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知识问答 | 都是水上飞,AG600海上首飞和水上首飞到底有啥不同?

时间:2020-08-01 11:10来源:飞行邦 作者:中国通航 点击:
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  7月26日,大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在山东青岛团岛附近海域成功实现海上首飞,这是继2017年陆上首飞、2018年水上首飞成功之后,项目研制取得的又一重大突破。从陆上、到内湖、再到海上,AG600飞机完美诠释了“水陆两栖”的特点,这艘“会游泳的飞机”“会飞的船”实现了人类自古以来“飞天入海”的梦想。
 
  AG600飞机是为满足我国森林灭火和水上救援的迫切需要,首次按照中国民航适航规章要求研制的大型特种用途飞机,是国家应急救援体系建设急需的重大航空装备。对于具有海上救援等功能的AG600飞机来说,实现海上首飞,初步验证飞机适海性,探索海上试飞技术和试飞方法,为后续开展海上科研试飞,测试飞机海上抗浪性、操控特性、结构与系统的工作特性奠定了基础。
 
  AG600飞机具有“水陆两栖、一机多型”多用途的特殊性,决定了其有着与其他陆基飞机不同的三次首飞。
 
  其中,陆上首飞和大多数其他类型的飞机一样,验证了飞机的基本功能和飞行性能,是型号从图纸到实物产品的重要环节;水上首飞则是在湖面进行,验证飞机在面临突发火灾等自然灾害危机情况下,在浪高相对较小的湖面进行起降汲水等功能。而海上首飞主要检验飞机远海救援时,在海面条件下飞机的起降特性,检查飞机各系统在海洋环境下的工作情况,重点验证飞机海上抗浪能力、腐蚀防控等性能。同时针对海洋高盐度、高湿度环境下带来的腐蚀防护问题,对飞机防腐效果进行评估,对未来飞机执行远海货物运输、水上应急救援等任务的需要做好准备。
 
  那么,水上首飞和海上首飞究竟有什么不同呢?
 
  两次首飞的“水”不同。本次海上首飞的地点在山东青岛团岛附近海域,相较于内陆水面环境,有三方面不同,且将对飞机的试飞工作带来难度。首先,水的盐度不同。水上首飞选择在湖面进行,湖泊中是天然淡水,水分盐度相对较低,对飞机各系统的腐蚀防护考验较小;而海上首飞在海上进行,海水盐度明显高于湖泊中的淡水,腐蚀性更强。因此,海洋环境对于试验机的防腐蚀要求更高。第二,密度不同。海水密度大,湖水密度小,飞机在水中受到的浮力和起飞时需要克服水的“粘性”也会有差异。而这种差异在飞机高速滑行时会更加明显,尤其在降落时,在同等飞行条件(飞行重量、飞行姿态、飞行速度、下降率等相同)下,海水密度大2.5%,飞机在海面降落时,海水对飞机的反作用力相对湖水要大,这种差异会让飞行员觉得比淡水水面“偏硬”一些。 
 
  第三,波浪不一样。内陆湖面一般是由风形成的风浪,是短碎波浪,浪高相对较小,且波浪传播方向一般与风向一致,飞机在湖上起降时,一般选择迎风迎浪起降。俗话说“海上无风三尺浪”,海面上波浪类型多(由风形成的风浪、水下的整体运动形成的涌浪、大型船行波等),浪高大、能量大,不同类型波浪可能同时存在,而且传播方向不一致。同时,海面还伴有洋流和风等,会使飞行环境变得更加复杂。
 
  两次首飞中,飞行员的视觉感受和操纵要求不同。一方面,海面较湖面更为开阔,飞行员在降落时选择参考点不如湖面容易。另一方面,海面环境较湖面环境相对复杂,试飞过程中需要全面考虑风向、风速、洋流和浪涌,以及高温、高湿、高盐环境的综合影响;海上起降对飞机的波浪海面滑行稳定性、操纵特性、抗浪性、喷溅特性、防腐特性等要求更高,对飞行员的专业操作要求也更为严苛,相对应的海上试飞保障也更为复杂。飞行员只能基于对飞机飞行特性足够了解的基础上,通过丰富经验去决定是逆风降落、逆海浪降落,或者是正侧风、沿波峰等降落,有时或许是顺风降落才是最好的选择。而且一般来讲,在有波浪的海面,飞机在推油门加速起飞过程中,发动机拉力会产生低头力矩使飞机机头有一定的下俯,但如果在大波浪的作用下,机头反而抬起,在每个波浪过后,飞机头部会迅速下俯,并产生更大的下俯角。而对于水上飞机在高速滑行和起降过程中,保持飞机姿态是非常重要的。因此,为避免海上起降过程中飞机姿态过大或过小,必须迅速调整操纵量,这必须依靠飞行员细心而又准确的操纵,才可以抑制飞机的纵摇,使飞机在整个起飞或着水过程中保持运动状态稳定。
 
  两次首飞中,飞机的使用环境不同。此次海上首飞虽然也是在水面飞,但海面与内陆湖面存在很大的差异,对飞机的各项性能考验更大。其一,对飞机试飞验证的内容不同。湖面风浪浪高小、能量小,水上首飞主要是验证飞机各系统在水面的工作情况,并初步检查飞机水面起降操稳特性及性能,为后续飞机用于森林灭火和自然灾害防治体系建设提供支持。飞机在加速滑行过程中不可避免地会产生喷溅,若要在“波浪汹涌”的海面起降,喷溅会变得更加严重,可能造成襟翼、螺旋桨等结构部件发生变形甚至损坏。但AG600飞机采用V型船体、加装抑波槽和导流板等措施,有效抑制了喷溅,对进入抑波槽的水流进行了控制,有效降低了喷溅高度和减弱了喷溅冲击能量,保障了飞机在波浪海面上的起降安全。故海上首飞是重点检验飞机喷溅特性、抗浪性、加速特性和水面操纵特性,检查飞机各系统在海洋环境中的工作情况,并收集海上飞行数据,为后续相关工作提供支撑。其二,飞机着水、起飞环境不同。飞机在陆上起飞和降落时依托坚硬平滑的跑道,飞机依靠有缓冲作用的起落架系统,相对来说对飞机的安全是更有保障的。而水上首飞和海上首飞都包括飞机“从空中降落到湖面或海面”和“从湖面或海面加速滑行升入空中”这两个阶段。尤其是海面起降过程中,由于浪涌的波动起伏更大,更容易导致飞机发生上下颠簸和摇摆,专业术语叫“纵摇”。如果纵摇发散,飞机就会像海豚一样上蹿下跳,也就是所谓的“海豚跳”,严重的话飞机会失控,一头钻进水里。另外海水的密度大约是空气的800倍,飞机在水上起飞时要想加速到离水速度,飞机的水动阻力特性就要设计得比较好,尽可能降低阻力系数,使飞机在通过阻力峰时仍具有足够的加速度,以保证飞机短时间内加速到离水速度起飞。海水密度和内里湖水密度的差异在这里也体现得比较明显。
 
  无论是陆上首飞、水上首飞还是海上首飞,都是AG600飞机从图纸变成试验机,由试验机走向客户市场的必经之路,都是为验证飞机的不同飞行特性,确保飞机性能实现、安全可靠的关键性飞行试验科目。道阻且长,行则将至。“飞天入海”梦想的实现,是AG600飞机研制团队坚决以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入学习贯彻习近平总书记关于AG600项目的重要指示批示精神,奋勇拼搏、攻坚克难、创新突破的结果。航空人将一如既往,致力于提升航空工业特种用途飞机研制能力,争取早日让AG600飞机飞到祖国和人民需要的地方,促进国家自然灾害防治体系和应急救援体系建设。
 
  2009年  
  6月2日,国家工业和信息化部与财政部同意批复大型灭火/水上救援水陆两栖飞机(以下简称“AG600”)项目研制立项。
  9月5日,召开 AG600项目启动会,标志着我国又一重大民用飞机项目研制正式启动。
 
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