國外軍機內(nèi)置登機梯的結(jié)構(gòu)及收放性分析

許小妹，陳里根，袁平湘，盧維富，張 勇，林 雷

（航空工業(yè)洪都，江西南昌，330024）

0 引言

飛機登機梯分常規(guī)登機梯和機內(nèi)內(nèi)置登機梯兩種，常規(guī)登機梯是一個獨立構(gòu)件，飛行員登離飛機后，登機梯取下，其結(jié)構(gòu)形式簡單，不會增加飛機本身的重量，安全穩(wěn)定性較好。但對于經(jīng)常在野外起降的軍用陸基飛機，地勤人員的配備和艱苦復雜的野外環(huán)境，常規(guī)登機梯難以滿足飛行員的使用要求；對于艦載機，使用需人工搭放和撤收的常規(guī)登機梯，因航母的搖擺晃動和飛行甲板面積的限制，登機梯安置的穩(wěn)定性難以得到保障，并給地勤人員的工作造成混亂。常規(guī)登機梯按其結(jié)構(gòu)形式分為直接搭接安置式和吊掛式兩種。直接搭接安置式常規(guī)登機梯，機身和梯體搭接部分易因梯體端部的橡膠老化而造成飛機蒙皮被磨黑；吊掛式常規(guī)登機梯的吊掛點易因接觸磨損而破壞飛機表面涂層，使飛機的防腐性能下降。內(nèi)置登機梯以其不受陸地環(huán)境、航母的搖擺晃動、甲板面積的限制、對地勤人員依賴性小及可收放性等高度自主性特點在軍機中逐步得到運用。但受飛機重量及空間尺寸的限制，內(nèi)置登機梯的結(jié)構(gòu)形式布置及可收放性設(shè)計卻成為其設(shè)計的難點。

1 內(nèi)置登機梯的結(jié)構(gòu)形式分類

軍機內(nèi)置登機梯常見的結(jié)構(gòu)形式有翻轉(zhuǎn)折疊式、伸縮桿式、金屬蒙皮壁板式以及伸縮桿式或翻轉(zhuǎn)折疊式與金屬蒙皮壁板塊組成的復合式內(nèi)置登機梯。

1）翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機梯

翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機梯結(jié)構(gòu)形式同簡易的外掛式登機梯，中間腳踩踏板連接在兩側(cè)梯桿上，有些內(nèi)置登機梯的梯桿還可作為登機攀援扶手，登離機便利性較高，且登機梯收起后在厚度方向上所占空間小。但各級梯桿有相互協(xié)調(diào)性要求，可收放性結(jié)構(gòu)設(shè)計難度較大。如F/A-18F“大黃蜂”新型艦載機、YK-130高級教練機。

2）伸縮桿式內(nèi)置登機梯

伸縮桿式登機梯由一根方形或圓形可伸縮桿以及桿左右兩側(cè)間隔設(shè)置的臺階組成一個簡易登機梯，其結(jié)構(gòu)簡單，所占機體空間小，對飛機機體結(jié)構(gòu)影響較小。登機梯收放在收容艙內(nèi)，口蓋關(guān)閉即可與機身完全貼合，作為機身蒙皮的一部分，其口蓋相對翻轉(zhuǎn)折疊式登機梯較小，但其收容艙所占空間較大，登機難度較大，除機體本身外沒有可供輔助登機的扶手。如A-10攻擊機、F-35“閃電Ⅱ”聯(lián)合戰(zhàn)斗攻擊機。

金屬蒙皮壁板式內(nèi)置登機梯是在飛機座艙段設(shè)置幾塊金屬蒙皮壁板塊，其結(jié)構(gòu)形式類似飛機的快卸口蓋結(jié)構(gòu)，將其打開與機身表面成一定角度時，作為飛行員的腳踩踏板和攀援扶手，其結(jié)構(gòu)形式簡單、占用空間小，對座艙影響最小。如A-7“海盜”攻擊機。但由于金屬蒙皮壁板式內(nèi)置登機梯貼覆于機身蒙皮，飛機起落架較高的飛機難以單獨利用該結(jié)構(gòu)形式的簡易內(nèi)置登機梯登離飛機，一般與翻轉(zhuǎn)折疊式或伸縮桿式組成復合式內(nèi)置登機梯。

4）復合式內(nèi)置登機梯

翻轉(zhuǎn)折疊式或伸縮桿式與金屬蒙皮壁板塊復合式登機梯是目前使用最多的內(nèi)置登機梯結(jié)構(gòu)形式。在單獨采用翻轉(zhuǎn)折疊式或伸縮桿式內(nèi)置登機梯的梯體長度難以滿足飛行員登離飛機要求的情況下，在原有登機梯的上端、靠座艙段單獨設(shè)計一個或兩個金屬蒙皮壁板塊構(gòu)成復合式內(nèi)置登機梯。采用復合式內(nèi)置登機梯的機型有米格-29KUB艦載機、SU-25攻擊機等。

2 國外軍機內(nèi)置登機梯的結(jié)構(gòu)及可收放性分析[1,2]

以下主要介紹國外軍機典型內(nèi)置登機梯的結(jié)構(gòu)及收放動作過程，為方便比較分析，大致按照各機型的首飛或服役時間為先后順序。

A-6攻擊機巧妙地利用其進氣道位置優(yōu)勢，在機身兩側(cè)左右進氣道的外壁分別鉸接安裝了向下“開門式”，可向下翻轉(zhuǎn)打開的雙模預制性登機梯，結(jié)合進氣道外壁上的階梯結(jié)構(gòu)組成雙段登機梯，飛行人員分別從機體兩側(cè)同時踩著登機梯迅速地登離座艙。EA-6B電子戰(zhàn)機在A-6“入侵者”高亞音速噴氣式重型艦載攻擊機標準機型上增加一排電子操作員座艙，構(gòu)成雙排并列四人座艙。EA-6B電子戰(zhàn)機則在A-6的基礎(chǔ)上在登機梯前端左、右各配置一個金屬蒙皮壁板塊供前排飛行員登離機，如圖1所示。至于進氣道左右兩側(cè)分別安裝內(nèi)置登機梯的便利性是否值得借鑒，要綜合考慮登機梯的增加對飛機整體重量的影響大小以及飛機重心的平衡性影響。

圖1 EA-6B“徘徊者”電子戰(zhàn)機

L-39ZA教練機在飛機的前、后座艙分別配備有翻轉(zhuǎn)折疊式和金屬蒙皮壁板塊相結(jié)合的復合式內(nèi)置登機梯，如圖2所示。從圖2初步判斷，其起落架高度較低，但仍采用復合式內(nèi)置登機梯結(jié)構(gòu)形式，可能是為了將翻轉(zhuǎn)折疊式登機梯避開空間及氣密性要求更加嚴格的座艙段區(qū)域，而選擇布置在座艙地板平面以下的設(shè)備艙段，這又勢必會造成登機梯能達到的高度下移，故在其上方布置金屬蒙皮壁板塊輔助登機；也有可能僅僅是因為單獨布置翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機梯難以達到登機要求，故將可向下翻轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)折疊式登機梯布置在對空間要求相對較小的座艙段下方實現(xiàn)第一步登機功能。其結(jié)構(gòu)形式相對簡單，對座艙段的影響較小。

F-14“熊貓”艦載戰(zhàn)斗機采用的是復合式內(nèi)置登機梯，如圖3所示，翻轉(zhuǎn)折疊式登機梯設(shè)置在前后座艙的中間區(qū)域，再分別在前、后座艙段配置一金屬蒙皮壁板塊作為飛行員的腳踩踏板和攀援扶手，飛行員踩踏打開的內(nèi)置登機梯和機體表面的機身蒙皮壁板塊就可快捷自如地進入飛機座艙。

圖2 捷克L-39ZA教練機

圖3 F-14“熊貓”艦載戰(zhàn)斗機

如圖4所示，A-10攻擊機配備伸縮桿式內(nèi)置登機梯，圓形伸縮桿與機身鉸接在一起，伸縮桿兩側(cè)間隔安裝有簡易套環(huán)式腳踩踏板，登離飛機完成后，伸縮桿底端的黃色簡易腳踩踏板可收縮在收容艙內(nèi)，收容艙設(shè)計有快卸口蓋實現(xiàn)開、關(guān)閉功能。但該登機梯的登離機便利性不高，飛行員無可攀援的輔助登機扶手結(jié)構(gòu)。

如今，美國軍隊研究局、德國、俄羅斯都對飛機的設(shè)計過程、研制數(shù)據(jù)、飛行數(shù)據(jù)建立了功能比較強大的數(shù)據(jù)庫，且應(yīng)用的比較普遍，雖然我國也已經(jīng)進行了上述的一些研究，但是總體而言，我國的飛機數(shù)據(jù)庫與國外相比還有一定的差距。

圖4 A-10攻擊機

如圖5所示，SU-25攻擊機在座艙后的設(shè)備艙段配備三層可折疊式內(nèi)置登機梯以增加其登機梯長度，梯體上方的飛機蒙皮外還設(shè)計有兩個固定不可收放的登機把手，登機梯左側(cè)，后座艙段設(shè)置了一個金屬蒙皮壁板塊，打開時作為飛行員扶手兼腳踏板。三層可翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機梯直接吊掛于機身蒙皮上，飛行員第一步登機時，手有向外的拉力，與之相對應(yīng)，腳有方向向機體內(nèi)部的壓力，可能會磨損機身蒙皮；不可收放的登機把手為登機提供了極大的便利性，但勢必會影響飛機的氣動性能。

圖5 SU-25攻擊機

米格-29KUB艦載機的登機梯可謂是兼具了翻轉(zhuǎn)折疊式、伸縮桿式及金屬蒙皮壁板3種登機梯的結(jié)構(gòu)形式，如圖6所示。其登機梯布置在邊條下，由矩形伸縮桿及5個簡易踏板組成，飛行員通過登機梯登上其邊條，繼而借助金屬蒙皮壁板塊進入座艙內(nèi)。與A-10攻擊機登機梯不同的是，收縮桿收縮彎折90°收藏在邊條下，其結(jié)構(gòu)形式結(jié)合了F/A-18F“大黃蜂”和A-10攻擊機的雙重特點。

圖6 米格-29KUB艦載機

美國F/A-18F“大黃蜂”新型艦載戰(zhàn)斗/攻擊機配備翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機梯，如圖7所示。登機梯打開時，結(jié)構(gòu)類似于外掛式登機梯，為常規(guī)的、便于折疊貼覆收放的窄扁條狀桿梁結(jié)構(gòu)，梯桿與邊條下部的接頭連接固定，底部通過掛鉤斜撐以保證登機梯與機體成一定角度。收放時，解開底部掛鉤，向右旋轉(zhuǎn)將登機梯貼覆安裝在機身邊條的底部，左側(cè)加強梯桿內(nèi)設(shè)置有滑軌供各級梯桿旋轉(zhuǎn)收放進邊條內(nèi)。邊條收容艙內(nèi)設(shè)置有供固定登機梯的掛鉤，且左側(cè)加強梯桿設(shè)計有帶外形結(jié)構(gòu)，登機梯收起后作為機體蒙皮的一部分。飛行員借助這個扁條狀登機梯登上機身邊條后，直接踩踏其獨特的大邊條進入座艙。

圖7 F/A-18F“大黃蜂”新型艦載機

法國“陣風M”艦載型飛機登機梯采用伸縮桿式方形登機桿和金屬蒙皮壁板塊相組合的結(jié)構(gòu)形式，如圖8所示，伸縮桿兩側(cè)分別設(shè)有一個簡易踏板，收起時，可向上翻轉(zhuǎn)折入梯體內(nèi)，與梯桿齊平，伸縮桿底端連接有金屬蒙皮壁板塊，飛行員登離飛機后，即可將伸縮桿登機梯收縮進機體內(nèi)部，底端金屬塊就貼覆在機體表面，成為機體表面的一部分；金屬蒙皮壁板塊打開后，可作為飛行員攀爬伸縮桿式登機梯時的攀援扶手和腳踩踏板。

圖9為YK-130高級教練機，該教練機起落架高度較低，在座艙左側(cè)壁上配備兩層翻轉(zhuǎn)折疊式內(nèi)置登機梯。此內(nèi)置登機梯由上梯桿、下梯桿、腳踩踏板及登機口蓋組成，梯體和登機口蓋通過合頁連接于一體，與下梯桿連接的口蓋端開一矩形缺口作為飛行員的第一級簡易踏板，后座艙飛行員通過內(nèi)置登機梯登上飛機上大梁，繼而進入座艙?？谏w打開，登機梯即放下；收起時，先將腳踩踏板向上抬起，隨之口蓋向上翻轉(zhuǎn)與座艙側(cè)壁連接固定，從而收起登機梯、關(guān)閉口蓋。

圖8 法國“陣風M”艦載機

圖9 YK-130高級教練機

F-35“閃電Ⅱ”聯(lián)合戰(zhàn)斗攻擊機屬于第五代戰(zhàn)斗機，同樣配備伸縮桿式內(nèi)置登機梯，如圖10所示，由方形金屬桿和金屬桿下端間隔設(shè)置的套環(huán)組成飛行員的簡易內(nèi)置登機梯，并在第一級梯桿與機體之間設(shè)計有斜撐桿以保證登機梯梯桿不與機體蒙皮刮蹭。飛行員登離機后，方形桿收納在收容艙內(nèi)，關(guān)閉口蓋即可作為機身外表面蒙皮。

圖10 F-35“閃電Ⅱ”聯(lián)合戰(zhàn)斗攻擊機

3 結(jié)語

軍機內(nèi)置登機梯主要有翻轉(zhuǎn)折疊式、伸縮桿式、金屬蒙皮壁板塊式和復合式內(nèi)置登機梯。

通過對以上國外典型軍機內(nèi)置登機梯的結(jié)構(gòu)特點及可收放性分析，可以看出，內(nèi)置登機梯的結(jié)構(gòu)應(yīng)充分利用飛機本身，特別是座艙段的結(jié)構(gòu)特點，以對飛機結(jié)構(gòu)影響最小化為原則來選擇內(nèi)置登機梯的位置布置和結(jié)構(gòu)形式，再進行結(jié)構(gòu)和可收放性設(shè)計。此外，內(nèi)置登機梯的應(yīng)用范圍將更為廣泛，由原來主要在大、重型艦載戰(zhàn)斗、攻擊機等飛機裝備向小、輕型飛機（如教練機）拓寬發(fā)展；內(nèi)置登機梯的結(jié)構(gòu)向輕量化、簡易化及對機身結(jié)構(gòu)影響最小化的趨勢發(fā)展；同時，現(xiàn)代飛機將更加注重飛機的氣動性能，后續(xù)飛機內(nèi)置登機梯均無類似登機把手等影響飛機氣動性能的突出結(jié)構(gòu)外形。