中國水陸救援添重裝備:AG600

2015-10-30 20:58 來源:南方日報

大災面前,考驗的不僅是人心,還有一個國家的應急救援體制。

作為國務院立項批復的大型民用飛機項目之一,AG600就是專為建設國家航空應急救援體系而研制,目的是救人于水火。

從2009年立項,歷經(jīng)4年設計1年總裝籌備,如今,這架我國自主研發(fā)的世界最大在研大型水陸兩棲滅火兼救援飛機終于進入總裝階段。今年3月起,AG600的大部件陸續(xù)從全國各地運抵它的設計總裝基地——位于珠海的中航工業(yè)通飛公司。目前,機頭和中機身已經(jīng)抵達。

大部件的運抵標志著AG600從圖紙走向現(xiàn)實,也意味著中國水轟-5水上飛機在研制40年之后終于“后繼有人”,在不遠的將來,AG600將成為我國水陸救援的“重裝備”。

體形大過波音737

整機“V船體”造型搭配流線設計的機頭,AG600看上去像一只靈動的海豚,它比波音737的標準型號還要大,組裝完成需要超120萬個零部件

與同樣是國產(chǎn)的運-20、C919等大飛機相比,AG600的造型顯得個性十足。按照“水陸兩棲、一機多型、系列發(fā)展”的設計思路,AG600采用單船身、懸臂上單翼布局及前三點可收放式起落架。

其中,單船身是AG600最顯著的一個設計特點,即上半部分采用常規(guī)的飛機客艙結(jié)構(gòu),而下半部分為船體結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)是為滿足水陸兩棲飛機水面起降而設計的特有結(jié)構(gòu),不僅能滿足常規(guī)飛機的空氣動力要求,還能滿足船體結(jié)構(gòu)的水動力要求,盡可能減少飛機在水中、空中的阻力,保持飛機的快速性、滑行穩(wěn)定性、可操作性與抗浪能力。

正是這種“上機身+V船體”的整機結(jié)構(gòu),搭配流線設計的機頭,AG600看上去更像一只靈動的海豚。不過,這只“海豚”比想象的巨大,39.3米的機身、39米的翼展加上12米的機高,AG600比世界上最受歡迎的窄體民航客機波音737的標準型號還要大。其選裝了4臺WJ6發(fā)動機,最大起飛重量53.5噸,20秒內(nèi)可一次汲水12噸,水上應急救援一次最多可救護50名遇險人員,水面起降抗浪高度達到2米。

作為AG600飛機的總設計師,黃領才告訴記者,獨特的設計使AG600具有執(zhí)行森林滅火、水上救援等多項特種任務能力,可在水源與火場之間多次往返投水滅火。除水面低空搜索外,還可在水面停泊實施救援行動。同時,該飛機還可根據(jù)用戶的需要加改裝必要的設備,滿足執(zhí)行海洋環(huán)境監(jiān)測、資源探測、客貨運輸?shù)热蝿盏男枰?/p>

要滿足如此豐富的功能需求,需要繁復的制造工藝和技術(shù)支持。黃領才介紹,僅飛機主體部分就有3.5萬余個零部件,機體內(nèi)的機載系統(tǒng)和設備有2萬多個部件,螺母、鉚釘?shù)葮藴驶考沁_到115萬余個,整個飛機組裝完成需要超過120萬個零部件。

“這些零部件大部分會在各個AG600零部件供應商那里進行大部件組裝,比如機頭、中機身、機翼等,大部件組裝完成后再集中到設計總裝基地進行最后的整裝。”黃領才說。

以機頭為例,5200個結(jié)構(gòu)零件首先在位于成都的中航工業(yè)成飛民機公司進行研制組裝,最后運到珠海的是長9.5米、高6米、重約2.5噸的機頭大部件以及9名負責調(diào)試內(nèi)部系統(tǒng)的隨行人員。

工藝難度超過C919

為了滿足水陸兩棲的特性,AG600部分部件的制造難度非常大,比如機頭,既要保證水密性,又要實現(xiàn)機體增壓要求,還要滿足相應功能使用要求

作為我國國家航空應急救援體系重要載體,水陸兩棲飛機的發(fā)展歷史并不短。早在1919年中國就研制成功了水上教練機。20世紀50年代以來,我國曾裝備有別-6、青-6、水轟-5三種水上飛機。近年來,更有海鷗-300輕型水陸兩棲飛機投產(chǎn)使用。

作為“重裝備”的AG600在水轟-5的基礎上發(fā)展而來,并進行了重大改進。這款飛機的設計制造,其總體性能接近于當時國際同類水上飛機的先進水平。

填補空白的巨大榮譽也意味著制造AG600飛機需要克服的技術(shù)障礙并不少。參與中機身研制的中航工業(yè)成飛民機項目生產(chǎn)部副部長戈輝告訴記者,為了滿足水陸兩棲的特性,AG600機頭采用了大長寬比、深V形單段階船體結(jié)構(gòu),底下是一個雙曲面的流線型船體結(jié)構(gòu),既要保證水密性要求,又要實現(xiàn)機體的增壓要求,還要滿足機頭部件的功能使用要求,設計和工藝制造難度非常大。“制造難度甚至比大客C919和大運還要高”。

除了機頭制造難度“爆表”,中機身的制造難度也毫不遜色。作為AG600整機綜合性、復雜性最強的大部件之一,中機身有起落架、機翼、段接和水箱等難度頗大的設計結(jié)構(gòu)。比如飛機用于給水的8個水箱全部在中機身,這意味著這個部件內(nèi)部需要有8個水箱門,如此大和多的開放空間,讓飛機氣密性和水密性要求大大提升,其制造工藝和難度至少要比常規(guī)工序多上一倍。

因此,從鉚接到防腐蝕油漆的選用,每一個環(huán)節(jié)都要滿足個性化要求,還要克服協(xié)調(diào)要求多、船體結(jié)構(gòu)復雜、下側(cè)空間狹小等許多不利因素,最終部件要達到氣密、噴水及灌水水密三項試驗均一次性100%合格才能過關(guān)。

同時,整個船體唯一的段接也在中機身,因為水陸兩棲飛機在著水的時候要著陸,之后還要飛起來,有了這種段接,水的粘合力才能夠下降,從而保證飛機在水面的起飛性能。

救援滅火“多面手”

AG600能進行遠海救援,單次最多可救50人,是當今水陸兩棲飛機最強的救援能力;還可在水源與火場之間多次往返投水,20秒內(nèi)可一次汲水12噸

兼具水陸兩棲性能的AG600是航空救援的“多面手”。

黃領才介紹,海上救援黃金時間為12小時,一旦海上事故中的落水人員在低于20℃的海水中浸泡,生命救援時間將大大縮短。由于距離海岸較遠,如果用船只救援,耗時將非常長;直升機在近海執(zhí)行任務效率很高,但超過500公里的任務半徑距離,它們就“難有用武之地”。

與之相對應的是,AG600進行遠海救援的效率非常高,1000公里的任務半徑,它用兩個多小時就能趕到事發(fā)現(xiàn)場。而且其抗浪能力是2米,不僅能及時趕到,還能落下去對人員實施救援,單次最多可以救助50人,這是當今水陸兩棲飛機最強的救援能力。數(shù)據(jù)顯示,AG600飛機航時超過10小時,航速每小時最快能達560公里。

AG600除了是遠海“救護高手”,還是“滅火能手”,森林滅火等特種任務“手到擒來”。

目前,國內(nèi)主要采用直升機和小型固定翼飛機進行森林滅火和水上救援,總數(shù)在100架左右。一般情況下,直升機滅火一次能搭載1噸左右的水,一旦遇上火災險情較重的情況,直升飛機難以應付。而AG600選裝了4臺渦槳發(fā)動機,最大起飛重量53.5噸,20秒內(nèi)可一次汲水12噸、投水12噸。在接到指令半小時內(nèi)就可以出動,1個小時內(nèi)就可以到達火區(qū),且可在水源與火場之間多次往返投水滅火。

“哪怕是面對較為大型的森林火災,AG600也能夠起到阻止火情迅速蔓延、輔助救火人員滅火的作用。”在黃領才看來,AG600以其載荷相對較多、飛行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水準確的特點,在民用應急救援尤其是城市高層建筑和森林火災能大展身手,堪稱最專業(yè)的“救火機”。

黃領才介紹,目前世界各國已有多款經(jīng)典的水陸兩棲飛機,比如俄羅斯的別-200、日本的US-2,這兩款飛機的起飛重量都在40—45噸之間,加拿大的CL415為20噸左右。從整體水平來看,AG600與這些飛機處于同一水平,從使用功能與執(zhí)行任務的能力來看,整體性能也相當,甚至在個別性能指標上,AG600更高一籌。

這樣的性能讓AG600未來的商業(yè)投用具備良好的市場競爭力。

世界大型兩棲飛機面面觀

日本

1975年推出了US-1水陸兩用救護飛機,突破了高抗浪性、低速情況下良好的操縱性和窄輪距情況下良好的地面起飛降落滑行穩(wěn)定性等一系列水陸兩棲飛機的關(guān)鍵技術(shù)問題。

日本目前著名的水陸兩棲飛機是US-2。2003年在US-1的基礎上研制生產(chǎn),US-2采用遙控自動駕駛儀系統(tǒng)(Fly-By-Wire System)及綜合儀表盤(Glass Cockpit)、導入增壓艙;搭載新型發(fā)動機以提升動力;使用綜合航電設備,提高了海上搜索營救能力;采用氣密座艙,加裝了壓力機艙系統(tǒng),成為世界上第一種裝有增壓艙的大型水陸兩棲飛機。

俄羅斯

上世紀80年代末研制成功的A-40“信天翁”水陸兩棲飛機是目前世界上最先進的大型噴氣式水陸兩棲飛機。上世紀90年代,俄羅斯又先后研制成功別-200多用途水陸兩棲飛機、別-103輕型水陸兩棲飛機和“澳洲野狗”(Dingo)多用途輕型水陸兩棲飛機。

其中,別-200是俄羅斯塔干羅格別里耶夫航空科學技術(shù)聯(lián)合體研制的雙發(fā)渦扇式多用途水陸兩用飛機。首架原型機于1996年9月11日出廠,1998年首飛,2002年開始批量生產(chǎn),并在俄羅斯聯(lián)邦緊急情況部和俄羅斯聯(lián)邦國防部投入使用。目前該機的主要型號為消防型,同時具備發(fā)展為反潛巡邏型、海上搜救型和客貨運輸型的潛力。

加拿大

先后研制成功CL-215型水陸兩棲滅火飛機、龐巴迪CL-415型多用途輕型水陸兩棲飛機等。

其中,CL-415是加拿大繼上世紀60年代成功研制第一種專業(yè)滅火兩棲飛機CL-215之后,研制的新型多用途飛機。與前者相比,后者速度性能提高了30%—40%,滅火效率提高了一倍。CL-415能在掠過水面時僅用10秒鐘自動汲滿水箱,汲滿水箱的飛行距離僅634米,可安全汲水的最淺水源深度為1.4米。從距火場10公里的水面起飛,一小時可作業(yè)9次,灑水或灑化學滅火劑55170升。在起飛基地距火場157千米、火場距水源18.5千米的滅火任務中,能連續(xù)25次往返于火源和火場之間進行汲水和滅火作業(yè),并返回基地加油。(南方日報記者 涂力萬 策劃統(tǒng)籌:黃慧瑩)

責編:王麗陽
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