AG600完成高速滑行测试 航空工业向祖国生日献礼
发布日期: 2018-10-09
 
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日前,中国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600完成了首次水上高速滑行试验!

本次AG600水上高速滑行任务主要进行高速水面直线滑行,重点检查不同襟翼构型下的飞机水上高速滑行姿态保持稳定性、姿态变化控制特性,喷溅特性等性能,飞机操控稳定,各系统工作正常。下一步AG600飞机还将继续开展高速滑行试验及其它相关试验试飞任务。

 

AG600和运20、C919一样都是大飞机,相对于军用运输机运20和民航客机C919,AG600则是一款水陆两栖飞机。AG600机身长37米、翼展达38.8米,与波音737相当,是当今世界在研的最大一款水陆两栖飞机。那么,这款飞机的研发究竟经历了怎样的历程,与国外同类产品相比性能又如何呢?

 

 

AG600是全国大协作的技术成果

2006 年初,中航工业特飞所着手开展水面飞行器用于国家应急救援方面的综合论证。在2007年11月,正式向国防科工委上报了《大型灭火/水上救援水陆两栖飞机研制项目建议书》。2009年,AG600项目正式立项。

正如之前介绍到,中国在水陆两栖飞机上的研制和使用上和国外有一定差距,而且上一次研发水陆两栖飞机还是于1968年启动的水轰5,而且水轰5生产的数量也非常有限。可以说是在过去技术储备本身就有限的情况下,时隔30多年后启动研发水陆两栖飞机。因此AG600在研制之初曾经试图从美国、俄罗斯、日本、加拿大寻求技术合作,然而残酷的现实教育了国人必须自力更生。

随后,AG600走上了全国大协作的自主研发之路,国内共有20 个省市、150 多家企事业单位、十余所高校的数以万计的科研人员参与了项目研制。

AG600采用了"主制造商—供应商"的世界主流型号研制模式,也就是主制造商可以通过从供应商采购子系统做集成组装制造飞机,主制造商可以集中资源和精力投入整机设计,以及与市场和客户对接的环节。国外波音和空客等公司都采用这种模式。在采用"主制造商—供应商"模式后,AG600的各个子系统由中航工业,及国内其他大型企业所属相关单位研制。

西飞承接了AG600中机身的研制工作。飞机的中机身是大型飞机整体制造中的技术难点之一。西飞为了保障制造质量和项目进度,开创全孔系协调制造技术在复杂中机身部件上的应用先河,突破机翼薄壁高筋壁板喷丸强化与成型技术难关,高质量保证翼身对接、起落架安装焦点协调。在2014年底,西飞完成AG600 飞机中机身的制造工作,在2015年3月将中机身大部件交付中航工业通飞华南公司。

成飞承接了AG600机头大部件的研制任务,AG600 机头包括飞机座舱、前起落架舱等结构,共有5200 余个零件。由于AG600 是水陆两栖飞机——飞机上半部分按照飞机结构设计,下半部按照船体结构设计,要保障气动外形在飞行时具有较小空气阻力的同时,还要保障机体结构的水密性,这就给设计和制造带来一定难度。成飞在2014 年初开始接收设计数模,在2015 年3 月,由成飞研制的机头大部件在成都顺利完成总装下架,并于3 月17 日在实现交付。

 

(AG600型水上飞机机头组件)

陕飞承接了AG600 中后机身、后机身段的研制工作。中后机身、后机身具有长度大、多舱门大开口的特点,约占AG600整个机体长度的一半。而且由于飞机水动外形变化大,装配关系复杂等因素,对制造中的铆接工艺和气密性都提出了很高的要求。陕飞结合了以往研制运八、运九等机型的经验,攻克了复杂船体结构装配工艺,大型机身蒙皮多层化铣等技术难关,完成了承担的大部件试制工作。

中航工业哈飞向中航通飞华南公司交付了AG600 的浮筒——水上飞机之所以能在水面上滑行很大程度上得益于浮筒。中航工业哈飞在2012 年就开始了对浮筒大部件的设计和论证,用3年时间成功研制出满足AG600 这样的大型水上飞机需求的浮筒。

中航工业通飞华北公司承接了AG600 主起落架护板、系统散件及铁鸟试验件、主起落架护板落震试验件,滑油箱试验件、鉴定试飞改装系统件等零组件试制任务。通过在适航、制造、数据传递等方面大胆使用新技术、新设备和信息化管理系统,逐步实现了所有工装设计、制造、修理,以及零件制造统计等无纸化设计与全电子数据传递,不仅提升了试验效率,还圆满完成了任务。

此外,华北公司承担发动机短舱的制造,中航工业复材中心承担碳纤维复合材料部件的制造,南方公司承担发动机的研制工作,其余主要部件和系统也由中航工业及国内其他大型企业所属相关单位研制。

 

(AG600底部为船型)

在AG600机头、中机身、中后机身、后机身等大部件完成交付之后,中航工业通飞华南公司负责整机装配工作。可千万别小看了整机设计和整机组装工作,由于水陆两栖飞机要求在水面上的阻力要尽可能的小,遇到大浪必须保持稳定,这对机身设计要求极高,如果船型水线设计的不好,在滑行的过程中会出现波浪的跳动。另外飞机在水面滑行的过程中,飞机的姿态要可控......可以说,机身设计需要近万次实验的检验。

同样整机装配也不容易,在装配时,既要保证孔和螺栓的高精度配合,又要保证插耳间隙达到设计要求,同时还要兼顾机翼安装角和上反角符合大部件水平测量要求,工艺难度较大。经过不懈的努力,中航工业通飞华南公司完成了机身三段调姿对接、起落架安装、中央翼铰孔安装、中央翼与外翼对接等工作,将大部件装配成了一架将机身长36.9 米、翼展39米、机身高12米的AG600。

在全国大协作模式下,国内各单位完成了5万多个结构及系统零部件、近120万个标准件的设计和制造。其中,五万多个结构系统件98%都是中国企业或单位制造,780多项装机的机载设备中90%也是国产的。

相对于C919采用美国航空发动机,以及在航电方面与国外联合研制,AG600 装配了四台国产涡桨 6 发动机,在非常关键的发动机上也实现了国产化,在航电方面AG600也实现了国产化。只是因为少数零部件为了适航取证,采用了国外供应商的产品。

对于AG600的际遇,中航工业通飞公司总经理曲景文感慨不已:"我们曾经寻求过(国外)技术合作,都被拒绝了,当我们的这款产品已经进入到今天的时候,相关(国外)公司主动来找我们,要求技术合作。当你没有的时候,什么都拿不到,当你有的时候,一切都改变了。"

AG600到底有怎样的功能和意义

AG600机身长36.9米,的翼展39米,机身高12米,装载4台涡桨6发动机,最大起飞重量53.5 吨。从机身尺寸上看,是与C919、波音737一个等级的大型飞机。AG600是一款具有很强海上搜救能力和森林消防能力的水陆两用飞机。

AG600的最大巡航速度为500公里/小时,前往1000公里之外的海难事发地来回只需要4个小时。由于落水人员在低于20℃的海水中浸泡,即便有救生衣也会因为因海水浸泡而导致体温下降,有数据表明海上救援黄金时间为2—7小时,当海水温度低于10摄氏度时,普通人30分钟就会失去意识,当海水温度处于10—15摄氏度时,根据每人的身体素质差异,能在1—2小时里保持清醒意识。加上鲨鱼等海洋生物的威胁,因此海难救援必须与时间赛跑。

如有用救援舰船搜索,不仅效率较低,而且还容易导致错失海上救援黄金时间。而直升机的飞行半径有限——直升机能完成近海搜救任务,但在距离海岸线较远的海域,直升机就鞭长莫及了。

相比之下,AG600有4500公里的最大航程,就能够及时赶赴数千公里之外,而且AG600可以搭乘50人。而且AG600的水面起降抗浪高度达到2米(设计指标是2.8米,出于谨慎起见保留了一些冗余),换言之就是能在海浪高达2米的情况下自由起降,能够应对四级海况(适应75-80%的中国南海自然海况),可以尽可能多的拯救在海上求生挣扎求生的人们。

除了还是救援能力强悍之外,AG600还具有很强的森林消防灭火功能。目前,国内森林消防主要使用直升机和小型固定翼飞机。但无论是直升机,还是小型固定翼飞机都存在搭载水量有限的情况下,比如一般的直升机只能搭载1吨左右的水,而且重新装水也需要时间,这就降低了直升机灭火的效率。

作为对比,AG600作为大型水陆两栖飞机,可以一次性搭载12吨水,而且在将水投放后,可以在20秒内完成汲水12吨,随后飞往火场灭火,这就能够大幅提升灭火效率。

此外,AG600对今后中国控制南海意义重大,相对于普通大型运输机起降对跑道有一定要求,AG600不仅能在陆地上起降,在任何地方,只要有长1500米、宽200米、深2.5米水域,AG600就能自由起降。

虽然中国已经在南海修建了数个跑道在3000左右的机场,但南海还有众多无法起降大型运输机的岛礁。而AG600高达53.5 吨的最大起飞重量,以及可以搭载50人载人能力,无论从人员输送,还是从物质运输的角度上看,对于捍卫中国南海权益大有裨益。

而且从过去众多西方国家有将水陆两栖飞机改装成反潜机的先例,AG600也有很大的改装潜力,可以根据不同的需求,改装成为能够满足反潜、电子战、海洋环境监测与保护、资源探测的机型。如果电源等配套设备能撑得住,改造成预警机的可能性也不是没有。

AG600与国外同类产品相比性能如何

目前,由于前文介绍的原因,美国已经基本停止了大型水上飞机的研发,目前各国的水陆两栖飞机主要有俄罗斯的别200、日本的US2、加拿大的CL415。

首先,我们从外形尺寸、最大起飞重量、最大巡航时速和最大航程、等指标对中国的AG600、俄罗斯的别200、日本的US2、加拿大的CL415做比较:

中国的AG600最大起飞重量为53.5 吨左右。机身长36.9米,翼展39米,机身高12米,最大巡航时速500公里,最大航程在4500公里左右。

俄罗斯的别200最大起飞重量为36吨左右(空中飞行时装满水后最大可达43吨)。机身长32米,翼展32米,机身高8.9米,最大巡航时速700公里,最大航程在4000公里左右。

 

日本的US2在水上起飞的最大起飞重量为43吨,在陆地起飞的最大起飞重量为47吨。机身长33.4米,翼展33.1米,机身高9.8米,最大巡航时速480公里(最大飞信时速560公里),最大航程在4500公里左右。

加拿大的CL415最大起飞重量为20 吨左右。机身长近20米,翼展28米,机身高9米,最大巡航时速376公里,最大航程在2500公里左右。

从上述数据可以看出,从飞机的最大起飞重量和飞机的尺寸来看,中国AG600是当之无愧的世界第一。从航程和飞信速度上来看,中国AG600与日本US2不相上下。但逊色于俄罗斯的别200——由于别200采用了涡扇发动机,这使得别200在获得较高飞行速度的同时,在起降时应对恶劣海况的能力受到一定影响,想必这也是别200曾经获得过俄国国内上百家订单,但至今生产没超过2位数的原因之一。而加拿大的CL415虽然在商业上表现不错,但毕竟飞机的尺寸、飞行时速、最大起飞重量等硬参数相对于中国AG600和日本US2有不小的差距。

因此,全球最好的水陆两栖飞机的头衔争夺则在中国AG600和日本US2之间展开。

从机身尺寸和载重量来看,AG600明显优于日本日本US2。从水陆两栖飞机的水面起降抗浪高度指标上,虽然日本US2的指标为3米,但这个指标恐怕有一定水分——2015年4月,日本海上自卫队一架US2在训练中起飞失败,发生机体损坏、浮筒折断、一具发动机脱落的严重事故。

 

 

(日本US2训练事故)

而根据报道,当时的海浪高度是小于3米的,换言之,日本在US2水面起降抗浪高度指标上注水。而中国AG600的水面起降抗浪高度指标虽然是2米,但设计指标是2.8米,而且还有后续改进的潜力。因而在水面起降抗浪高度方面,AG600在实际使用中不会逊色于US2。

从运载能力上看,AG600的最大起飞重量比US2大,机舱容积也是US2的1.5倍,这使得AG600拥有比US2更强的运载能力,特别是一些具有较大尺寸的工程设备。而且从人员输送来看,US2最多能够搭载20人,而AG600可以搭载50人。

之前已经介绍了中国AG600的国产化程度非常高,比如航电设备实现国产化,而且发动机也是国产的涡桨6。而日本的US2的航电设备国产化率为60%左右,发动机也是进口英国的罗尔斯罗伊斯AE 2100J 发动机。而且由于AG600问世比US2要晚,以及中国电子工业在这些年的巨大进步,AG600拥有比US2更好的航电设备。

在造价上,从印度政府将支付13.5亿美元用于购买12架日本US2水陆两栖飞机的新闻中可以判断,日本US2水陆两栖飞机和日本90式、10式坦克等装备一样,有着非常昂贵的造价。虽然国内没有公开报道AG600的造价,但从中国装备物美价廉的一贯特性,以及AG600高度国产化的情况来看,AG600的造价会远远低于日本US2。

总而言之,AG600是一款国内自主设计,以全国大协作方式实现高度国产化的一款性能优异的水陆两栖飞机,不仅具有非常好的海上救援和森林灭火能力,还对中国控制南海具有一定意义。

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