既能上天飛行，也能踏海遨游，我國完全自主研制的AG600“鯤龍”飛機，正是這樣的“跨界”航空裝備。作為全球起飛重量最大的民用水陸兩棲飛機，“鯤龍”為滿足我國森林滅火和水上救援的需要而誕生。
近期，“鯤龍”喜訊頻傳——4月20日，獲頒中國民航局型號合格證；5月6日，批產首架機總裝下線；5月18日，順利完成生產試飛；6月11日，獲頒中國民航局生產許可證。
“從藍圖到適航，‘鯤龍’振翅的每一步，都是摸著石頭過河。”中國航空工業集團AG600系列總設計師黃領才在接受科技日報記者采訪時說，歷經15載，研發團隊突破110項關鍵技術，成功構建大型水陸兩棲飛機的核心技術體系，填補了我國在該領域的空白。
解決上水不均難題
森林滅火是“鯤龍”的主要任務之一，載水量則是影響滅火效率的關鍵。為此，研發團隊給“鯤龍”設計了四個呈“田”字形擺放的大水箱，加起來足足可容納12噸水。
一旦發生火情，“鯤龍”必須迅速“喂飽”自己奔赴“戰場”。起初，這在中國航空工業集團通飛華南研發中心總體部部長程志航眼里并不算件難事：“我們把連接水面和水箱的汲水管從中間分叉，一路從‘腰間’接入兩個前水箱，另一路從頂部繞過前水箱，接入兩個后水箱。”
在程志航看來，前后水箱同時汲水，自然就能提升效率。但試驗了幾次之后，結果卻與想象的完全不同。
“四個水箱緊挨在一起，眼瞅著前水箱幾秒就填滿了，可后水箱就是不上水。”這讓程志航心急如焚。裝不滿水，有再大的“胃”也是徒勞。
為了解決前后水箱上水不均的問題，團隊先后改換過七八種設計方案。更改汲水管排布，不行；調整管徑設計，不行；用水槍加壓，還是不行……
一籌莫展之際，一位團隊成員偶然談及，很久以前，他在海底水體力學的某項研究中觀察到，當海底密閉箱體出現破洞，沖進箱體的高速水柱撞到后箱壁會反彈，形成一個個漩渦。
“‘鯤龍’汲水時，水流速度高達40米/秒，是不是汲水管內部也存在回旋漩渦現象，從而阻礙了汲水。”程志航沒有放過這個偶然的猜想，立即著手進行汲水仿真模擬。很快，團隊發現汲水管內果然存在著復雜的渦流。正是因為涌進來的水流夾雜著空氣高速旋轉，才錯過了進入后水箱的分支管道，全部涌入了前水箱。
弄清“疾癥”所在后，難題迎刃而解。經過多次的仿真計算和觀察研究，團隊在汲水管分叉處尋找到最合適的位置，添加上精心設計的導流片，強制部分水流進入后水箱。如此一來，極速的水流幾乎能夠同時填滿4個水箱。
現在，僅需20秒，“鯤龍”就可從水面汲水12噸，汲水效率達到世界先進水平。
打破陸地起降“鐵律”
顧名思義，水陸兩棲飛機不僅能從地面起飛，還要具備從水上起飛的能力。研發團隊很早就在試驗中注意到，“鯤龍”從水面起飛時，離水速度總是偏小，直接威脅到飛機起飛安全。
為此，團隊翻遍了國內外水陸兩棲飛機的設計資料，尋找解決方案，甚至連幾十年前的“老古董”也沒放過。
無數次的翻閱，終于換來了一個全新思路。中國航空工業集團特飛所水動力研究中心主任吳彬發現了一篇不尋常的文獻。
“飛機從地面起飛時，起落架的前輪一旦離地，就要‘拉桿’將飛機拉升起飛。當飛機‘抬頭’超過某一特定高度后，即便飛行員發現系統失效等危險故障，也不能再次把前輪和主輪壓回地面。”吳彬告訴記者，這可以說是飛機起飛時必須遵循的“鐵律”。否則，飛機就可能出現起落架斷裂，引發“摔機”等重大事故。
“但這篇關于水上飛機起降的文獻提出，在幾種特定情況下，飛機從水上起飛加速時，遇到異常情況可以再次沉回水面。”吳彬仿佛淘到了寶，“沒想到還可以這樣操作！”
經過多次仿真模擬與水池試驗后，大家驚喜地發現，柔軟的水體不僅不會像堅硬的跑道那樣，給飛機造成二次沖擊，還能讓飛機“落回去”比“飛起來”更安全。
可當團隊決定在實機試飛中驗證這一理論時，常年從地面起降的試飛員卻顧慮重重：“風險太大了！出了事故，誰能負起這個責任？”
“別說試飛員了，很多老專家當時都無法接受這個觀點。”吳彬完全理解試飛員的想法，“但我們對自己的試驗結果有信心！”
為了打消試飛員的顧慮，團隊把試驗結果捧到試飛員面前，一遍遍“掰開了揉碎了”解釋試驗的科學性、可行性。試飛員最終被團隊的真誠和嚴謹打動。實際試飛結果與預想的完全一致，相關試驗科目順利通過。
在此基礎上，團隊構建出“水上起降速度”等多項指標符合安全標準的設計規范，一套全新的飛機水上安全起降準則隨之誕生。
“試”出氣水動融合布局
“鯤龍”既要會飛，又要會游，但空氣和水的密度相差近800倍，這對飛機整體的氣水動融合布局設計提出了前所未有的高要求。
“‘開荒’沒有捷徑，我們就用‘土辦法’慢慢磨！”黃領才帶著研發團隊，按照設置關鍵參數、生成布局初樣、試驗修正等一系列步驟，反復迭代和摸索，一“試”就是三年多，“難題一茬接一茬，就像爬山一樣。好不容易爬上了這個山頭，抬眼一望，嚯！還有好多山頭。”
主起落架的整流罩設計，就是其中最難爬的“山頭”之一。
“鯤龍”機身下部為船型，需要設計一個整流罩“外衣”，將收起的主起落架包裹起來，減小氣動阻力。然而，主起落架的整流罩與機翼位置較近，二者之間額外多出一個氣流通道，有可能導致飛機橫航向失穩，影響飛行安全。
整流罩前部改型、翼身修型、翼根處修型……團隊進行了無數次分析和試驗，最終“試”出了一個答案——在機翼前下方的機身側面增加導流裝置對氣流進行“分流”，從而改善“鯤龍”的橫航向特性。
即便有了解決辦法，大家也不敢“高興得太早”——畢竟導流裝置并不在最初的設計方案里，加上這個變量，也許會帶來飛機阻力增加等一系列難以想象的“蝴蝶效應”。
“當時是懷著無比忐忑的心情去做實機試飛的。”直到現在，程志航回憶起來還心有余悸，所幸得益于團隊在設計伊始就充分考慮到氣水動特性，試飛一切順利！“我們有驚無險地爬過了這個山頭！”
總體設計的那3年里，僅風洞、水動試驗，團隊就開展了3萬余次，氣水動融合布局被團隊硬生生“試”了出來，為“鯤龍”展翼騰飛打下了堅實基礎。
“我們始終牢記‘鯤龍’水上首飛成功時，習近平總書記勉勵大家‘繼續為滿足我國應急救援體系和國家自然災害防治體系建設需要、實現建設航空強國目標而奮斗’的殷切囑托。”黃領才說，“未來，我們將繼續為增強‘鯤龍’的實戰應用能力加倍努力，為國家應急救援體系建設貢獻力量！”
既能上天飛行，也能踏海遨游，我國完全自主研制的AG600“鯤龍”飛機，正是這樣的“跨界”航空裝備。作為全球起飛重量最大的民用水陸兩棲飛機，“鯤龍”為滿足我國森林滅火和水上救援的需要而誕生。
近期，“鯤龍”喜訊頻傳——4月20日，獲頒中國民航局型號合格證；5月6日，批產首架機總裝下線；5月18日，順利完成生產試飛；6月11日，獲頒中國民航局生產許可證。
“從藍圖到適航，‘鯤龍’振翅的每一步，都是摸著石頭過河。”中國航空工業集團AG600系列總設計師黃領才在接受科技日報記者采訪時說，歷經15載，研發團隊突破110項關鍵技術，成功構建大型水陸兩棲飛機的核心技術體系，填補了我國在該領域的空白。
解決上水不均難題
森林滅火是“鯤龍”的主要任務之一，載水量則是影響滅火效率的關鍵。為此，研發團隊給“鯤龍”設計了四個呈“田”字形擺放的大水箱，加起來足足可容納12噸水。
一旦發生火情，“鯤龍”必須迅速“喂飽”自己奔赴“戰場”。起初，這在中國航空工業集團通飛華南研發中心總體部部長程志航眼里并不算件難事：“我們把連接水面和水箱的汲水管從中間分叉，一路從‘腰間’接入兩個前水箱，另一路從頂部繞過前水箱，接入兩個后水箱。”
在程志航看來，前后水箱同時汲水，自然就能提升效率。但試驗了幾次之后，結果卻與想象的完全不同。
“四個水箱緊挨在一起，眼瞅著前水箱幾秒就填滿了，可后水箱就是不上水。”這讓程志航心急如焚。裝不滿水，有再大的“胃”也是徒勞。
為了解決前后水箱上水不均的問題，團隊先后改換過七八種設計方案。更改汲水管排布，不行；調整管徑設計，不行；用水槍加壓，還是不行……
一籌莫展之際，一位團隊成員偶然談及，很久以前，他在海底水體力學的某項研究中觀察到，當海底密閉箱體出現破洞，沖進箱體的高速水柱撞到后箱壁會反彈，形成一個個漩渦。
“‘鯤龍’汲水時，水流速度高達40米/秒，是不是汲水管內部也存在回旋漩渦現象，從而阻礙了汲水。”程志航沒有放過這個偶然的猜想，立即著手進行汲水仿真模擬。很快，團隊發現汲水管內果然存在著復雜的渦流。正是因為涌進來的水流夾雜著空氣高速旋轉，才錯過了進入后水箱的分支管道，全部涌入了前水箱。
弄清“疾癥”所在后，難題迎刃而解。經過多次的仿真計算和觀察研究，團隊在汲水管分叉處尋找到最合適的位置，添加上精心設計的導流片，強制部分水流進入后水箱。如此一來，極速的水流幾乎能夠同時填滿4個水箱。
現在，僅需20秒，“鯤龍”就可從水面汲水12噸，汲水效率達到世界先進水平。
打破陸地起降“鐵律”
顧名思義，水陸兩棲飛機不僅能從地面起飛，還要具備從水上起飛的能力。研發團隊很早就在試驗中注意到，“鯤龍”從水面起飛時，離水速度總是偏小，直接威脅到飛機起飛安全。
為此，團隊翻遍了國內外水陸兩棲飛機的設計資料，尋找解決方案，甚至連幾十年前的“老古董”也沒放過。
無數次的翻閱，終于換來了一個全新思路。中國航空工業集團特飛所水動力研究中心主任吳彬發現了一篇不尋常的文獻。
“飛機從地面起飛時，起落架的前輪一旦離地，就要‘拉桿’將飛機拉升起飛。當飛機‘抬頭’超過某一特定高度后，即便飛行員發現系統失效等危險故障，也不能再次把前輪和主輪壓回地面。”吳彬告訴記者，這可以說是飛機起飛時必須遵循的“鐵律”。否則，飛機就可能出現起落架斷裂，引發“摔機”等重大事故。
“但這篇關于水上飛機起降的文獻提出，在幾種特定情況下，飛機從水上起飛加速時，遇到異常情況可以再次沉回水面。”吳彬仿佛淘到了寶，“沒想到還可以這樣操作！”
經過多次仿真模擬與水池試驗后，大家驚喜地發現，柔軟的水體不僅不會像堅硬的跑道那樣，給飛機造成二次沖擊，還能讓飛機“落回去”比“飛起來”更安全。
可當團隊決定在實機試飛中驗證這一理論時，常年從地面起降的試飛員卻顧慮重重：“風險太大了！出了事故，誰能負起這個責任？”
“別說試飛員了，很多老專家當時都無法接受這個觀點。”吳彬完全理解試飛員的想法，“但我們對自己的試驗結果有信心！”
為了打消試飛員的顧慮，團隊把試驗結果捧到試飛員面前，一遍遍“掰開了揉碎了”解釋試驗的科學性、可行性。試飛員最終被團隊的真誠和嚴謹打動。實際試飛結果與預想的完全一致，相關試驗科目順利通過。
在此基礎上，團隊構建出“水上起降速度”等多項指標符合安全標準的設計規范，一套全新的飛機水上安全起降準則隨之誕生。
“試”出氣水動融合布局
“鯤龍”既要會飛，又要會游，但空氣和水的密度相差近800倍，這對飛機整體的氣水動融合布局設計提出了前所未有的高要求。
“‘開荒’沒有捷徑，我們就用‘土辦法’慢慢磨！”黃領才帶著研發團隊，按照設置關鍵參數、生成布局初樣、試驗修正等一系列步驟，反復迭代和摸索，一“試”就是三年多，“難題一茬接一茬，就像爬山一樣。好不容易爬上了這個山頭，抬眼一望，嚯！還有好多山頭。”
主起落架的整流罩設計，就是其中最難爬的“山頭”之一。
“鯤龍”機身下部為船型，需要設計一個整流罩“外衣”，將收起的主起落架包裹起來，減小氣動阻力。然而，主起落架的整流罩與機翼位置較近，二者之間額外多出一個氣流通道，有可能導致飛機橫航向失穩，影響飛行安全。
整流罩前部改型、翼身修型、翼根處修型……團隊進行了無數次分析和試驗，最終“試”出了一個答案——在機翼前下方的機身側面增加導流裝置對氣流進行“分流”，從而改善“鯤龍”的橫航向特性。
即便有了解決辦法，大家也不敢“高興得太早”——畢竟導流裝置并不在最初的設計方案里，加上這個變量，也許會帶來飛機阻力增加等一系列難以想象的“蝴蝶效應”。
“當時是懷著無比忐忑的心情去做實機試飛的。”直到現在，程志航回憶起來還心有余悸，所幸得益于團隊在設計伊始就充分考慮到氣水動特性，試飛一切順利！“我們有驚無險地爬過了這個山頭！”
總體設計的那3年里，僅風洞、水動試驗，團隊就開展了3萬余次，氣水動融合布局被團隊硬生生“試”了出來，為“鯤龍”展翼騰飛打下了堅實基礎。
“我們始終牢記‘鯤龍’水上首飛成功時，習近平總書記勉勵大家‘繼續為滿足我國應急救援體系和國家自然災害防治體系建設需要、實現建設航空強國目標而奮斗’的殷切囑托。”黃領才說，“未來，我們將繼續為增強‘鯤龍’的實戰應用能力加倍努力，為國家應急救援體系建設貢獻力量！”
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