當前位置:
首頁 > 最新 > 國產世界最大水陸兩棲飛機AG600誕生記

國產世界最大水陸兩棲飛機AG600誕生記

據中國國際廣播電台報道,中國研製的世界上最大的水陸兩棲飛機AG600的水面的首次飛行計劃於2017年下半年實現。

AG600和運20、C919一樣都是大飛機,相對於軍用運輸機運20和民航客機C919,AG600則是一款水陸兩棲飛機。AG600機身長37米、翼展達38.8米,與波音737相當,是當今世界在研的最大一款水陸兩棲飛機。那麼,AG600這款飛機的研發究竟經歷了怎樣的歷程,與國外同類產品相比性能又如何呢?對於中國又有何特殊意義?

在水上飛機的製造和使用經驗上中國落後於人

世界上第一架水上飛機由法國人在1910設計完成並成功起飛。在一戰前夕,已經湧現不少水上飛機,比如法國的「博雷爾」型浮筒式水上飛機,英國的肖特浮筒式水上飛機。美國人寇蒂斯在1914年設計的水上飛機被美國海軍購買了124架。

早期水上飛機,美國柯蒂斯公司的NC-3。

由於一戰海軍還是巨艦大炮的時代,水上飛機主要執行偵察、巡邏和艦炮校射任務,水上飛機母艦用吊臂將飛機轉移到海面上起飛,完成偵查、巡邏或校射任務後,水上飛機又被吊臂從海面上回收。不過,也有使用水上飛機作為進攻性武器的例子,比如在1915年的加利波利戰役中肖特型水上飛機用魚雷擊沉了一艘土耳其的補給船。

在一戰結束後至二戰前夕,民航業逐漸興起,但由於當時陸上機場數量有限,而且世界各地的機場跑道長度和質量參差不齊。在很多當時民航客機無法抵達的地區,或者機場跑道狀況比較一般的地區,水上飛機就有用武之地。而且早起民航客機的安全係數並不算太高,一旦飛行中出現故障,水上飛機也可以降落到海上檢修或等待救援。

因此,在這個時期,世界上的跨洋遠程民航客機不少是水上飛機,比如德國道尼爾公司的就開發過一款裝有12台發動機,可載客70—80人的水上飛機。美國也研製過載客46人的M-130水上飛機和可以載客74人B314遠程民航水上飛機。

B314遠程民航水上飛機

在二戰中,各型軍用水上飛機表現也比較活躍,比如美國的卡特琳娜式大型水上飛機和英國的桑德蘭式大型水上飛機在反潛作戰中表現出色。日本在參考英國桑德蘭式大型水上飛機的基礎上,開發出了二式大艇,主要執行偵查、反潛和運輸任務。讓人意想不到的是,二式大艇不僅在面對美軍P38閃電戰鬥機時有過中彈200餘發依舊成功返航的記錄,還曾有過擊落美軍B-17、B-25等轟炸機的記錄。

二式大艇

在二戰後,由於航空技術的發展和噴氣式飛機時代的到來,加上水上飛機船型機身在氣動外形上相對於陸基民航客機處於劣勢,因而在民航客機領域上水上飛機逐漸淡出歷史舞台。即便是軍用領域,不少西方國家已經不再開發大型水上飛機。

以美國為例,由於美國軍事基地遍布全球,而且擁有C5、C17等性能卓越的運輸機,各類預警機也以成熟的民航客機為平台。這使得美國對大型水上飛機的需求大減,即便是P6M「海上霸王」布雷飛機,也因為技術和經費原因僅生產了10架原型機後就終止了研製計劃。上世紀70年代研製的C130H水陸兩用飛機,也僅僅向美國軍方交付了8架。雖然在大型水陸兩棲飛機方面美國已經停止了研發,但卻研發了不少輕型水陸兩棲飛機,比如萊克系列輕型水陸兩棲飛機LA4200和LA250。

LA4200

加拿大龐巴迪公司在上世紀60年代研製了一款專業滅火兩棲飛機CL215,之後又以CL215為基礎進行改進,研製了CL415系列水陸兩用飛機,這兩個系列水陸兩用飛機在全球被十多個國家採購,累計售出破百架。

蘇聯的A40在原型機首飛之後和美國P6M「海上霸王」布雷飛機一樣也難逃厄運,俄羅斯的別200水上飛機有著不錯的性能,雖然曾經傳聞僅國內定點就突破百架,但目前生產製造飛機數量依然沒有突破2位數。

別200

相對於美國對水上飛機的不重視,日本則對水上飛機情有獨鍾。由於打著二戰戰敗國的烙印,日本在武器裝備研發上受到了一定限制,加上日本是一個海島國家,因而水上飛機就成為日本「曲線救國」的重要籌碼。在1967年,日本研製了PS1水上飛機,共造23架。1975年,日本成功研發了US1水陸兩棲飛機。在上世紀90年代,日本以US1為基礎改裝製造了20架US1A水陸兩用救護機裝備日本海上自衛隊。在2003年,日本研發了US2,就紙面數據來看,US2的性能頗為出色。在2016年,有媒體報道印度政府將支付13.5億美元用於購買12架日本US2水陸兩棲飛機。

相比於歐美日等國在水上飛機方面的製造和使用經驗,中國就遜色不少。建國之後,中國先後裝備或研製過別6、青6、水轟5等水上飛機。

在建國初期,由於國內航空工業近乎一片空白,在50年代曾經引進蘇聯的別6供部隊使用。在60年代末,隨著國內航空工業的進步,對別6進行了改進,用國產渦槳5發動機替換了別6原有的發動機,並重新命名為青6水上飛機。

青6

在1968年,中國開始研製水轟5,水轟5或多或少借鑒了別6的設計,於1976年4月成功首飛,1986年交付軍隊。不過,由於中國早80年代缺乏先進的反潛設備,水轟5隻能執行還是巡邏和搜救任務。加上水轟5設計時間較早,在今天的眼光來看,設計上存在一些瑕疵,因而總共只製造了7架,主要用於海上巡邏和搜救以及飛行訓練。

水轟5

AG600是全國大協作的技術成果

2006 年初,中航工業特飛所著手開展水面飛行器用於國家應急救援方面的綜合論證。在2007年11月,正式向國防科工委上報了《大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機研製項目建議書》。2009年,AG600項目正式立項。

正如之前介紹到,中國在水陸兩棲飛機上的研製和使用上和國外有一定差距,而且上一次研發水陸兩棲飛機還是於1968年啟動的水轟5,而且水轟5生產的數量也非常有限。可以說是在過去技術儲備本身就有限的情況下,時隔30多年後啟動研發水陸兩棲飛機。因此AG600在研製之初曾經試圖從美國、俄羅斯、日本、加拿大尋求技術合作,然而殘酷的現實教育了國人必須自力更生。

隨後,AG600走上了全國大協作的自主研發之路,國內共有20 個省市、150 多家企事業單位、十餘所高校的數以萬計的科研人員參與了項目研製。

AG600採用了「主製造商—供應商」的世界主流型號研製模式,也就是主製造商可以通過從供應商採購子系統做集成組裝製造飛機,主製造商可以集中資源和精力投入整機設計,以及與市場和客戶對接的環節。國外波音和空客等公司都採用這種模式。在採用「主製造商—供應商」模式後,AG600的各個子系統由中航工業,及國內其他大型企業所屬相關單位研製。

西飛承接了AG600中機身的研製工作。飛機的中機身是大型飛機整體製造中的技術難點之一。西飛為了保障製造質量和項目進度,開創全孔系協調製造技術在複雜中機身部件上的應用先河,突破機翼薄壁高筋壁板噴丸強化與成型技術難關,高質量保證翼身對接、起落架安裝焦點協調。在2014年底,西飛完成AG600 飛機中機身的製造工作,在2015年3月將中機身大部件交付中航工業通飛華南公司。

成飛承接了AG600機頭大部件的研製任務,AG600 機頭包括飛機座艙、前起落架艙等結構,共有5200 余個零件。由於AG600 是水陸兩棲飛機——飛機上半部分按照飛機結構設計,下半部按照船體結構設計,要保障氣動外形在飛行時具有較小空氣阻力的同時,還要保障機體結構的水密性,這就給設計和製造帶來一定難度。成飛在2014 年初開始接收設計數模,在2015 年3 月,由成飛研製的機頭大部件在成都順利完成總裝下架,並於3 月17 日在實現交付。

AG600型水上飛機機頭組件

陝飛承接了AG600 中後機身、後機身段的研製工作。中後機身、後機身具有長度大、多艙門大開口的特點,約佔AG600整個機體長度的一半。而且由於飛機水動外形變化大,裝配關係複雜等因素,對製造中的鉚接工藝和氣密性都提出了很高的要求。陝飛結合了以往研製運八、運九等機型的經驗,攻克了複雜船體結構裝配工藝,大型機身蒙皮多層化銑等技術難關,完成了承擔的大部件試製工作。

中航工業哈飛向中航通飛華南公司交付了AG600 的浮筒——水上飛機之所以能在水面上滑行很大程度上得益於浮筒。中航工業哈飛在2012 年就開始了對浮筒大部件的設計和論證,用3年時間成功研製出滿足AG600 這樣的大型水上飛機需求的浮筒。

中航工業通飛華北公司承接了AG600 主起落架護板、系統散件及鐵鳥試驗件、主起落架護板落震試驗件,滑油箱試驗件、鑒定試飛改裝系統件等零組件試製任務。通過在適航、製造、數據傳遞等方面大膽使用新技術、新設備和信息化管理系統,逐步實現了所有工裝設計、製造、修理,以及零件製造統計等無紙化設計與全電子數據傳遞,不僅提升了試驗效率,還圓滿完成了任務。

此外,華北公司承擔發動機短艙的製造,中航工業復材中心承擔碳纖維複合材料部件的製造,南方公司承擔發動機的研製工作,其餘主要部件和系統也由中航工業及國內其他大型企業所屬相關單位研製。

AG600底部為船型

在AG600機頭、中機身、中後機身、後機身等大部件完成交付之後,中航工業通飛華南公司負責整機裝配工作。可千萬別小看了整機設計和整機組裝工作,由於水陸兩棲飛機要求在水面上的阻力要儘可能的小,遇到大浪必須保持穩定,這對機身設計要求極高,如果船型水線設計的不好,在滑行的過程中會出現波浪的跳動。另外飛機在水面滑行的過程中,飛機的姿態要可控......可以說,機身設計需要近萬次實驗的檢驗。

同樣整機裝配也不容易,在裝配時,既要保證孔和螺栓的高精度配合,又要保證插耳間隙達到設計要求,同時還要兼顧機翼安裝角和上反角符合大部件水平測量要求,工藝難度較大。經過不懈的努力,中航工業通飛華南公司完成了機身三段調姿對接、起落架安裝、中央翼鉸孔安裝、中央翼與外翼對接等工作,將大部件裝配成了一架將機身長36.9 米、翼展39米、機身高12米的AG600。

在全國大協作模式下,國內各單位完成了5萬多個結構及系統零部件、近120萬個標準件的設計和製造。其中,五萬多個結構系統件98%都是中國企業或單位製造,780多項裝機的機載設備中90%也是國產的。

相對於C919採用美國航空發動機,以及在航電方面與國外聯合研製,AG600 採用了四台渦槳 6 發動機,實現了發動機的國產化。在航電方面AG600也實現了核心零器件的國產化。只是因為取得適航證,部分零器件採用了國外供應商的產品。

渦槳 6

對於AG600的際遇,中航工業通飛公司總經理曲景文感慨不已:「我們曾經尋求過(國外)技術合作,都被拒絕了,當我們的這款產品已經進入到今天的時候,相關(國外)公司主動來找我們,要求技術合作。當你沒有的時候,什麼都拿不到,當你有的時候,一切都改變了。」

AG600到底有怎樣的功能和意義

AG600機身長36.9米,的翼展39米,機身高12米,裝載4台渦槳6發動機,最大起飛重量53.5 噸。從機身尺寸上看,是與C919、波音737一個等級的大型飛機。AG600是一款具有很強海上搜救能力和森林消防能力的水陸兩用飛機。

AG600的最大巡航速度為500公里/小時,前往1000公里之外的海難事發地來回只需要4個小時。由於落水人員在低於20℃的海水中浸泡,即便有救生衣也會因為因海水浸泡而導致體溫下降,有數據表明海上救援黃金時間為2—7小時,當海水溫度低於10攝氏度時,普通人30分鐘就會失去意識,當海水溫度處於10—15攝氏度時,根據每人的身體素質差異,能在1—2小時里保持清醒意識。加上鯊魚等海洋生物的威脅,因此海難救援必須與時間賽跑。

如有用救援艦船搜索,不僅效率較低,而且還容易導致錯失海上救援黃金時間。而直升機的飛行半徑有限——直升機能完成近海搜救任務,但在距離海岸線較遠的海域,直升機就鞭長莫及了。

相比之下,AG600有4500公里的最大航程,就能夠及時趕赴數千公里之外,而且AG600可以搭乘50人。AG600的水面起降抗浪高度達到2米(設計指標是2.8米,出於謹慎起見保留了一些冗餘),換言之就是能在海浪高達2米的情況下自由起降,能夠應對四級海況(適應75-80%的中國南海自然海況),可以儘可能多的拯救在海上求生掙扎求生的人民的性命。

除了還是救援能力強悍之外,AG600還具有很強的森林消防滅火功能。目前,國內森林消防主要使用直升機和小型固定翼飛機。但無論是直升機,還是小型固定翼飛機都存在搭載水量有限的情況下,比如一般的直升機只能搭載1噸左右的水,而且重新裝水也需要時間,這就降低了直升機滅火的效率。

作為對比,AG600作為大型水陸兩棲飛機,可以一次性搭載12噸水,而且在將水投放後,可以在20秒內完成汲水12噸,隨後飛往火場滅火,這就能夠大幅提升滅火效率。

此外,AG600對今後中國控制南海意義重大,相對於普通大型運輸機起降對跑道有一定要求,AG600不僅能在陸地上起降,在任何地方,只要有長1500米、寬200米、深2.5米水域,AG600就能自由起降。

雖然中國已經在南海修建了數個跑道在3000米左右的機場,但南海還有眾多無法起降大型運輸機的島礁。而AG600高達53.5 噸的最大起飛重量,以及可以搭載50人載人能力,無論從人員輸送,還是從物質運輸的角度上看,對於捍衛中國南海權益大有裨益。

用建設性的態度解決問題。

而且從過去眾多西方國家有將水陸兩棲飛機改裝成反潛機的先例,AG600也有很大的改裝潛力,可以根據不同的需求,改裝成為能夠滿足反潛、電子戰、海洋環境監測與保護、資源探測的機型。如果電源等配套設備能撐得住,改造成預警機的可能性也不是沒有。

AG600與國外同類產品相比性能如何

目前,由於前文介紹的原因,美國已經基本停止了大型水上飛機的研發,目前各國的水陸兩棲飛機主要有俄羅斯的別200、日本的US2、加拿大的CL415。

首先,我們從外形尺寸、最大起飛重量、最大巡航時速和最大航程、等指標對中國的AG600、俄羅斯的別200、日本的US2、加拿大的CL415做比較:

中國的AG600最大起飛重量為53.5 噸左右。機身長36.9米,翼展39米,機身高12米,最大巡航時速500公里,最大航程在4500公里左右。

俄羅斯的別200最大起飛重量為36噸左右(空中飛行時裝滿水後最大可達43噸)。機身長32米,翼展32米,機身高8.9米,最大巡航時速700公里,最大航程在4000公里左右。

別200

日本的US2在水上起飛的最大起飛重量為43噸,在陸地起飛的最大起飛重量為47噸。機身長33.4米,翼展33.1米,機身高9.8米,最大巡航時速480公里(最大飛行時速560公里),最大航程在4500公里左右。

US2

加拿大的CL415最大起飛重量為20 噸左右。機身長近20米,翼展28米,機身高9米,最大巡航時速376公里,最大航程在2500公里左右。

義大利購買的CL415,用於滅火。

從上述數據可以看出,從飛機的最大起飛重量和飛機的尺寸來看,中國AG600是當之無愧的世界第一。從航程和飛行速度上來看,中國AG600與日本US2不相上下。但遜色於俄羅斯的別200——由於別200採用了渦扇發動機,這使得別200在獲得較高飛行速度的同時,在起降時應對惡劣海況的能力受到一定影響,想必這也是別200曾經獲得過俄國國內上百家訂單,但至今生產沒超過2位數的原因之一。而加拿大的CL415雖然在商業上表現不錯,但畢竟飛機的尺寸、飛行時速、最大起飛重量等硬參數相對於中國AG600和日本US2有不小的差距。

因此,全球最好的水陸兩棲飛機的頭銜爭奪則在中國AG600和日本US2之間展開。

從機身尺寸和載重量來看,AG600明顯優於日本日本US2。從水陸兩棲飛機的水面起降抗浪高度指標上,雖然日本US2的指標為3米,但這個指標恐怕有一定水分——2015年4月,日本海上自衛隊一架US2在訓練中起飛失敗,發生機體損壞、浮筒折斷、一具發動機脫落的嚴重事故。

日本US2訓練事故

而根據報道,當時的海浪高度是小於3米的,換言之,日本在US2水面起降抗浪高度指標上注水。而中國AG600的水面起降抗浪高度指標雖然是2米,但設計指標是2.8米,而且還有後續改進的潛力。因而在水面起降抗浪高度方面,AG600在實際使用中不會遜色於US2。

從運載能力上看,AG600的最大起飛重量比US2大,機艙容積也是US2的1.5倍,這使得AG600擁有比US2更強的運載能力,特別是一些具有較大尺寸的工程設備。而且從人員輸送來看,US2最多能夠搭載20人,而AG600可以搭載50人。

之前已經介紹了中國AG600的國產化程度非常高,比如航電設備中的核心器件實現國產化,而且發動機也是國產的渦槳6。而日本的US2的航電設備國產化率為60%左右,發動機也是進口英國的羅爾斯羅伊斯AE 2100J 發動機。而且由於AG600問世比US2要晚,以及中國電子工業在這些年的巨大進步,AG600擁有比US2更好的航電設備。

在造價上,從印度政府將支付13.5億美元用於購買12架日本US2水陸兩棲飛機的新聞中可以判斷,日本US2水陸兩棲飛機和日本90式、10式坦克等裝備一樣,有著非常昂貴的造價。雖然國內沒有公開報道AG600的造價,但從中國裝備物美價廉的一貫特性,以及AG600高度國產化的情況來看,AG600的造價會遠遠低於日本US2。

結語

AG600的研發歷程證明了,國外企業是靠不住的。而且以現今的中國工業實力,完全可以不依賴國外企業,依靠自己的力量製造出世界一流的水陸兩棲飛機。


點擊展開全文

喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 陽光軍迷 的精彩文章:

TAG:陽光軍迷 |

您可能感興趣

國產世界最大在研水陸兩棲飛機,AG600「鯤龍」
國產大型水陸兩棲飛機鯤龍AG600將陸續投產
國產大型水陸兩棲AG600將投產4架試飛機
國產大型水陸兩棲飛機AG600水上首飛三大看點
大型水陸兩棲飛機AG600首次亮相海外國際航展
我國首款大型水陸兩棲飛機「鯤龍」AG600水上首飛成功
2017 AGA大賽水陸缸組別,中國叕霸屏了!
「鯤龍」水上展翅,國產大型水陸兩棲飛機AG600首次水面試飛
水陸兩棲飛機「鯤龍」AG600成功水上首飛
「鯤龍」AG600展翅翱翔,填補中國大型水陸兩棲飛機空白
國產大型水陸兩棲飛機「鯤龍」AG600 成功轉場荊門漳河機場
國產大型水陸兩棲飛機AG600完成水上高速滑行試驗
「鯤龍」AG600大型水陸兩棲飛機完成首飛順利降落
蛟龍600水陸兩棲飛機下線
中國宣布世界上最大的「鯤龍」AG600型水陸兩棲飛機成功完成從水上起飛並降落試驗
俄羅斯協助中國認證水陸兩用飛機AG600
蘇寧年貨節上線水陸兩棲飛機,售價1380000元
鑽進PT-76水陸坦克 超越時代的兩棲裝甲車輛產量逾7000
俄擬供華200架水陸兩棲飛機 中國專家:我們已有「鯤龍」
1941年,德軍測試水陸兩棲越野車,保時捷研發,大眾生產