗斯、日本、加拿大等军事强国竞相发展水上飞机。

  在我国,AG600大型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,可满足我国森林灭火和水上救援等的迫切需要。该机翼展38.8米,机长37米,机高12.1米,外部尺寸与波音737相当,采用上单翼、前三点可收放式起落架、船身布局形式,安装有4台国产涡桨-6发动机,低空巡航速度460千米/时,最大起飞重量53.5吨,最大航程超过5000千米,具有可达性、机动性好,搜索范围广、搜索效率高,安全性高,装载量大、续航时间长等优点。

  作为两栖飞机,AG600既能在陆地上起降,也能在水面上起降,可在水源与火场之间多次往返投水灭火。使用AG600进行森林灭火、特种灭火的效率非常高。这是因为AG600身形巨大,20秒内便可一次汲水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米。由于飞机机动灵活,可多次取水,对火点进行持续打击。

  当今世界,海上搜救力量主要依托搜救直升机;但搜救直升机飞行速度慢,时速通常不到300千米,难以实现快速营救,且搜索范围受限。固定翼水陆两栖飞机的飞行时速能达到400~600千米,且可降落在被搜救目标附近,并将被搜救目标直接营救上机,这是直升机和常规固定翼飞机所不具备的性能。

  AG600的海上救援能力强,可快速响应、快速到达,并在复杂气象条件下实施救援,其起降抗浪能力不低于2米,可一次救助50名海上遇险人员。

  虽然被定位为民用,但随着我国在南海建礁工程的推进,更多海上驻点需要远程补给乃至救援服务,这也让AG600未来可以发挥更大的作用。

  事实上,在AG600之前,我国曾研制过一款水上飞机—水轰-5。水轰-5于1968年被批准研制,原型机由哈尔滨飞机制造公司制造,1986年服役;然而,由于机载设备存在明显缺陷,无法达到军方要求,水轰-5最终未能投入大批量生产。包括原型机在内,水轰-5只生产了7架,最终有4架服役,装备于解放军北海舰队航空兵部队。

  目前,这批水轰-5的服役时间已经达到27年,接近服役全寿命。由于是在海上飞行使用,高盐度海水对飞机机体、发动机等的腐蚀相当厉害,地勤维护变得十分艰难。

  世界大型水上飞机知多少

  其实,不止我国,世界上很多国家都研制过大型水上飞机。下面按照个头尺寸及起飞重量,笔者依次罗列了世界上所有起飞重量在20吨以上的水陆两栖(水上)飞机。

  1.夭折的水上巨无霸,H-4“大力神”

  第二次世界大战期间,战火席卷全球。长时间的对峙使得交战双方在武器、兵员、弹药、设备等方面的运输举步维艰。美英两国不得不加足马力,拼命造船,但运输船队屡遭袭击,同盟国军队苦不堪言。为此,美国官方决定划拨资金,研制一款巨型水上飞机。按照要求,这种水上飞机要能够一次运载500名全副武装的士兵或同等重量的军事装备,且航程要可达大西洋或太平洋的任何地方。该计划最初由美国企业家亨利·凯斯在1942年提出,计划最终由美国休斯公司负责实施,这架飞机被命名为H-4“大力神”,绰号“云杉鹅”。

  休斯公司的创始人休斯是个奇人,他既拍过电影,也造过飞机。

  为了节省金属材料,H-4“大力神”在建造时使用了大量木材。建成的飞机长达66.6米,翼展97.54米,比波音747还大,飞机起飞重量181.4吨。在布局上,飞机采用上单翼,8台发动机,计划运载500~700人。

  1947年11月2日,休斯亲自驾驶“大力神”破水滑行并升空24米,在飞行了1600多米后降落。此后,这架飞机再也没有飞上天空。实际上,那次贴着水面的试飞只是一种利用地面效应的飞行,H-4“大力神”根本无法高飞,只能贴着水面飞行。由于试飞成绩不佳、预算超支、战争结束以及美国政府停止订货等原因,H-4“大力神”项目最终夭折,研制出的飞机也成了供游客观赏的展品。

  1976年,休斯去世,H-4“大力神”飞机一直辗转于民间,被航空爱好者收藏。这架飞机与其说是航空技术的结晶,不如说是浪漫与梦想的点化。在现实世界中,它也确实只是休斯“折腾”的产物。

  2.水陆两用飞机A-40,王者归来

  最近,俄罗斯联合航空制造集团公司对外宣布,该公司正在考虑恢复生产苏联时期的A-40“信天翁”水陆两用飞机。A-40为苏联时期的多用途水陆两用飞机,是苏联别里耶夫设计局研制的世界上最大的双发涡扇式多用途水陆两用飞机,其基本用途为海上巡逻和客货运输;设计工作始于1983年,1986年实现首次飞行,1987年开始批量生产;其主要型别有A-40反潜/侦察/布雷型、海上巡逻以及搜索救援型等。据媒体报道,A-40曾创下148项世界纪录:飞机最大起飞重量90吨,飞行时速800千米,航程4000~5500千米,巡航时间12小时……这是世界上任何同类飞机都无法比拟的。

  A-40最初是根据航空航天搜索和救援服务的技战术要求研制的。除了搜索外,它还能用于反潜,可携带水声浮标、深水炸弹、水雷、鱼雷等。在苏联解体后,该项目被叫停。

  如果A-40恢复生产,将给俄罗斯从北极到外太空的战略计划带来新的助力。未来两年内,俄罗斯有望在“东方”航天发射场进行载人航天发射任务,一旦火箭出现故障,飞船可能会落入太平洋。届时,新的A-40将承担相关搜救任务。新的A-40还能在北极地区执行疏散和救援。除了执行民用任务外,A-40也具备执行军事任务的能力。它仍将成为一种有效的反潜飞机,在未来与我国的AG600水陆两栖飞机竞争。

  A-40采用常规后掠翼,机翼为超临界翼型,大展弦比达8.66,具有很高的升阻比。为保持飞机在水面滑行时的横向稳定性,翼尖装有小艇。为减小阻力,A-40采用流线型机身,机头呈圆锥形,前段机身底部呈W型,后段为V型,这样的机身会使飞机浮力增大,有利于离水起飞。A-40安装有两台大推力D-30KPV涡扇主发动机以及两台R-60K型助推涡喷发动机,助推发动机可为飞机起飞提供辅助动力。飞机主要机载设备包括惯性飞行和导航系统,标准的通信电台和敌我识别器,导航、搜索、侦察和浪高测量雷达,常规仪表,轰炸设备以及光学/电视瞄准具等。

  A-40飞机翼展41.62米,机长43.84米,最大有效载重量6.5吨,最大起飞重量86吨,最大巡航时速720千米,实用升限9700米,起飞距离1000米,着陆距离1450米,最大载重航程4l00千米。

  3.日本的US-2水上飞机

  日本是个岛国,有近3万千米的海岸线,因而独具特色的水陆两栖飞机深受日本海上自卫队的青睐。1967年,日本海上自卫队就自行研制出了国产PS-1水陆两栖飞机;然而,该飞机飞行高度太低,航程过短,速度太慢,很快被淘汰,随后替换为US-1A水陆两栖飞机。US-1A由日本新明和工业株式会社研制,共向日本海上自卫队交付了20架;但在US-1A交付后,仍不能满足日本海上自卫队的任务要求,于是便有了对US-1A的全面升级,产生了US-2水上飞机。

  US-2水上飞机首飞于2003年,其翼展为33.15米,机长33.46米,陆地最大起飞重量47.7吨,飞行时速480千米,其飞行高度可达6100米,最大航程4600千米,水上滑跑起飞距离约460米,水上最短着陆距离约220米(载重36吨)。就起降距离来讲,US-2与其他国家的水陆两栖飞机相比,有相当大的优势。例如,加拿大的CL-415水陆两栖飞机的起飞距离为814米,着陆距离为665米;俄罗斯的别-200水陆两栖飞机的起飞距离为1400米,着陆距离为800米。US-2是4引擎涡轮螺旋桨飞机,安装了艾利逊-罗罗公司的AE-2100引擎,采用电传操纵等先进的航空电子技术。

  US-2起降速度快,可以在风大浪急的海面起降,是开展海上救援的理想工具。它不但能够执行搜救任务,而且能够执行海上巡逻和反潜等各种作战任务。该飞机使用玻璃驾驶舱,增加了海上搜索营救的可靠性。与US-1A相比,US-2提高了飞行性能,减少了驾驶员的工作量,并使原来的3人机组减为现在的2人机组。它加装了压力机舱系统,是世界上第一种装有增压舱的大型水上飞机。增压舱的运用可使US-2飞到9000米以上高度。

  US-2还可用于运送特种部队、投放小型快艇执行突击任务,以及执行监视任务,包括反潜作战任务。US-2最重要的价值在于它无需长跑道,能够在配有简单水泥停机坪的海港起降,便于进行加油和支援活动。太平洋的岛屿数以千计,这种性能极具吸引力。

  4.多用途水陆两用飞机别-200

  别-200是俄罗斯塔甘罗格别里耶夫设计局研制的双发涡扇式多用途水陆两用飞机,是A-40的缩小型。别-200首架原型机于1996年9月出厂,1997年首飞,1998年交付使用。其主要型别有灭火机型、客机型、货机型、救护机型和搜索救援型等。目前俄罗斯国内的订货数已达116架。

  别-200的总体设计与A-40较为相似。从外形上来看,别-200采用了与A-40相同的常规布局,后掠上单翼,大展弦比,T形尾翼,中规中矩的方向舵和升降舵设计。中翼后上方并列安装有两台俄制D-436PT型涡轮风扇发动机,单台推力73.6千牛。别-200机身为全金属半硬壳结构,底部为船体设计。2名驾驶员,座舱位于机头上方,客机型可载64名旅客或10~52名头等舱和二等舱旅客,起落架为前三点式。

  与A-40不同的是,别-200整机尺寸减小,翼下增稳浮筒内移,翼尖加装了翼梢小翼,采用全气密机身。别-200还取消了助推涡喷发动机。其前、主起落架均为双轮式,驾驶舱仪表板上安装了由美国本迪克斯公司生产的液晶显示器,机上还配有MH-5气象雷达、ARIA-200数字笔导航系统等先进的机载设备。别-200的翼展为32.88米,机长32米,最大起飞重量36吨,吸满水后的最大空中重量为43吨,飞机最大巡航速度700千米/时,实用升限11千米,陆地起飞距离600米,水上起飞距离1000米,陆上着陆距离1050米,水上着陆距离1100米,吸水距离1450米,航程(载重4吨)2100千米。

  5.俄制别-12水陆两栖飞机

  别-12“海鸥”是苏联别里耶夫设计局于20世纪50年代末研发的一款军用水陆两栖飞机,主要用于执行海上巡逻和反潜任务,研制工作始于1956年。1960年11月,别-12首架试验机在陆地机场完成首飞,1961年11月,该机在第五次飞行试验时失事坠毁,第二架试验机于1962年完工。别-12采用传统的海鸥张臂式上单翼,除操纵舵和副翼是麻布蒙皮外,机体为全金属结构。采用双梁结构的机翼由20°上反角的矩形内翼和1.5°下反角的外翼组成。机翼内有8个油箱船。外翼下安装了具有平滑船形底部的侧向稳定浮筒,每个浮筒由5个不透水的密封舱组成。

  别-12机身底部被分成10个不透水密封舱,当其中一个或几个受损时,仍能保证飞机在水上有足够的浮力。领航员和驾驶员的非密封座舱位于机身前部,中部设有带瞭望窗的报务员舱。当水面乘员需要紧急离机时,机上备有充气橡皮艇和救生衣。驾驶舱内还设有弹射座椅,弹射初速度为24.1米/秒。为防止机翼、尾翼和发动机进气口结冰,别-12还有空气加热系统,性能大大优于前辈—别-6。它操作简便,可搜索跟踪距驻地700~800千米的潜艇,并能用AT-l型鱼雷或炸弹将目标摧毁。

  目前,别-12已经衍生出了反潜型、救援型、灭火型、作战型、生态考察和运输型等不同类型,除在俄罗斯国内使用外,别-12还被出口到越南、叙利亚和埃及,并曾出现在1973年的阿以武装冲突中。

  别-12机长30.11米,翼展29.84米,空机重量24吨,正常起飞重量34.5吨,最大起飞重量36吨,最大飞行时速(高度4000米)540千米,实用升限8400米,航程3500千米,起飞滑跑距离1200米,着陆滑跑距离1100米。6.加拿大CL-215/CL-415灭火飞机CL-215是由加拿大庞巴迪宇航公司研制的双发水陆两栖固定翼灭火飞机,为全球知名的森林灭火飞机。该机操纵和维护简便,能在简易机场、湖泊和海湾上起降。1969年获得加拿大和美国型号合格证。自1981年12月开始交付使用以来,已生产100余架,出口到法国、西班牙、意大利、南斯拉夫、希腊和泰国等国家。除灭火外,该飞机还可用于巡逻、搜索、救援和客运等其他通用航空任务。

  CL-215是其装配活塞式发动机的型号,其改装涡浆发动机的型号为CL-215T和CL-415。CL-215的翼展28.5米,机长19.8米,最大起飞重量19.7吨(陆上)/17.1吨(水上),标准飞机空重11吨,有效载重5.3吨,发动机为PWACPW-120,巡航速度为306千米/时,陆上起飞滑跑距离777米,水上起飞滑跑距离774米,陆上着陆滑跑距离768米,水上为835米,实用升限6100米,最大航程2200千米。CL-215采用全金属船身式结构,其船身可保证飞机在水面上起降。它还装有前三点式起落架以便在陆上起降。该机机身内有两个水箱,既可在地面机场装水,又可在飞机从水面掠过时利用两个可收放的吸水管吸水。当CL-215飞机以110千米的时速从水面掠过时,利用水的动压把水箱吸满只需10秒钟,掠水飞行距离为1222米。吸满水后,飞机即可离水爬升,飞赴火场。CL-215的有利投水高度为35~40米,一次投水约3秒钟时间,可覆盖120×25平方米的区域。一架飞机每天可作业上百次,提供50多万升水进行灭火,必要时每天最多可吸水160次,注水量超过87万升。

  试验证明,该机还可以在空中喷洒泡沫灭火剂,以扑灭燃油引起的火灾。CL-215/CL-215T及其最新型号CL-415是目前世界上最优秀的灭火飞机,至今仍在生产。

  AG600是“第一大”吗

  衡量一款水上飞机性能的参数有很多,譬如起飞降落距离、巡航速度、航程,等等。这里我们挑选起飞重量、翼展、航程、巡航速度等几个主要参数,来讨论国产“鲲龙”AG600在世界主要水陆两栖飞机中的地位和技术水准。前文汇总了世界上最大起飞重量在20吨级以上的所有水上飞机型号:美国H-4“大力神”、俄罗斯A-40、日本US-2、俄罗斯别-200、别-12和加拿大CL-215/CL-415。附表是笔者按照体型大小排序,汇集了以上几款大型水上飞机的数据。从表中可以看出,美国在20世纪40年代研制的H-4“大力神”飞机,不管是体型(翼展)还是起飞重量方面都遥遥领先,但飞机项目早已夭折,没有研发成功。在它之后,俄罗斯的A-40水上飞机不管是个头,还是最大起飞重量、巡航速度,均明显大于我国的AG600以及US-2、别-200、别-12和CL-215/CL-415。

  在所有飞机里,日本的US-2飞机起降距离最短,起降性能优越。尽管其个头、起飞重量、航程和巡航速度均较我国的AG600没有优势,但US-2十几年的实际表现相当出色,为其赢得了很好的声誉,已得到希腊、印度等国的青睐。

  区别于其他飞机的涡桨或活塞式发动机,俄罗斯的A-40和别-200均采用涡扇发动机,这为A-40和别-200带来了更大的飞行速度。也就是说,这两款飞机在执行灭火、水上救援等任务时具有更为快捷的响应速度;但与此同时,高速的飞行也带来了一个问题,那就是起飞、降落时抗风浪能力变差。

  需要说明的是,尽管CL-215/CL-415飞机在起飞重量、航程以及速度等方面逊色于其他机种,但它们在起降距离、抗风浪、操稳性等方面性能俱佳,这使得CL-215/CL-415成为当今世界最有名、最畅销的现役大型水上飞机。过去的40多年,已经有近200架CL-215和CL-415系列水陆两用飞机交付给来自全球十几个国家的客户。如,美国会定期租用加拿大的CL-215水陆两用飞机,西班牙和意大利长期以来一直在广泛使用这些水陆两用飞机,希腊空军装备了20多架用于消防的CL-215/CL-415水陆两用飞机,葡萄牙、土耳其、斯洛文尼亚、克罗地亚、泰国和委内瑞拉等国都有数量不等的CL-215或CL-415水陆两用消防飞机。

  从前面的介绍不难看出,国产“鲲龙”AG600已经晋升为仅次于俄罗斯A-40的第二大水上飞机。它的研发成功使得中国的水陆两栖飞机实现了巨大飞跃,设计水平已提升至世界前列。这是我们的骄傲。

  沈海军

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