科技日報記者 矯陽
“鯤龍”AG600今天又通過一項大考——首次完成水上試飛。
2018年10月20日，湖北荊門漳河機場。8時30分，世界在研最大的四發渦槳水陸兩棲飛機AG600水上首飛正式開始。
由機長趙生、副駕駛陳明、機械師魏鵬和監控觀察員孫康寧組成的首飛機組，按預定科目，駕駛著AG600劃開深藍色的湖面。經加速後，8點51分，飛機加速至時速197千米機頭昂起，AG600宛如一條東方巨龍，從水面踏浪而起，直插雲霄。9時05分，AG600又像一名技術高超的跳水隊員，從高空輕盈入水，並以時速15千米平穩地接水並貼水面滑行，水花十分平穩。
一次完美的低空低速平穩的水上起降。
這是繼2017年12月24日AG600成功實現陸上首飛後，又一個歷史性時刻。是AG600作為水陸兩棲飛機水上特性的關鍵驗證，是AG600研製項目中的重要裡程碑事件，是我國通用航空產業和民機工業跨越式發展的重要成果。
當天，民航適航方面為AG600頒發了特許飛行證。
水的密度、阻力系數、粘性約為空氣的800倍
相比陸地，飛機在水上的起降難度巨大。
”飛機在水上起飛時候的速度和陸上相當，要想加速到這樣一個速度，飛機的阻力特性就要設計得比較好;二是飛機在水面滑行時會有大量水的噴濺，如果這種噴濺作用不可控的話，會對發動機、螺旋槳或機體結構帶來衝擊和損傷。“在接受科技日報記者採訪時，AG600總設計師黃領才說，陸上首飛起降場地為陸地機場，使用飛機起落架進行起降，而水上首飛以水面為起降場地，使用飛機的船體在水面上滑行進行起降。
黃領才說，由於水的密度、阻力系數、粘性大約是空氣的800倍。飛機離開水面，要滿足在水中加速到185公里／小時，因此必須盡可能減小水的阻力。
這就要求在飛機的船體外形設計上下功夫。
”船體參數的選擇對飛機在水中高速滑行時的穩定性影響極大，如果設計得不合適，就會引起縱搖，形成海豚跳，嚴重時不可控制，將引起災難性事故。“黃領才說。
飛機在離開水面或接近水面時，會產生一種氣水交融的耦合作用，這會給飛機操控帶來控制難度，與陸上飛機起降操縱方式有很大的不同。
“除水面環境影響以外，船體和飛機本身的氣水動特性更需要飛行員反覆練習並準確掌握，特別是離水和著水姿態的掌握比陸上起降的離地和接地難度大很多。”趙生說。
世界水上飛機最高抗浪能力：海面2米浪高起降
抗浪能力是衡量水上飛機性能的重要指標。AG600飛機設計目標在海面2米浪高正常起降，在世界範圍，這個指標也屈指可數。
“抗浪能力不好，不僅極大限制飛機出勤率，也會影響到它的經濟性和水面起降的舒適性。”黃領才說。
“飛機要想具備優良的水、陸兩棲性能，必須給飛機一個在水面運行的水動部件，即把機身下部設計成像船一樣的“V”型船型機身，以保證其在水面起降。”黃領才說。
AG600飛機，機身下像一艘船，底部還要帶著一幅起落架，以具備陸地和水上兩種起降能力。“而氣動與水動特性存在著明顯差異。”黃領才說，單看低速的船舶水動力，與常規的陸上飛機空氣動力理論比較成熟，而高速水動力研究相對較少，理論基礎較薄弱。
如果將空氣動力理論疊加在一起，來完成飛機在水上起飛/降落，過程中的氣水交融與耦合特性的分析，無疑給氣水動布局設計帶來了嚴峻的挑戰。
AG600飛機突破了多項關鍵技術。
AG600作為我國新研的大型水陸兩棲飛機，航空工業水動力研究中心通過理論研究、數值仿真、計算、模型試驗等開展高抗浪船型機身優化設計的關鍵技術突破，完成了上萬次的模型試驗，使AG600飛機具有了抗浪2米的能力，在各種水面情況下，飛機的水動性能表現優異，攻克了船型機身設計上的多項關鍵技術，掌握了大長寬比船型機身設計、抑波槽設計、高穩定船型機身設計等技術，確保了項目研製的成功，推動了水面飛行器水動力設計技術的發展，為下一代水陸兩棲飛機的研製積累了數據與經驗。
最大載水量為12噸，一次汲水時間20秒
AG600飛機是為滿足我國森林滅火和水上救援的迫切需要，首次研製的大型特種用途民用飛機；是國家應急救援體系建設急需的重大航空裝備。除此以外，還可用於海洋監測、海關緝私、環境和資源監測、航空運輸、航空遊覽/觀光和私人公務等方面，具有十分廣闊的應用前景。
AG600飛機，水面起降抗浪高度2.0米，可執行滅火和水上救援任務，最大起飛重量為53.5噸。
資料顯示，AG600飛機具有出動迅速、到達滅火區域速度快、小時投水量大、滅火效率高、覆蓋範圍廣等諸多優點，可快速到達火災地點，及早撲滅火源，是一種十分理想的滅火工具。經過測算，在國內十六個機場部署AG600飛機，即可實現對東北林區和南方林區範圍內的全面滅火覆蓋。
據介紹，AG600飛機在接到森林滅火指令後，可以在陸上機場向水箱注水，或到火源地區附近水域滑行汲水後飛到火區上空，按照滅火指揮系統的統一指揮，視火情大小，採用直接往返汲投水滅火，或者多機集中往返滅火的方式進行滅火任務。AG600飛機最大載水量為12噸，一次汲水時間不大於20秒，單次加油最大投水量約為370噸。可單次齊投12噸水，也可以分批次投水；並可為被困人員和其他滅火人員及滅火機械開辟進出火區的安全通道。
除了是“滅火能手”，AG600還是遠海“救援高手”。AG600飛機具有速度快，可達性、機動性好，搜索範圍廣、搜索效率高，安全性高，裝載量大等優點，巡航速度480千米/小時，救援半徑超過1500千米，單次最多可救護50名遇險人員。
“AG600飛機總體技術水準和性能達到當前國際同類飛機的先進水準，並滿足中國民用航空適航規章要求。”航空工業相關負責人表示。
隨著“一帶一路”國家倡議的提出，以及21世紀海上絲綢之路的逐步推進，人們的活動將越來越走向遠海，AG600飛機航程遠、續航時間長、水面起降性能好的優勢將我國的海洋救援能力從300km提升到1500km，為人們走向遠海提供有效的安全保障手段。
AG600飛機共有5萬多個結構、2萬多個系統零組件、100餘萬個標準件。“對航空工業而言，研製這麽大體量既能在陸地上起降又能在水面上起降的特種飛機，也屬首次；放眼世界，類似型號的飛行器也是不多見的。”航空工業副總經理陳元先說。
據悉，為順利完成AG600飛機的研製，航空工業研究制定了“主承製商-供應商”的“大協作”模式，充分調動全國資源參與型號研製。參與項目研製的共有國內20個省市、150多家企事業部門、十餘所高校的數以萬計的科研人員。
來源：科技日報 文中圖片均由本文作者提供
編輯：朱麗
審核：管晶晶
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