問:運-20的縱列式主起落架與伊爾-76、C-17相比各有什么特點?
答:為了保證滿載時能在機場安全起降,大型的軍用運輸機一般都采用多支柱、多輪式起落架,并配備中、低壓輪胎。主起落架和機輪往往都設(shè)置在機身兩側(cè)凸出的保形艙內(nèi)。鼓出來的這兩個大包會產(chǎn)生一定的阻力,為何不像前起落架那樣,飛機升空后將主起落架直接收入機身呢?在進行方案設(shè)計時,主要出于兩個考慮。
一是大型運輸機的主起落架及機輪的數(shù)量比較多,將多套主起落架和小車式機輪收起后放入機身,會占據(jù)較大的內(nèi)部空間。
二是由于這些起落架均安裝在機身上,而機體再粗,也無法保證有足夠的主輪距。對飛機來說,若主輪距太?。ㄗ笥移鹇浼芟嗷ブg的距離比較近),在起降和地面轉(zhuǎn)彎時便有可能發(fā)生側(cè)翻的事故。
那么,如何增大運輸機的主輪距呢?目前可供選擇的措施大致有下述幾個。
一是把左右起落架布置在機翼或發(fā)動機艙的下方,以保證主輪距滿足使用要求。不過,對于上單翼飛機而言,這么設(shè)計會導(dǎo)致主起落架過長、過重。因此,該方法只適用于輕小型運輸機(如安-32、運-7等),對大型運輸機來說基本上不可行。
二是將主起落架支柱設(shè)計成外張的八字形,以適當拉開左右機輪的間隔。但該方案的受力情況不是太好,重量會有所增加。
三是在機身下部增設(shè)一對短翼,將兩個主起落架和機輪安裝在短翼外側(cè)。其優(yōu)點是:短翼可產(chǎn)生一定的升力,且阻力也不大。缺點是:這種辦法只能安裝一對主起落架,難以布置多支柱起落架,因此,只適合輕小型飛機使用。
四是把多支柱主起落架前后串列安裝在位于機身外的起落架艙內(nèi)。這樣做的優(yōu)點是:既可滿足增大主輪距的要求,又不必占據(jù)機身內(nèi)的空間。其不足之處是:機身中部突出的大鼓包會增加全機的飛行阻力,因此,需在整流修形上多下些工夫。目前,幾乎所有的大型運輸機都選擇了第四種設(shè)計方案。
運-20運輸機采用液壓可收放式前三點起落架。升空之后,配裝并列雙輪的前起落架收入駕駛艙下方的機體內(nèi)。該機機身左右分設(shè)三組雙輪式主起落架,起飛后,它們分別收入機身兩側(cè)的整流罩內(nèi)。該機在起降裝置方面與伊爾-76、C-17A的最大差異是主起落架/機輪系統(tǒng)的設(shè)計不一樣。伊爾-76采用的是雙支柱8輪式主起落架,每個緩沖支柱的左右各裝一對雙輪;C-17A則選擇雙支柱6輪式主起落架,每個起落架配三個機輪。
從停放和地面滑行的照片中不難看出,伊爾-76和C-17A的主起落架有一部分機輪位于整流罩之外或處在艙門的邊緣,飛機離地升空后,它們不能直接向前、向后、向上或向內(nèi)側(cè)收入起落架艙里,其緩沖支柱必須先帶著機輪旋轉(zhuǎn)一定的角度后,才能將其整體納入艙內(nèi)。顯然,它們的起落架和機輪的運動控制機構(gòu)比較復(fù)雜。相比之下,運-20飛機主起落架的收放過程就簡單多了,而簡單便意味著省錢、重量輕、故障率低。安-70、安-124、C-5、XC-2、A400M等多數(shù)大中型運輸機機型均選擇了此類簡單、可靠的起降裝置方案。
問:運-20的機身上、發(fā)動機艙上的類似電離輻射的標志是什么?
答:大多數(shù)讀者和觀眾是從各媒體播出和刊發(fā)的殲-15艦載機首次成功地在“遼寧”號航母上攔阻著艦、滑躍起飛的新聞錄像及照片中,第一次目睹到該圖案的。這些非常顯眼的標志,給人們留下了深刻的印象。在運-20原型機上,人們又看到了類似的圖形標識,只不過它們被畫在了飛機的不同部位上。殲-15將此款圓形標志依次噴涂于機頭雷達罩、駕駛艙后下方、發(fā)動機進氣道、翼尖導(dǎo)彈發(fā)射架、腹鰭和立尾的外側(cè)(導(dǎo)發(fā)架上的圖案為長方形)。運-20則將它們分別印在了前機身、主起落架艙、外側(cè)發(fā)動機艙、后機身、垂直尾翼的表面。
如果仔細觀察,就會發(fā)現(xiàn),該圓形標志的周邊為一道黑圈和一道白圈,以及幾條不同角度、位置的白色短線,圈內(nèi)對稱的四塊扇形面分別被填上了黑黃兩色。這款很像“電離輻射”的圖案看上去相當醒目,但也透出些許神秘感。此類標識性的符號在已服役的軍用飛機上是看不到的。采用蒙皮材料原裝色(多為黃、綠、白等色彩)的剛剛出廠、尚未交付用戶的新飛機,甚至許多用于試飛的原型機,一般也不噴涂黑黃相間的圓形標識。那么,此類圖案又有何功能呢?
顯然,它們是試飛科研機構(gòu)為了達成某種目的,而專門為處于評估、檢測、試飛、取證階段的一些新機型精心設(shè)計的。
過去,類似的標志在飛機三面圖等藍圖中主要用來表示全機的重心位置,但在部分新開發(fā)成功的飛機上,該圖標代表的是某些用于測量和觀察用的基準點。畫上這些明顯的標記后,可便于專用的光學(xué)設(shè)備對空中的飛機進行動態(tài)參數(shù)測量、信息采集、航空拍照,或?qū)嵤┠恳曈^察和精確的跟蹤、定位。特別是在新機試飛時的伴飛、編隊飛行(包括模擬空中加油)過程中,這些涂在機體不同部位上的顯眼標識,就成為了彼此間參照、觀測的重要基點。
有報道說,運-20首次滑跑起飛之前,有一架殲-15艦載機先行升空,在試飛時陪伴其左右。這兩架飛機都是涂有特殊的圓形標志圖案的。伴飛過程的情況千變?nèi)f化,用攝像機、照相機、紅外探測器等光學(xué)設(shè)備以及用目視的方法對試飛中的航空器進行空中觀察、數(shù)據(jù)采錄和攝影、攝像時,有時需要雙方保持同步,維持統(tǒng)一的速度、高度;有時需要加大二者的速度差、高度差;有時又需要變換觀測的角度、姿態(tài),調(diào)整相互位置。在兩個不同機種、機型(特別是試飛飛機)之間進行這樣的編隊伴飛和協(xié)同配合,是有一定困難的,因為雙方的相關(guān)數(shù)據(jù)可能無法實時交聯(lián)和溝通,用目視觀察、光電儀器掃描的方式進行伴隨、跟蹤、測試和記錄,也許是最簡便易行的方式。除此之外,在科研試飛中,這些色調(diào)明快的圖形標識還有其它的用途。
實踐證明,在機體上只標注一個參考基點是遠遠不夠的,飛機的姿態(tài)、角度改變后,很可能就看不到該圖標了(或被機翼、尾翼、發(fā)動機艙等遮擋住了),因此,需要在飛機的前后、左右、上下等各部位的表面有多個這樣的特殊印記。
問:運-20的前機艙門與伊爾-76相似,有合頁,為推拉開關(guān)門,上下飛機還需專門的梯子。為什么不采用C-17、A400M、中國的“新舟”客機那樣的可收放、直接帶梯子的艙門設(shè)計?
答:帶梯子的艙門多用于機身離地高度較低的運輸機、公務(wù)機和通用飛機。其轉(zhuǎn)軸位于艙門的下緣,機門的內(nèi)側(cè)附有一套固定式的或可伸張、合攏的梯子。艙門開啟時是從上向下繞鉸鏈軸打開的,關(guān)閉的過程則相反。此類組合式機艙門的設(shè)計很巧妙,優(yōu)點也很明顯:一舉兩得,使用方便。轉(zhuǎn)場時,飛機不必自帶登機梯,也不需要機場為其準備相應(yīng)的出入機艙的設(shè)施。缺點是:構(gòu)造復(fù)雜、重量稍大、成本較高。不過,對于軍用運輸機來說,這根本算不上什么問題。
前后滑動式推拉門在運輸機上并不常見(一些玻璃窗蓋、口蓋采用此法),而使用左右轉(zhuǎn)動式常規(guī)艙門的機型則比較多。其鉸鏈軸位于艙門的側(cè)緣,開鎖后,采取推轉(zhuǎn)和拉轉(zhuǎn)的方式即可啟閉。旋轉(zhuǎn)式艙門的合頁有的位于門的內(nèi)側(cè),也有些裝于外側(cè),這是有講究的。前者只能向里開啟(開啟時需占用一定的機內(nèi)空間),后者必須向外推才能打開。
帶梯子的艙門并非高科技產(chǎn)品,我國完全有能力設(shè)計、制造。關(guān)鍵在于做何抉擇。對于大型運輸機來說,隨機攜帶一個供乘員上下飛機的小梯子也占不了多少地方。而使用配備電動或機械偏轉(zhuǎn)裝置的下折式帶梯艙門,收放時反而會覺得操作過程復(fù)雜了點、麻煩了點。
另外,配置哪一種前、后艙登機門,在設(shè)計和使用性能上可能還有其它的一些考慮。與伊爾-76一樣,運-20采用的也是將鉸鏈軸合頁設(shè)在外部的左右開閉式艙門(合頁還進行了整流),即該機的艙門選擇了向外打開的方式。為什么要這樣設(shè)計?一些照片顯示,伊爾-76運輸機在空中飛行狀態(tài),其機身側(cè)面的艙門是可以逆氣流開啟的,以用于空投和傘降。顯然,運-20的艙門也具備此種能力。
問:伊爾-76和運-20的飛行速度都在800千米/小時以上,在此速度下,艙門還能向外推開嗎?另外,下翻式的帶梯艙門在飛行時是否也能啟閉?
答:首先,在高亞音速狀態(tài)下,由于氣流的力量太大,艙門基本上是推不開的。而且人員和物資也不可能在800千米/小時的速度下離機。我們以彈射救生為例來說明這一問題。一般而言,當飛行速度超過400千米/小時后,受氣流壓力的影響,飛行員已很難依靠自己的力量爬出座艙了,必須借助外力離機。而當飛行速度達到800千米,小時以上時,如果不采取保護措施,彈射跳傘的飛行員便會面臨受傷或死亡的威脅。顯然,運輸機實施空投、空降時的飛行速度最好控制在400千米/小時左右。
在較低的飛行速度條件下,左右轉(zhuǎn)動式艙門比較容易推開,用于觀察、空投和跳傘,而自帶梯子的下翻式艙門很難做到。因為側(cè)開式艙門的鉸鏈軸是垂直于飛行方向的,在前方來流吹襲下,頂風(fēng)受力的主要為門面,艙門各處負擔的氣動力比較平衡,它會均勻地將一部分力傳給鉸鏈及兩個合頁。若承力太大,艙門有向關(guān)閉的方向轉(zhuǎn)動的趨勢,對結(jié)構(gòu)不會造成什么損害。而外形復(fù)雜的帶梯艙門放下后,所受的氣動力很難預(yù)測,有可能會發(fā)生抖震等情況。艙門的重力以及氣動力、震動力等將全部傳給順氣流方向安裝的合頁與鉸鏈,前后兩個合頁及插在里面的轉(zhuǎn)軸所承受的力和力矩是不一樣的,拉扭力過大,且不均衡,機件就容易損壞。顯然,除非遇到特殊情況,這種艙門是不宜在空中打開的。
簡而言之,如果只在地面停放時使用,自帶梯子的下翻式艙門的長處多一些,而若想在空中飛行時也能安全啟閉,那么,側(cè)開式艙門的適應(yīng)性更好。
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