飞机能在水上起飞吗

2022-07-11 00:51黄领才
第二课堂(小学版) 2022年6期
关键词:汲水水陆阻力

天空的广袤无垠,大海的神秘莫测,总是能带给我们无限遐想。我们羡慕鸟儿在蓝天自由飞翔,鱼儿在大海自在遨游,幻想着自己可以在天空翱翔,在海里畅游。如今,在不断强大的中国,我们童年的很多梦想已成为现实。世界在研最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600的诞生,为我们打开了实现又一个梦想的窗口。这架神奇的大飞机有什么特别的地方吗?它的诞生有什么不为人知的故事吗?

“鲲龙”AG600是中国自行设计研制的用于大型灭火、水上救援的水陆两柄飞机,是中国新一代特种航空产品的代表。日常生活中,我们注意到,在天上飞的飞机和在水里航行的轮船的外观有天壤之别。那么,从外观上看, “鲲龙”AG600跟轮船和其他飞机有什么共同点或区别吗?它的主要用途有哪些呢?

看名字大家就想象得到, “鲲龙”AG600既能在陆地起降,也能在水面起降,我们称具备这种能力的飞机为水陆两栖飞机。从飞机的外观和设计上看,水陆两栖飞机与陆地上的飞机有很大的不同。除了常规的机翼、机身、起落架这些部件外,水陆两栖飞机大多采用悬臂式上单翼及T形尾翼。最明显的特点是它的机身,水陆两栖飞机(包括水上飞机)的机身下半部一般是船形结构,这是为了在水上高速滑行时,能满足水动力设计的要求。

从使用功能看,水陆两栖飞机大多用于执行一些特殊任务。目前,世界上在役的几款大型水陆两栖飞机,包括正在研制的“鲲龙”AG600,都主要用于森林灭火、海上救援,以及相关的延伸任务。

“鲲龙”AG600是中国自行设计研制的用于大型灭火、水上救援的水陆两柄飞机,是中国新一代特种航空产品的代表。日常生活中,我们注意到,在天上飞的飞机和在水里航行的轮船的外观有天壤之别。那么,从外观上看, “鲲龙”AG600跟轮船和其他飞机有什么共同点或区别吗?它的主要用途有哪些呢?

看名字大家就想象得到, “鲲龙”AG600既能在陆地起降,也能在水面起降,我们称具备这种能力的飞机为水陆两栖飞机。从飞机的外观和设计上看,水陆两栖飞机与陆地上的飞机有很大的不同。除了常规的机翼、机身、起落架这些部件外,水陆两栖飞机大多采用悬臂式上单翼及T形尾翼。最明显的特点是它的机身,水陆两栖飞机(包括水上飞机)的机身下半部一般是船形结构,这是为了在水上高速滑行时,能满足水动力设计的要求。

从使用功能看,水陆两栖飞机大多用于执行一些特殊任务。目前,世界上在役的几款大型水陆两栖飞机,包括正在研制的“鲲龙”AG600,都主要用于森林灭火、海上救援,以及相关的延伸任务。

发生森林火灾时,直升机会参与救援工作。肩负着大型灭火重要职责的“鲲龙”AG600与直升机相比有什么特别的能力吗?

水陆两栖飞机的优势在于它可以在水上起飞、降落。只要森林火场附近有适合“鲲龙”AG600起降的水域,它就可以下降到水面,并不用减速,直接就可以在十几秒钟内汲满水。紧接着,它可以马上加速起飞,前往火场,把水投下去。这样循环往复,就可以实现快速灭火。这是“鲲龙”AG600灭火的优势。

直升机可以用吊桶装水的方式灭火,直升机灭火是一种非常好的手段。但是,限于直升机的速度和装载量,它单次的汲水量比较小。除了重型直升机单次的汲水量相对比较大外,大多数直升机单次的汲水量都是2~5吨。而“鲲龙”AG600的单次汲水量达到了12吨,十几秒钟就可以汲满水。此外, “鲲龙”AG600的航程超过4000千米,最大巡航速度达到每小时500千米,大约是轮船速度的10倍,运输类直升机速度的两倍。 “鲲龙”AG600的最大起飞重量是50多吨,可装载的人数比普通的直升机多,单次最多可救助50人。

“鲲龙”AG600的研制历时10年,全机结构件有5万多个,系统件有2万多个,标准件大约有120万个。这样一架水陆两栖飞机的诞生经历了哪些考验呢?

第一,“鲲龙”AG600要能在水面上安全地漂浮。船身下面要设置水密舱,如果相邻的两个水密舱漏水,飞机不能下沉,这就是漂浮安全性。

第二,在水面高速滑行时, “鲲龙”AG600受到的阻力要小。 “鲲龙”AG600的离水速度是170~180千米/小时。在水面上加速时,受到的阻力小,飞机的速度才能逐渐提升到离水速度,因此飞机船体部分的阻力系数要小。水的密度是空气的800倍。两者的阻力系数大约也是800倍的关系。因此,“鲲龙”AG600的发动机要有足够的动力,这样才能让“鲲龙”AG600突破水的阻力升空,否则它就只是一艘高速快艇。

第三,在水面高速滑行时, “鲲龙”AG600的机身是不稳定的,会受到水面波动的干扰,因此会有俯仰姿态的变化。这个姿态变化如果控制不住,就会发散,最后飞机就会一头钻入水中。因此, “鲲龙”AG600要能在水面保持滑行的稳定性,始终保持稳定的姿态,高速滑行。

第四, “鲲龙”AG600在水面滑行时,机身的姿态必须可操纵。水的阻力大,黏性也大,当“鲲龙”AG600还没达到起飞速度,各方面的效率还没有升上去时,它的操纵性就会差一些。因此,对“鲲龙”AG600来说,可操纵性也是一个重要的设计指标。此外,飞机滑行时,水会喷溅。水喷溅会影响飞机的安全滑行,可能会把螺旋桨发动机或者机体打坏,因此“鲲龙”AG600还要进行喷溅测试。

第五, “鲲龙”AG600要有很好的抗浪性。 “鲲龙”AG600不仅要能在平静的水面上滑行,还要有足够的抗浪能力,能在有波浪的条件下,顺利汲水、起飞,执行各项任务。“鲲龙”AG600的设计目标是抗两米高的浪。也就是说,当水面有两米高的浪时,它能够安全地起飞和降落,并执行任务。

美国波音公司生产的波音747飞机,是由6个国家的1500家大企业和15000家中小型企业通过协作分工生产出来的。在全球协作如此密切的今天,我们的“鲲龙”AG600为什么要坚持自主研发?难道不可以直接去国外购买吗?

直接去国外购买或可解决燃眉之急,但对中国来说,大型水陆两栖飞机不仅仅是一个产品,更是一种能力的象征,是综合国力的体现,有非常重要的、深远的意义。当我们有了自己的大型水陆两栖飞机的制造体系、研制队伍、技术标准等,那任何时期我们需要什么样的产品,就都可以研制、生产出来。而且,一些关键的、核心的技术,是花钱也买不来的。只有我们拥有了自己的制造体系、研制队伍等,才能在国际上和其他国家平等地進行合作。

黄领才总设计师给同学们的寄语:“鲲龙”AG600承载着我们的梦想自信起航,翱翔于水天之上,成为我们的骄傲。每一个人,从少年时期起就应该有自己的理想和目标,并能够坚持为这个目标努力奋斗。同学们,你们要把自己的命运和国家的命运紧密地联系在一起,这样才能充分地体现你们每一个人的价值和意义,成为对社会、对国家有益的人。希望下一个国之重器由你们来创造!

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