沈海軍
10月20日下午,習(xí)近平主席發(fā)出賀電,熱烈祝賀我國國產(chǎn)大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600成功完成水上首飛。這是繼2017年12月24日AG600順利完美實現(xiàn)陸上首飛后,該型號飛機的又一重大突破。水陸兩次成功首飛標(biāo)志著AG600飛機正式從試制全面轉(zhuǎn)入試飛階段,它的出現(xiàn)填補了我國在大型水陸兩棲飛機領(lǐng)域的研制空白,AG600成為繼運-20、C919之后,我國大飛機家族的另一個重量級選手。
AG600首飛成功后,國內(nèi)外媒體紛紛報道。不少國內(nèi)媒體在標(biāo)題中使用了“全球最大水陸兩棲飛機”等字眼,格外引人注目。世界上主要有哪些大型水陸兩棲飛機?國產(chǎn)兩棲飛機AG600的設(shè)計水平如何?它在世界上能排第幾,到底有多牛?今天,我們就來聊聊這個話題。
水陸兩棲飛機的最大優(yōu)勢是可以在遼闊的水域使用,安全性好,地面輔助設(shè)施較經(jīng)濟,特別適合多島海域。它可以停在水面,無需在陸地建設(shè)昂貴的機場跑道。從軍事上講,它可以承擔(dān)水上救援、巡邏、特種運送等任務(wù),優(yōu)勢巨大。所以俄羅斯、日本、加拿大等軍事強國競相發(fā)展水上飛機。
在我國,AG600大型特種用途民用飛機是國家應(yīng)急救援體系建設(shè)急需的重大航空裝備,可滿足我國森林滅火和水上救援等的迫切需要。該機翼展38.8米,機長37米,機高12.1米,外部尺寸與波音737相當(dāng),采用上單翼、前三點可收放式起落架、船身布局形式,安裝有4臺國產(chǎn)渦槳-6發(fā)動機,低空巡航速度460千米/時,最大起飛重量53.5噸,最大航程超過5000千米,具有可達性、機動性好,搜索范圍廣、搜索效率高,安全性高,裝載量大、續(xù)航時間長等優(yōu)點。
作為兩棲飛機,AG600既能在陸地上起降,也能在水面上起降,可在水源與火場之間多次往返投水滅火。使用AG600進行森林滅火、特種滅火的效率非常高。這是因為AG600身形巨大,20秒內(nèi)便可一次汲水12噸,單次投水救火面積可達4000余平方米。由于飛機機動靈活,可多次取水,對火點進行持續(xù)打擊。
當(dāng)今世界,海上搜救力量主要依托搜救直升機;但搜救直升機飛行速度慢,時速通常不到300千米,難以實現(xiàn)快速營救,且搜索范圍受限。固定翼水陸兩棲飛機的飛行時速能達到400~600千米,且可降落在被搜救目標(biāo)附近,并將被搜救目標(biāo)直接營救上機,這是直升機和常規(guī)固定翼飛機所不具備的性能。
AG600的海上救援能力強,可快速響應(yīng)、快速到達,并在復(fù)雜氣象條件下實施救援,其起降抗浪能力不低于2米,可一次救助50名海上遇險人員。
雖然被定位為民用,但隨著我國在南海建礁工程的推進,更多海上駐點需要遠程補給乃至救援服務(wù),這也讓AG600未來可以發(fā)揮更大的作用。
事實上,在AG600之前,我國曾研制過一款水上飛機—水轟-5。水轟-5于1968年被批準(zhǔn)研制,原型機由哈爾濱飛機制造公司制造,1986年服役;然而,由于機載設(shè)備存在明顯缺陷,無法達到軍方要求,水轟-5最終未能投入大批量生產(chǎn)。包括原型機在內(nèi),水轟-5只生產(chǎn)了7架,最終有4架服役,裝備于解放軍北海艦隊航空兵部隊。
目前,這批水轟-5的服役時間已經(jīng)達到27年,接近服役全壽命。由于是在海上飛行使用,高鹽度海水對飛機機體、發(fā)動機等的腐蝕相當(dāng)厲害,地勤維護變得十分艱難。
其實,不止我國,世界上很多國家都研制過大型水上飛機。下面按照個頭尺寸及起飛重量,筆者依次羅列了世界上所有起飛重量在20噸以上的水陸兩棲(水上)飛機。
1.夭折的水上巨無霸,H-4“大力神”
第二次世界大戰(zhàn)期間,戰(zhàn)火席卷全球。長時間的對峙使得交戰(zhàn)雙方在武器、兵員、彈藥、設(shè)備等方面的運輸舉步維艱。美英兩國不得不加足馬力,拼命造船,但運輸船隊屢遭襲擊,同盟國軍隊苦不堪言。為此,美國官方?jīng)Q定劃撥資金,研制一款巨型水上飛機。按照要求,這種水上飛機要能夠一次運載500名全副武裝的士兵或同等重量的軍事裝備,且航程要可達大西洋或太平洋的任何地方。該計劃最初由美國企業(yè)家亨利·凱斯在1942年提出,計劃最終由美國休斯公司負責(zé)實施,這架飛機被命名為H-4“大力神”,綽號“云杉鵝”。
休斯公司的創(chuàng)始人休斯是個奇人,他既拍過電影,也造過飛機。
為了節(jié)省金屬材料,H-4“大力神”在建造時使用了大量木材。建成的飛機長達66.6米,翼展97.54米,比波音747還大,飛機起飛重量181.4噸。在布局上,飛機采用上單翼,8臺發(fā)動機,計劃運載500~700人。
1947年11月2日,休斯親自駕駛“大力神”破水滑行并升空24米,在飛行了1600多米后降落。此后,這架飛機再也沒有飛上天空。實際上,那次貼著水面的試飛只是一種利用地面效應(yīng)的飛行,H-4“大力神”根本無法高飛,只能貼著水面飛行。由于試飛成績不佳、預(yù)算超支、戰(zhàn)爭結(jié)束以及美國政府停止訂貨等原因,H-4“大力神”項目最終夭折,研制出的飛機也成了供游客觀賞的展品。
1976年,休斯去世,H-4“大力神”飛機一直輾轉(zhuǎn)于民間,被航空愛好者收藏。這架飛機與其說是航空技術(shù)的結(jié)晶,不如說是浪漫與夢想的點化。在現(xiàn)實世界中,它也確實只是休斯“折騰”的產(chǎn)物。
2.水陸兩用飛機A-40,王者歸來
最近,俄羅斯聯(lián)合航空制造集團公司對外宣布,該公司正在考慮恢復(fù)生產(chǎn)蘇聯(lián)時期的A-40“信天翁”水陸兩用飛機。A-40為蘇聯(lián)時期的多用途水陸兩用飛機,是蘇聯(lián)別里耶夫設(shè)計局研制的世界上最大的雙發(fā)渦扇式多用途水陸兩用飛機,其基本用途為海上巡邏和客貨運輸;設(shè)計工作始于1983年,1986年實現(xiàn)首次飛行,1987年開始批量生產(chǎn);其主要型別有A-40反潛/偵察/布雷型、海上巡邏以及搜索救援型等。據(jù)媒體報道,A-40曾創(chuàng)下148項世界紀(jì)錄:飛機最大起飛重量90噸,飛行時速800千米,航程4000~5500千米,巡航時間12小時……這是世界上任何同類飛機都無法比擬的。
A-40最初是根據(jù)航空航天搜索和救援服務(wù)的技戰(zhàn)術(shù)要求研制的。除了搜索外,它還能用于反潛,可攜帶水聲浮標(biāo)、深水炸彈、水雷、魚雷等。在蘇聯(lián)解體后,該項目被叫停。
如果A-40恢復(fù)生產(chǎn),將給俄羅斯從北極到外太空的戰(zhàn)略計劃帶來新的助力。未來兩年內(nèi),俄羅斯有望在“東方”航天發(fā)射場進行載人航天發(fā)射任務(wù),一旦火箭出現(xiàn)故障,飛船可能會落入太平洋。屆時,新的A-40將承擔(dān)相關(guān)搜救任務(wù)。新的A-40還能在北極地區(qū)執(zhí)行疏散和救援。除了執(zhí)行民用任務(wù)外,A-40也具備執(zhí)行軍事任務(wù)的能力。它仍將成為一種有效的反潛飛機,在未來與我國的AG600水陸兩棲飛機競爭。
A-40采用常規(guī)后掠翼,機翼為超臨界翼型,大展弦比達8.66,具有很高的升阻比。為保持飛機在水面滑行時的橫向穩(wěn)定性,翼尖裝有小艇。為減小阻力,A-40采用流線型機身,機頭呈圓錐形,前段機身底部呈W型,后段為V型,這樣的機身會使飛機浮力增大,有利于離水起飛。A-40安裝有兩臺大推力D-30KPV渦扇主發(fā)動機以及兩臺R-60K型助推渦噴發(fā)動機,助推發(fā)動機可為飛機起飛提供輔助動力。飛機主要機載設(shè)備包括慣性飛行和導(dǎo)航系統(tǒng),標(biāo)準(zhǔn)的通信電臺和敵我識別器,導(dǎo)航、搜索、偵察和浪高測量雷達,常規(guī)儀表,轟炸設(shè)備以及光學(xué)/電視瞄準(zhǔn)具等。
A-40飛機翼展41.62米,機長43.84米,最大有效載重量6.5噸,最大起飛重量86噸,最大巡航時速720千米,實用升限9700米,起飛距離1000米,著陸距離1450米,最大載重航程4l00千米。
3.日本的US-2水上飛機
日本是個島國,有近3萬千米的海岸線,因而獨具特色的水陸兩棲飛機深受日本海上自衛(wèi)隊的青睞。1967年,日本海上自衛(wèi)隊就自行研制出了國產(chǎn)PS-1水陸兩棲飛機;然而,該飛機飛行高度太低,航程過短,速度太慢,很快被淘汰,隨后替換為US-1A水陸兩棲飛機。US-1A由日本新明和工業(yè)株式會社研制,共向日本海上自衛(wèi)隊交付了20架;但在US-1A交付后,仍不能滿足日本海上自衛(wèi)隊的任務(wù)要求,于是便有了對US-1A的全面升級,產(chǎn)生了US-2水上飛機。
US-2水上飛機首飛于2003年,其翼展為33.15米,機長33.46米,陸地最大起飛重量47.7噸,飛行時速480千米,其飛行高度可達6100米,最大航程4600千米,水上滑跑起飛距離約460米,水上最短著陸距離約220米(載重36噸)。就起降距離來講,US-2與其他國家的水陸兩棲飛機相比,有相當(dāng)大的優(yōu)勢。例如,加拿大的CL-415水陸兩棲飛機的起飛距離為814米,著陸距離為665米;俄羅斯的別-200水陸兩棲飛機的起飛距離為1400米,著陸距離為800米。US-2是4引擎渦輪螺旋槳飛機,安裝了艾利遜-羅羅公司的AE-2100引擎,采用電傳操縱等先進的航空電子技術(shù)。
US-2起降速度快,可以在風(fēng)大浪急的海面起降,是開展海上救援的理想工具。它不但能夠執(zhí)行搜救任務(wù),而且能夠執(zhí)行海上巡邏和反潛等各種作戰(zhàn)任務(wù)。該飛機使用玻璃駕駛艙,增加了海上搜索營救的可靠性。與US-1A相比,US-2提高了飛行性能,減少了駕駛員的工作量,并使原來的3人機組減為現(xiàn)在的2人機組。它加裝了壓力機艙系統(tǒng),是世界上第一種裝有增壓艙的大型水上飛機。增壓艙的運用可使US-2飛到9000米以上高度。
US-2還可用于運送特種部隊、投放小型快艇執(zhí)行突擊任務(wù),以及執(zhí)行監(jiān)視任務(wù),包括反潛作戰(zhàn)任務(wù)。US-2最重要的價值在于它無需長跑道,能夠在配有簡單水泥停機坪的海港起降,便于進行加油和支援活動。太平洋的島嶼數(shù)以千計,這種性能極具吸引力。
4.多用途水陸兩用飛機別-200
別-200是俄羅斯塔甘羅格別里耶夫設(shè)計局研制的雙發(fā)渦扇式多用途水陸兩用飛機,是A-40的縮小型。別-200首架原型機于1996年9月出廠,1997年首飛,1998年交付使用。其主要型別有滅火機型、客機型、貨機型、救護機型和搜索救援型等。目前俄羅斯國內(nèi)的訂貨數(shù)已達116架。
別-200的總體設(shè)計與A-40較為相似。從外形上來看,別-200采用了與A-40相同的常規(guī)布局,后掠上單翼,大展弦比,T形尾翼,中規(guī)中矩的方向舵和升降舵設(shè)計。中翼后上方并列安裝有兩臺俄制D-436PT型渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,單臺推力73.6千牛。別-200機身為全金屬半硬殼結(jié)構(gòu),底部為船體設(shè)計。2名駕駛員,座艙位于機頭上方,客機型可載64名旅客或10~52名頭等艙和二等艙旅客,起落架為前三點式。
與A-40不同的是,別-200整機尺寸減小,翼下增穩(wěn)浮筒內(nèi)移,翼尖加裝了翼梢小翼,采用全氣密機身。別-200還取消了助推渦噴發(fā)動機。其前、主起落架均為雙輪式,駕駛艙儀表板上安裝了由美國本迪克斯公司生產(chǎn)的液晶顯示器,機上還配有MH-5氣象雷達、ARIA-200數(shù)字筆導(dǎo)航系統(tǒng)等先進的機載設(shè)備。
別-200的翼展為32.88米,機長32米,最大起飛重量36噸,吸滿水后的最大空中重量為43噸,飛機最大巡航速度700千米/時,實用升限11千米,陸地起飛距離600米,水上起飛距離1000米,陸上著陸距離1050米,水上著陸距離1100米,吸水距離1450米,航程(載重4噸)2100千米。