中国水陆救援添重装备:AG600

2015-10-30 20:58 来源:南方日报

大灾面前,考验的不仅是人心,还有一个国家的应急救援体制。

作为国务院立项批复的大型民用飞机项目之一,AG600就是专为建设国家航空应急救援体系而研制,目的是救人于水火。

从2009年立项,历经4年设计1年总装筹备,如今,这架我国自主研发的世界最大在研大型水陆两栖灭火兼救援飞机终于进入总装阶段。今年3月起,AG600的大部件陆续从全国各地运抵它的设计总装基地——位于珠海的中航工业通飞公司。目前,机头和中机身已经抵达。

大部件的运抵标志着AG600从图纸走向现实,也意味着中国水轰-5水上飞机在研制40年之后终于“后继有人”,在不远的将来,AG600将成为我国水陆救援的“重装备”。

体形大过波音737

整机“V船体”造型搭配流线设计的机头,AG600看上去像一只灵动的海豚,它比波音737的标准型号还要大,组装完成需要超120万个零部件

与同样是国产的运-20、C919等大飞机相比,AG600的造型显得个性十足。按照“水陆两栖、一机多型、系列发展”的设计思路,AG600采用单船身、悬臂上单翼布局及前三点可收放式起落架。

其中,单船身是AG600最显著的一个设计特点,即上半部分采用常规的飞机客舱结构,而下半部分为船体结构,这种结构是为满足水陆两栖飞机水面起降而设计的特有结构,不仅能满足常规飞机的空气动力要求,还能满足船体结构的水动力要求,尽可能减少飞机在水中、空中的阻力,保持飞机的快速性、滑行稳定性、可操作性与抗浪能力。

正是这种“上机身+V船体”的整机结构,搭配流线设计的机头,AG600看上去更像一只灵动的海豚。不过,这只“海豚”比想象的巨大,39.3米的机身、39米的翼展加上12米的机高,AG600比世界上最受欢迎的窄体民航客机波音737的标准型号还要大。其选装了4台WJ6发动机,最大起飞重量53.5吨,20秒内可一次汲水12吨,水上应急救援一次最多可救护50名遇险人员,水面起降抗浪高度达到2米。

作为AG600飞机的总设计师,黄领才告诉记者,独特的设计使AG600具有执行森林灭火、水上救援等多项特种任务能力,可在水源与火场之间多次往返投水灭火。除水面低空搜索外,还可在水面停泊实施救援行动。同时,该飞机还可根据用户的需要加改装必要的设备,满足执行海洋环境监测、资源探测、客货运输等任务的需要。

要满足如此丰富的功能需求,需要繁复的制造工艺和技术支持。黄领才介绍,仅飞机主体部分就有3.5万余个零部件,机体内的机载系统和设备有2万多个部件,螺母、铆钉等标准化部件更是达到115万余个,整个飞机组装完成需要超过120万个零部件。

“这些零部件大部分会在各个AG600零部件供应商那里进行大部件组装,比如机头、中机身、机翼等,大部件组装完成后再集中到设计总装基地进行最后的整装。”黄领才说。

以机头为例,5200个结构零件首先在位于成都的中航工业成飞民机公司进行研制组装,最后运到珠海的是长9.5米、高6米、重约2.5吨的机头大部件以及9名负责调试内部系统的随行人员。

工艺难度超过C919

为了满足水陆两栖的特性,AG600部分部件的制造难度非常大,比如机头,既要保证水密性,又要实现机体增压要求,还要满足相应功能使用要求

作为我国国家航空应急救援体系重要载体,水陆两栖飞机的发展历史并不短。早在1919年中国就研制成功了水上教练机。20世纪50年代以来,我国曾装备有别-6、青-6、水轰-5三种水上飞机。近年来,更有海鸥-300轻型水陆两栖飞机投产使用。

作为“重装备”的AG600在水轰-5的基础上发展而来,并进行了重大改进。这款飞机的设计制造,其总体性能接近于当时国际同类水上飞机的先进水平。

填补空白的巨大荣誉也意味着制造AG600飞机需要克服的技术障碍并不少。参与中机身研制的中航工业成飞民机项目生产部副部长戈辉告诉记者,为了满足水陆两栖的特性,AG600机头采用了大长宽比、深V形单段阶船体结构,底下是一个双曲面的流线型船体结构,既要保证水密性要求,又要实现机体的增压要求,还要满足机头部件的功能使用要求,设计和工艺制造难度非常大。“制造难度甚至比大客C919和大运还要高”。

除了机头制造难度“爆表”,中机身的制造难度也毫不逊色。作为AG600整机综合性、复杂性最强的大部件之一,中机身有起落架、机翼、段接和水箱等难度颇大的设计结构。比如飞机用于给水的8个水箱全部在中机身,这意味着这个部件内部需要有8个水箱门,如此大和多的开放空间,让飞机气密性和水密性要求大大提升,其制造工艺和难度至少要比常规工序多上一倍。

因此,从铆接到防腐蚀油漆的选用,每一个环节都要满足个性化要求,还要克服协调要求多、船体结构复杂、下侧空间狭小等许多不利因素,最终部件要达到气密、喷水及灌水水密三项试验均一次性100%合格才能过关。

同时,整个船体唯一的段接也在中机身,因为水陆两栖飞机在着水的时候要着陆,之后还要飞起来,有了这种段接,水的粘合力才能够下降,从而保证飞机在水面的起飞性能。

救援灭火“多面手”

AG600能进行远海救援,单次最多可救50人,是当今水陆两栖飞机最强的救援能力;还可在水源与火场之间多次往返投水,20秒内可一次汲水12吨

兼具水陆两栖性能的AG600是航空救援的“多面手”。

黄领才介绍,海上救援黄金时间为12小时,一旦海上事故中的落水人员在低于20℃的海水中浸泡,生命救援时间将大大缩短。由于距离海岸较远,如果用船只救援,耗时将非常长;直升机在近海执行任务效率很高,但超过500公里的任务半径距离,它们就“难有用武之地”。

与之相对应的是,AG600进行远海救援的效率非常高,1000公里的任务半径,它用两个多小时就能赶到事发现场。而且其抗浪能力是2米,不仅能及时赶到,还能落下去对人员实施救援,单次最多可以救助50人,这是当今水陆两栖飞机最强的救援能力。数据显示,AG600飞机航时超过10小时,航速每小时最快能达560公里。

AG600除了是远海“救护高手”,还是“灭火能手”,森林灭火等特种任务“手到擒来”。

目前,国内主要采用直升机和小型固定翼飞机进行森林灭火和水上救援,总数在100架左右。一般情况下,直升机灭火一次能搭载1吨左右的水,一旦遇上火灾险情较重的情况,直升飞机难以应付。而AG600选装了4台涡桨发动机,最大起飞重量53.5吨,20秒内可一次汲水12吨、投水12吨。在接到指令半小时内就可以出动,1个小时内就可以到达火区,且可在水源与火场之间多次往返投水灭火。

“哪怕是面对较为大型的森林火灾,AG600也能够起到阻止火情迅速蔓延、辅助救火人员灭火的作用。”在黄领才看来,AG600以其载荷相对较多、飞行高度低、能在水面起降、汲水迅速、投水准确的特点,在民用应急救援尤其是城市高层建筑和森林火灾能大展身手,堪称最专业的“救火机”。

黄领才介绍,目前世界各国已有多款经典的水陆两栖飞机,比如俄罗斯的别-200、日本的US-2,这两款飞机的起飞重量都在40—45吨之间,加拿大的CL415为20吨左右。从整体水平来看,AG600与这些飞机处于同一水平,从使用功能与执行任务的能力来看,整体性能也相当,甚至在个别性能指标上,AG600更高一筹。

这样的性能让AG600未来的商业投用具备良好的市场竞争力。

世界大型两栖飞机面面观

日本

1975年推出了US-1水陆两用救护飞机,突破了高抗浪性、低速情况下良好的操纵性和窄轮距情况下良好的地面起飞降落滑行稳定性等一系列水陆两栖飞机的关键技术问题。

日本目前著名的水陆两栖飞机是US-2。2003年在US-1的基础上研制生产,US-2采用遥控自动驾驶仪系统(Fly-By-Wire System)及综合仪表盘(Glass Cockpit)、导入增压舱;搭载新型发动机以提升动力;使用综合航电设备,提高了海上搜索营救能力;采用气密座舱,加装了压力机舱系统,成为世界上第一种装有增压舱的大型水陆两栖飞机。

俄罗斯

上世纪80年代末研制成功的A-40“信天翁”水陆两栖飞机是目前世界上最先进的大型喷气式水陆两栖飞机。上世纪90年代,俄罗斯又先后研制成功别-200多用途水陆两栖飞机、别-103轻型水陆两栖飞机和“澳洲野狗”(Dingo)多用途轻型水陆两栖飞机。

其中,别-200是俄罗斯塔干罗格别里耶夫航空科学技术联合体研制的双发涡扇式多用途水陆两用飞机。首架原型机于1996年9月11日出厂,1998年首飞,2002年开始批量生产,并在俄罗斯联邦紧急情况部和俄罗斯联邦国防部投入使用。目前该机的主要型号为消防型,同时具备发展为反潜巡逻型、海上搜救型和客货运输型的潜力。

加拿大

先后研制成功CL-215型水陆两栖灭火飞机、庞巴迪CL-415型多用途轻型水陆两栖飞机等。

其中,CL-415是加拿大继上世纪60年代成功研制第一种专业灭火两栖飞机CL-215之后,研制的新型多用途飞机。与前者相比,后者速度性能提高了30%—40%,灭火效率提高了一倍。CL-415能在掠过水面时仅用10秒钟自动汲满水箱,汲满水箱的飞行距离仅634米,可安全汲水的最浅水源深度为1.4米。从距火场10公里的水面起飞,一小时可作业9次,洒水或洒化学灭火剂55170升。在起飞基地距火场157千米、火场距水源18.5千米的灭火任务中,能连续25次往返于火源和火场之间进行汲水和灭火作业,并返回基地加油。(南方日报记者 涂力万 策划统筹:黄慧莹)

责编:王丽阳
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