中國(guó)水陸救援添重裝備:AG600

2015-10-30 20:58 來(lái)源:南方日?qǐng)?bào)

大災(zāi)面前,考驗(yàn)的不僅是人心,還有一個(gè)國(guó)家的應(yīng)急救援體制。

作為國(guó)務(wù)院立項(xiàng)批復(fù)的大型民用飛機(jī)項(xiàng)目之一,AG600就是專為建設(shè)國(guó)家航空應(yīng)急救援體系而研制,目的是救人于水火。

從2009年立項(xiàng),歷經(jīng)4年設(shè)計(jì)1年總裝籌備,如今,這架我國(guó)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(jī)終于進(jìn)入總裝階段。今年3月起,AG600的大部件陸續(xù)從全國(guó)各地運(yùn)抵它的設(shè)計(jì)總裝基地——位于珠海的中航工業(yè)通飛公司。目前,機(jī)頭和中機(jī)身已經(jīng)抵達(dá)。

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

體形大過(guò)波音737

整機(jī)“V船體”造型搭配流線設(shè)計(jì)的機(jī)頭,AG600看上去像一只靈動(dòng)的海豚,它比波音737的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)還要大,組裝完成需要超120萬(wàn)個(gè)零部件

與同樣是國(guó)產(chǎn)的運(yùn)-20、C919等大飛機(jī)相比,AG600的造型顯得個(gè)性十足。按照“水陸兩棲、一機(jī)多型、系列發(fā)展”的設(shè)計(jì)思路,AG600采用單船身、懸臂上單翼布局及前三點(diǎn)可收放式起落架。

其中,單船身是AG600最顯著的一個(gè)設(shè)計(jì)特點(diǎn),即上半部分采用常規(guī)的飛機(jī)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(jī)水面起降而設(shè)計(jì)的特有結(jié)構(gòu),不僅能滿足常規(guī)飛機(jī)的空氣動(dòng)力要求,還能滿足船體結(jié)構(gòu)的水動(dòng)力要求,盡可能減少飛機(jī)在水中、空中的阻力,保持飛機(jī)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(jī)身+V船體”的整機(jī)結(jié)構(gòu),搭配流線設(shè)計(jì)的機(jī)頭,AG600看上去更像一只靈動(dòng)的海豚。不過(guò),這只“海豚”比想象的巨大,39.3米的機(jī)身、39米的翼展加上12米的機(jī)高,AG600比世界上最受歡迎的窄體民航客機(jī)波音737的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)還要大。其選裝了4臺(tái)WJ6發(fā)動(dòng)機(jī),最大起飛重量53.5噸,20秒內(nèi)可一次汲水12噸,水上應(yīng)急救援一次最多可救護(hù)50名遇險(xiǎn)人員,水面起降抗浪高度達(dá)到2米。

作為AG600飛機(jī)的總設(shè)計(jì)師,黃領(lǐng)才告訴記者,獨(dú)特的設(shè)計(jì)使AG600具有執(zhí)行森林滅火、水上救援等多項(xiàng)特種任務(wù)能力,可在水源與火場(chǎng)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(shí)施救援行動(dòng)。同時(shí),該飛機(jī)還可根據(jù)用戶的需要加改裝必要的設(shè)備,滿足執(zhí)行海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源探測(cè)、客貨運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)的需要。

要滿足如此豐富的功能需求,需要繁復(fù)的制造工藝和技術(shù)支持。黃領(lǐng)才介紹,僅飛機(jī)主體部分就有3.5萬(wàn)余個(gè)零部件,機(jī)體內(nèi)的機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備有2萬(wàn)多個(gè)部件,螺母、鉚釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)化部件更是達(dá)到115萬(wàn)余個(gè),整個(gè)飛機(jī)組裝完成需要超過(guò)120萬(wàn)個(gè)零部件。

“這些零部件大部分會(huì)在各個(gè)AG600零部件供應(yīng)商那里進(jìn)行大部件組裝,比如機(jī)頭、中機(jī)身、機(jī)翼等,大部件組裝完成后再集中到設(shè)計(jì)總裝基地進(jìn)行最后的整裝。”黃領(lǐng)才說(shuō)。

以機(jī)頭為例,5200個(gè)結(jié)構(gòu)零件首先在位于成都的中航工業(yè)成飛民機(jī)公司進(jìn)行研制組裝,最后運(yùn)到珠海的是長(zhǎng)9.5米、高6米、重約2.5噸的機(jī)頭大部件以及9名負(fù)責(zé)調(diào)試內(nèi)部系統(tǒng)的隨行人員。

工藝難度超過(guò)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(jī)頭,既要保證水密性,又要實(shí)現(xiàn)機(jī)體增壓要求,還要滿足相應(yīng)功能使用要求

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

作為“重裝備”的AG600在水轟-5的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),并進(jìn)行了重大改進(jìn)。這款飛機(jī)的設(shè)計(jì)制造,其總體性能接近于當(dāng)時(shí)國(guó)際同類水上飛機(jī)的先進(jìn)水平。

填補(bǔ)空白的巨大榮譽(yù)也意味著制造AG600飛機(jī)需要克服的技術(shù)障礙并不少。參與中機(jī)身研制的中航工業(yè)成飛民機(jī)項(xiàng)目生產(chǎn)部副部長(zhǎng)戈輝告訴記者,為了滿足水陸兩棲的特性,AG600機(jī)頭采用了大長(zhǎng)寬比、深V形單段階船體結(jié)構(gòu),底下是一個(gè)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(shí)現(xiàn)機(jī)體的增壓要求,還要滿足機(jī)頭部件的功能使用要求,設(shè)計(jì)和工藝制造難度非常大。“制造難度甚至比大客C919和大運(yùn)還要高”。

除了機(jī)頭制造難度“爆表”,中機(jī)身的制造難度也毫不遜色。作為AG600整機(jī)綜合性、復(fù)雜性最強(qiáng)的大部件之一,中機(jī)身有起落架、機(jī)翼、段接和水箱等難度頗大的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。比如飛機(jī)用于給水的8個(gè)水箱全部在中機(jī)身,這意味著這個(gè)部件內(nèi)部需要有8個(gè)水箱門,如此大和多的開(kāi)放空間,讓飛機(jī)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(gè)環(huán)節(jié)都要滿足個(gè)性化要求,還要克服協(xié)調(diào)要求多、船體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、下側(cè)空間狹小等許多不利因素,最終部件要達(dá)到氣密、噴水及灌水水密三項(xiàng)試驗(yàn)均一次性100%合格才能過(guò)關(guān)。

同時(shí),整個(gè)船體唯一的段接也在中機(jī)身,因?yàn)樗憙蓷w機(jī)在著水的時(shí)候要著陸,之后還要飛起來(lái),有了這種段接,水的粘合力才能夠下降,從而保證飛機(jī)在水面的起飛性能。

救援滅火“多面手”

AG600能進(jìn)行遠(yuǎn)海救援,單次最多可救50人,是當(dāng)今水陸兩棲飛機(jī)最強(qiáng)的救援能力;還可在水源與火場(chǎng)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(lǐng)才介紹,海上救援黃金時(shí)間為12小時(shí),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(shí)間將大大縮短。由于距離海岸較遠(yuǎn),如果用船只救援,耗時(shí)將非常長(zhǎng);直升機(jī)在近海執(zhí)行任務(wù)效率很高,但超過(guò)500公里的任務(wù)半徑距離,它們就“難有用武之地”。

與之相對(duì)應(yīng)的是,AG600進(jìn)行遠(yuǎn)海救援的效率非常高,1000公里的任務(wù)半徑,它用兩個(gè)多小時(shí)就能趕到事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)。而且其抗浪能力是2米,不僅能及時(shí)趕到,還能落下去對(duì)人員實(shí)施救援,單次最多可以救助50人,這是當(dāng)今水陸兩棲飛機(jī)最強(qiáng)的救援能力。數(shù)據(jù)顯示,AG600飛機(jī)航時(shí)超過(guò)10小時(shí),航速每小時(shí)最快能達(dá)560公里。

AG600除了是遠(yuǎn)海“救護(hù)高手”,還是“滅火能手”,森林滅火等特種任務(wù)“手到擒來(lái)”。

目前,國(guó)內(nèi)主要采用直升機(jī)和小型固定翼飛機(jī)進(jìn)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(jī)滅火一次能搭載1噸左右的水,一旦遇上火災(zāi)險(xiǎn)情較重的情況,直升飛機(jī)難以應(yīng)付。而AG600選裝了4臺(tái)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),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(shí)內(nèi)就可以出動(dòng),1個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以到達(dá)火區(qū),且可在水源與火場(chǎng)之間多次往返投水滅火。

“哪怕是面對(duì)較為大型的森林火災(zāi),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(lǐng)才看來(lái),AG600以其載荷相對(duì)較多、飛行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水準(zhǔn)確的特點(diǎn),在民用應(yīng)急救援尤其是城市高層建筑和森林火災(zāi)能大展身手,堪稱最專業(yè)的“救火機(jī)”。

黃領(lǐng)才介紹,目前世界各國(guó)已有多款經(jīng)典的水陸兩棲飛機(jī),比如俄羅斯的別-200、日本的US-2,這兩款飛機(jī)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(lái)看,AG600與這些飛機(jī)處于同一水平,從使用功能與執(zhí)行任務(wù)的能力來(lái)看,整體性能也相當(dāng),甚至在個(gè)別性能指標(biāo)上,AG600更高一籌。

這樣的性能讓AG600未來(lái)的商業(yè)投用具備良好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

世界大型兩棲飛機(jī)面面觀

日本

1975年推出了US-1水陸兩用救護(hù)飛機(jī),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(jī)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

日本目前著名的水陸兩棲飛機(jī)是US-2。2003年在US-1的基礎(chǔ)上研制生產(chǎn),US-2采用遙控自動(dòng)駕駛儀系統(tǒng)(Fly-By-Wire System)及綜合儀表盤(pán)(Glass Cockpit)、導(dǎo)入增壓艙;搭載新型發(fā)動(dòng)機(jī)以提升動(dòng)力;使用綜合航電設(shè)備,提高了海上搜索營(yíng)救能力;采用氣密座艙,加裝了壓力機(jī)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(jī)。

俄羅斯

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

其中,別-200是俄羅斯塔干羅格別里耶夫航空科學(xué)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(jī)。首架原型機(jī)于1996年9月11日出廠,1998年首飛,2002年開(kāi)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(guó)防部投入使用。目前該機(jī)的主要型號(hào)為消防型,同時(shí)具備發(fā)展為反潛巡邏型、海上搜救型和客貨運(yùn)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(jī)、龐巴迪CL-415型多用途輕型水陸兩棲飛機(jī)等。

其中,CL-415是加拿大繼上世紀(jì)60年代成功研制第一種專業(yè)滅火兩棲飛機(jī)CL-215之后,研制的新型多用途飛機(jī)。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(guò)水面時(shí)僅用10秒鐘自動(dòng)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(chǎng)10公里的水面起飛,一小時(shí)可作業(yè)9次,灑水或?yàn)⒒瘜W(xué)滅火劑55170升。在起飛基地距火場(chǎng)157千米、火場(chǎng)距水源18.5千米的滅火任務(wù)中,能連續(xù)25次往返于火源和火場(chǎng)之間進(jìn)行汲水和滅火作業(yè),并返回基地加油。(南方日?qǐng)?bào)記者 涂力萬(wàn) 策劃統(tǒng)籌:黃慧瑩)

責(zé)編:王麗陽(yáng)
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