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飛機能在水上起飛嗎

2022-07-11 00:51黃領才
第二課堂(小學版) 2022年6期
關鍵詞:汲水水陸阻力

天空的廣袤無垠,大海的神秘莫測,總是能帶給我們無限遐想。我們羨慕鳥兒在藍天自由飛翔,魚兒在大海自在遨游,幻想著自己可以在天空翱翔,在海里暢游。如今,在不斷強大的中國,我們童年的很多夢想已成為現實。世界在研最大水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600的誕生,為我們打開了實現又一個夢想的窗口。這架神奇的大飛機有什么特別的地方嗎?它的誕生有什么不為人知的故事嗎?

“鯤龍”AG600是中國自行設計研制的用于大型滅火、水上救援的水陸兩柄飛機,是中國新一代特種航空產品的代表。日常生活中,我們注意到,在天上飛的飛機和在水里航行的輪船的外觀有天壤之別。那么,從外觀上看, “鯤龍”AG600跟輪船和其他飛機有什么共同點或區別嗎?它的主要用途有哪些呢?

看名字大家就想象得到, “鯤龍”AG600既能在陸地起降,也能在水面起降,我們稱具備這種能力的飛機為水陸兩棲飛機。從飛機的外觀和設計上看,水陸兩棲飛機與陸地上的飛機有很大的不同。除了常規的機翼、機身、起落架這些部件外,水陸兩棲飛機大多采用懸臂式上單翼及T形尾翼。最明顯的特點是它的機身,水陸兩棲飛機(包括水上飛機)的機身下半部一般是船形結構,這是為了在水上高速滑行時,能滿足水動力設計的要求。

從使用功能看,水陸兩棲飛機大多用于執行一些特殊任務。目前,世界上在役的幾款大型水陸兩棲飛機,包括正在研制的“鯤龍”AG600,都主要用于森林滅火、海上救援,以及相關的延伸任務。

“鯤龍”AG600是中國自行設計研制的用于大型滅火、水上救援的水陸兩柄飛機,是中國新一代特種航空產品的代表。日常生活中,我們注意到,在天上飛的飛機和在水里航行的輪船的外觀有天壤之別。那么,從外觀上看, “鯤龍”AG600跟輪船和其他飛機有什么共同點或區別嗎?它的主要用途有哪些呢?

看名字大家就想象得到, “鯤龍”AG600既能在陸地起降,也能在水面起降,我們稱具備這種能力的飛機為水陸兩棲飛機。從飛機的外觀和設計上看,水陸兩棲飛機與陸地上的飛機有很大的不同。除了常規的機翼、機身、起落架這些部件外,水陸兩棲飛機大多采用懸臂式上單翼及T形尾翼。最明顯的特點是它的機身,水陸兩棲飛機(包括水上飛機)的機身下半部一般是船形結構,這是為了在水上高速滑行時,能滿足水動力設計的要求。

從使用功能看,水陸兩棲飛機大多用于執行一些特殊任務。目前,世界上在役的幾款大型水陸兩棲飛機,包括正在研制的“鯤龍”AG600,都主要用于森林滅火、海上救援,以及相關的延伸任務。

發生森林火災時,直升機會參與救援工作。肩負著大型滅火重要職責的“鯤龍”AG600與直升機相比有什么特別的能力嗎?

水陸兩棲飛機的優勢在于它可以在水上起飛、降落。只要森林火場附近有適合“鯤龍”AG600起降的水域,它就可以下降到水面,并不用減速,直接就可以在十幾秒鐘內汲滿水。緊接著,它可以馬上加速起飛,前往火場,把水投下去。這樣循環往復,就可以實現快速滅火。這是“鯤龍”AG600滅火的優勢。

直升機可以用吊桶裝水的方式滅火,直升機滅火是一種非常好的手段。但是,限于直升機的速度和裝載量,它單次的汲水量比較小。除了重型直升機單次的汲水量相對比較大外,大多數直升機單次的汲水量都是2~5噸。而“鯤龍”AG600的單次汲水量達到了12噸,十幾秒鐘就可以汲滿水。此外, “鯤龍”AG600的航程超過4000千米,最大巡航速度達到每小時500千米,大約是輪船速度的10倍,運輸類直升機速度的兩倍。 “鯤龍”AG600的最大起飛重量是50多噸,可裝載的人數比普通的直升機多,單次最多可救助50人。

“鯤龍”AG600的研制歷時10年,全機結構件有5萬多個,系統件有2萬多個,標準件大約有120萬個。這樣一架水陸兩棲飛機的誕生經歷了哪些考驗呢?

第一,“鯤龍”AG600要能在水面上安全地漂浮。船身下面要設置水密艙,如果相鄰的兩個水密艙漏水,飛機不能下沉,這就是漂浮安全性。

第二,在水面高速滑行時, “鯤龍”AG600受到的阻力要小。 “鯤龍”AG600的離水速度是170~180千米/小時。在水面上加速時,受到的阻力小,飛機的速度才能逐漸提升到離水速度,因此飛機船體部分的阻力系數要小。水的密度是空氣的800倍。兩者的阻力系數大約也是800倍的關系。因此,“鯤龍”AG600的發動機要有足夠的動力,這樣才能讓“鯤龍”AG600突破水的阻力升空,否則它就只是一艘高速快艇。

第三,在水面高速滑行時, “鯤龍”AG600的機身是不穩定的,會受到水面波動的干擾,因此會有俯仰姿態的變化。這個姿態變化如果控制不住,就會發散,最后飛機就會一頭鉆入水中。因此, “鯤龍”AG600要能在水面保持滑行的穩定性,始終保持穩定的姿態,高速滑行。

第四, “鯤龍”AG600在水面滑行時,機身的姿態必須可操縱。水的阻力大,黏性也大,當“鯤龍”AG600還沒達到起飛速度,各方面的效率還沒有升上去時,它的操縱性就會差一些。因此,對“鯤龍”AG600來說,可操縱性也是一個重要的設計指標。此外,飛機滑行時,水會噴濺。水噴濺會影響飛機的安全滑行,可能會把螺旋槳發動機或者機體打壞,因此“鯤龍”AG600還要進行噴濺測試。

第五, “鯤龍”AG600要有很好的抗浪性。 “鯤龍”AG600不僅要能在平靜的水面上滑行,還要有足夠的抗浪能力,能在有波浪的條件下,順利汲水、起飛,執行各項任務?!蚌H龍”AG600的設計目標是抗兩米高的浪。也就是說,當水面有兩米高的浪時,它能夠安全地起飛和降落,并執行任務。

美國波音公司生產的波音747飛機,是由6個國家的1500家大企業和15000家中小型企業通過協作分工生產出來的。在全球協作如此密切的今天,我們的“鯤龍”AG600為什么要堅持自主研發?難道不可以直接去國外購買嗎?

直接去國外購買或可解決燃眉之急,但對中國來說,大型水陸兩棲飛機不僅僅是一個產品,更是一種能力的象征,是綜合國力的體現,有非常重要的、深遠的意義。當我們有了自己的大型水陸兩棲飛機的制造體系、研制隊伍、技術標準等,那任何時期我們需要什么樣的產品,就都可以研制、生產出來。而且,一些關鍵的、核心的技術,是花錢也買不來的。只有我們擁有了自己的制造體系、研制隊伍等,才能在國際上和其他國家平等地進行合作。

黃領才總設計師給同學們的寄語:“鯤龍”AG600承載著我們的夢想自信起航,翱翔于水天之上,成為我們的驕傲。每一個人,從少年時期起就應該有自己的理想和目標,并能夠堅持為這個目標努力奮斗。同學們,你們要把自己的命運和國家的命運緊密地聯系在一起,這樣才能充分地體現你們每一個人的價值和意義,成為對社會、對國家有益的人。希望下一個國之重器由你們來創造!

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