|
|
一、五星红旗高高飘扬5 T6 k$ |" H( u; d! b2 o
1 H [8 j5 i7 s+ n* |& M$ q
9 i9 }, B Y8 m2 M
有两个字对中华民族航空工业的腾飞至关重要:川陕。
+ E* A- l9 h, F5 j' W8 D; v- P
/ ^2 B/ `) a+ N6 O4 U1 z- t在不久前的川中蜀地,八一军徽曾在J-20威龙的垂尾上耀眼夺目:; T8 w/ ~- w7 s& C+ b+ O, v
1 R9 C$ r+ Y1 w: I8 v& S. I
2 d. m* X7 ^( a( V
而现在,在大秦上郡之地的陕西西安阎良,五星红旗又随着运20的首飞而在空中飘扬。下图就是运20首飞的照片,垂尾上的五星红旗清晰可见:: O# Z$ P8 z* W* r7 t- ?2 ^
+ [; C& B" Y0 r( c
; n2 j$ S# T1 z% k
运20是中国战略空运的基石,也是中国战略空运时代的开始。中国可以凭借运20将力量迅速投射到遥远的、甚至连地面车辆都难以到达的地方。所以这面国旗既代表了祖国对运20的希望,也代表了中国航空人报效祖国的雄心壮志。
* u2 m* h% P! s1 u, F/ N0 d" u3 {+ q+ U3 F
下面,我从气动和结构上对运20的机体设计提一些个人看法。
3 D- p' u: w- w1 O& b6 F7 ^: q. o2 v
二、机翼与机身的结合
* q# W- b! h3 Q9 I: J( Q' e/ c | z6 a( M& T
1、两种不同的翼身结合. c0 @1 t, z$ j$ V
5 M" d9 g: x2 r; E4 d- u# ` g
运20的机翼高高地安置在机身上部。机翼的中央翼基本上是从外面安装在桶形机身的上方,如下图所示:
3 I6 `& @- W4 |: {![]()
/ Q. k/ ]7 D# ^; }# R
3 J4 ~7 M6 S; _# x9 b& {: o
9 M" U( u. E( E; d从上图可以看出,运20机身背部有高高鼓起的整流罩。这个整流罩正好包住机翼的中央翼和中央翼与桶形机身的安装点。# [2 k8 k& q. ~# ]
与运20不同的是,美国C-17的机翼却是中央翼从桶形机身内部一穿而过,从而避免了运20那种高高的整流罩。下图是C-17正面照:# g2 @1 L0 @: o: u* u6 |
![]()
6 A* l! E1 ^% O! A5 @4 Z" w, n. h
/ x$ B/ p- s) @* }* l
下图是C-17的中央翼从机身内部一穿而过的示意图:- v. c. u8 s1 K" L
![]()
# D2 _$ F. J. m' i$ f7 p1 q2 h6 Q
: V! Y7 T/ ?5 D9 r; [- x5 t+ h) z运20这种中央翼基本外置的设计,虽然设计难度小,但是相对巨大的中央翼整流罩产生的阻力比较大、整流罩本身因为尺寸大所以重量也比较大。
& F1 b3 s; {3 w# a+ Q8 E8 e
& @( ~% `: c. |, Z8 kC-17中央翼基本从机身内穿过的设计,机身结构设计的难度大一些,却换取了两个主要好处:
+ A) v$ ?) a8 u8 f. m: Q/ t" c; f( W" S
A、 机翼和机身的整流要求小。不但阻力小,而且为整流付出的重量代价也小;
3 ?* s; b! b O% A% c" u2 A1 L8 O Z9 D# E8 `
B、 上述小的整流阻力可以使机身的直径更大从而扩展货舱容积。因为机身加粗会增加阻力,而C-17凭借中央翼基本穿过机身所节省的阻力,正可以用来加粗机身直径使C-17拥有更大的货舱空间。这也是为什么从外观比例上看,C-17比运20要“肥”一些。
9 z: j7 T- C+ y# E! x4 `$ Q* T
0 Y& _) R% b$ G) Q3 d" {( {当然,中央翼基本从机身内穿过的设计导致C-17在货舱中部靠前的顶棚上有一个突出来的中央翼,如下图所示:% ~1 v& ]. Z3 i1 [! G+ O! C
![]()
2 z, w3 N5 B9 L% y8 u: R9 N; x8 Z( i9 Z K
( {! d: j0 V/ k* r5 {( b
但是正如前面2中所说,这个从天花板中突出的中央翼换取了更宽的货舱。所以是值得的。作为对比,下图是伊尔-76。伊尔-76与运20一样,是中央翼基本外置设计,所以其货舱顶棚因中央翼而突出的部分非常小,与C-17不可同日而语:7 N5 V9 T$ U5 _+ y7 |
& ^& \6 i5 x) k: W: ~3 G1 ~
R- f0 h0 ?1 L* V' B
2、 技术的复杂性使类似运20的翼身结合方式仍在广泛应用
% s5 Y( F; D; Q; y; V" z# K$ ?2 t0 [
1 D `, y& k3 O8 C! n5 K% l虽然C-17使用的中央翼基本穿过机身有阻力低、可以增大机身直径的优点,但运20的中央翼基本外安装也有设计简单、结构简单的优点。所以现代的很多运输机仍然使用类似运20的翼身结合方式。比如欧洲的A400M、乌克兰的An-70,均是如此。下图是空中客车的A400M正面图,可以看到类似运20的翼身结合方式:
) z" G, y& k/ }) T( Z- o![]()
O9 F1 o4 ^0 p( o
0 t: A7 |" y [9 T+ V, v _" u8 Z3 [$ y! L
下图是A400M翼身结合处机身部分的开口和整流罩的基本结构。这个开口比C-17那种中央翼基本穿过机身的开口要小、要简单:! H) I; Q, n8 f( Q- k
: ?4 h, W. S6 W, `9 e
, ?, c: k; t/ D3 \; w$ x
所以,作为中国的第一种大型运输机,运20采用这种相对简单的翼身结合方式,是非常合理的。4 f5 ?0 l; i; X
- D( Q! L8 B: b# y8 n三、起落架
; U6 Y( o* e& [- f6 q% M5 E& |, G# Z
运输机的起落架非常重要,因为这直接关系到运输机的场地适应能力,从而直接关系到战斗力。
7 u( R0 n% a/ m4 f$ q) u- }$ b5 l
为了在未经铺设的跑道和低等级跑道起降,运输机起落架的轮胎压力要低一些、轮胎要大一些、轮胎数量要多一些。* h: y( T( K9 E& d) }6 n _, n; T
7 v/ f! Y* F; ?! J% ]
为了在诸如大雪覆盖的跑道上起降,运输机起落架轮胎的车辙印记最好不要重叠,以免后面的轮胎陷入前面轮胎碾压过的车辙中。
7 q7 Y4 r0 D v$ d) D) s* Z2 I" g" d- T5 T: y) W
在这方面,伊尔-76做得非常好。伊尔-76的主起落架每侧有八个轮胎,而且这八个轮胎形成多达四个车辙印记。这使得伊尔-76可以在条件恶劣的场地起降。下图是伊尔-76放下起落架的照片:; t- K% v. o' ~9 }
![]()
: f) c8 n v2 u. y+ P8 }7 R f6 v7 }% `3 m7 q* k
+ w: e* V4 x7 o! H2 x% l$ |但是伊尔-76付出的代价是沉重的起落架重量和巨大的起落架舱。伊尔-76的起落架舱是如此之大,以至于需要四个巨大的整流罩。相比之下,绝大多是运输机仅仅需要两个。巨大的整流罩也增加了飞行阻力。下图中伊尔-76机腹下面和侧面,可以见到两对共四个大鼓包,就是起落架舱的整流罩: a1 h1 Z4 L9 _- P' X" E. j7 x Z5 u
9 _/ I- w* \3 _) d
. y9 T9 T; n, ]/ F# D- R) H% y
0 G: _$ k1 l3 W; F! iC-17很好地平衡了这个矛盾。一方面,C-17每侧的主起落架有六个轮胎产生三个车辙印记;另一方面,C-17只需要一对共两个并不很大的起落架舱整流罩。请见下图:
! z) S6 u( Y5 i; J/ \/ G4 `+ u8 u![]()
1 b$ u" O7 a \2 ]% C
T$ r3 L0 d2 f2 P4 z运20的起落架在场地适应能力上,明显不如伊尔-76,应该也不如C-17。因为运20主起落架的轮胎数量不如伊尔-76,轮胎的车辙印记数量也少于伊尔-76和C-17。虽然这仅仅是简单的清点数量,还没有比较轮胎的压力、尺寸,但也能说明一定问题。下图可见运20的起落架布置:# ~2 r/ n; {+ d# S |/ b
3 f7 J- q* A, B% U: Q8 t/ y
- e! v3 o7 E3 u2 e) ?9 r M3 N
不过运20的起落架舱的整流罩明显比伊尔-76小,从而减小了阻力。运20的起落架也应该比伊尔-76的轻。这些都为运20虽然使用与伊尔-76同样的发动机,但采用更大直径的机身提供了条件,可谓失之东隅,收之桑榆。4 m) ~1 ]4 O7 p- n4 E3 |4 _
/ J# @1 _- r! {' k" p
四、尾舱门2 s3 V& I4 z% o1 \# R* M
8 X# a3 A: f+ }1 U/ R$ o现代运输机的尾舱门主要有两大类:以C-17为代表的两片式,苏俄的伊尔、安东诺夫广泛使用的多片式。
+ [$ h, t, ?5 L$ SC-17的尾舱门只有两片:上面一片向上开启、下面一片向下开启。下图中C-17正打开尾舱门进行空投:
0 E4 L6 a) b' o0 q4 k3 C 6 G- k5 J9 }& Y% G' v" S2 i+ v% J5 w
3 N$ v1 c# h( t+ H. q/ I这种简单的尾舱门不但结构简单、可靠性高,而且重量轻。但是这种舱门很容易形成一个宽而瘪的后机身,从而使阻力加大。C-17通过精心的气动修行和安装扰流片克服了阻力大的难点。下图是C-17肥扁的尾部和尾部的扰流片:% x7 [2 o" S9 k: c2 T P
' h' r( i+ ]9 p% B! W! z
2 i @. u" `3 w; I运20与伊尔和安东诺夫一样,使用了多片的尾舱门。这种尾舱门在关闭时可以很容易地形成低阻力的气动外形,但是因为需要开关多个舱门,所以结构复杂,重量较大。下图是伊尔-76尾舱门打开时的样子:
7 c @0 _1 o( }, K9 G$ o![]()
; W2 f) t0 `2 x& n; B9 G, O7 u: a9 N; E" a
图中,伊尔-76的上面一片舱门向上开启;两侧的两个舱门向侧面开启;下面还有一个舱门向下开启成为跳板。运20应该也是这种尾舱门。4 l! e! v( _& R5 f: ]
0 y0 k1 }8 D: }8 j" S3 D9 F
本文小结:
* O$ d' r. [0 f; y( ?% G* \, Y3 ^* `
# z7 t( K7 W0 G1、 运20是中国构建战略性的力量投射手段的开始。运20的开发单位前途无量;5 q0 T0 S8 d# _, P n
: ]: }+ m: B7 @% q2、 运20气动设计和结构设计主要采用了比较成熟的技术,与C-17相比仍有差距。
) } ^9 G7 t$ T& O! t5 G: S9 D8 d
* N* D9 F; A) }) t g |
评分
-
查看全部评分
|