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揭秘AG600飛機的關鍵技術

作為我國首款大型水陸兩棲飛機,AG600是如何能做到“展翅高飛”的同時又在水中“來去自如”呢?這就不得不提到AG600飛機的設計核心,將水陸兩種起降模式合理恰當地融合在一起,設計出的特殊氣水動佈局。

從氣水動佈局設計方面來看,AG600飛機既要按照陸基飛機的起降模式,使用起落架系統來完成陸上起降,同時還要按照水上飛機使用船體滑行的模式,來完成水上起降,而這兩種起降模式的氣動與水動特性存在著明顯差異,給氣水動佈局設計帶來了嚴峻的挑戰。

同時,飛機的船體外形難以按照氣動外形設計要求進行減阻,而在具備船體的機身上設計能容納起落架系統的整流罩,設計足夠合理的機頭與機身艙內空間,也是氣水動佈局設計的一大難題。

如果協調不好整個氣水動佈局的設計,不僅會明顯增加飛機的結構重量,同時也難以保證其設計功能的完整性和適用性。在這種複雜的構型設計中,既要滿足飛機既定的功能與效能設計需求,還要滿足嚴酷的重量設計指標,設計團隊必須要在氣水動佈局設計中採用新思路和新方法,才能在矛盾中找到解決問題的設計方案。

為了滿足AG600飛機的總體設計要求,設計團隊採用了大量系統工程設計方法和氣水動佈局綜合最佳化設計技術,在氣動外形的總體佈局設計、翼身組合體氣水動佈局的一體化設計、高升力機翼/襟翼/動力裝置的綜合最佳化設計、機身/船體氣動外形的綜合最佳化設計等核心設計中大膽創新,透過多方案權衡迭代與最佳化,氣水動特性影響因素的建模與綜合分析最佳化等專案攻關,圓滿完成了AG600飛機的氣水動佈局設計任務,達到了頂層設計要求。

在AG600飛機的氣動外形總體佈局設計中,透過對頂層需求的梳理與分解,形成了完整嚴密的飛機氣水動佈局頂層設計要求,為了在諸多形式各異的總體構型中優選出最合適的總體佈局,設計團隊在飛機概念定義設計階段,就從翼身組合體的佈局形式、尾翼的多種佈局形式、起落架佈局形式等方面展開了全方位的權衡研究。

同時,在整合現有大型水上飛機的設計優點時,團隊更加深入細緻的分析了其他水上飛機在使用中出現的問題,對總結出來的問題進行討論,並將研究經驗融入到AG600飛機總體氣動佈局的設計之中。

在AG600飛機的氣動佈局設計中,創新更多體現在對飛機總體氣動設計的設計方法中,透過使用先進的設計方法和手段,提高了飛機總體綜合設計能力,也形成了優良的總體設計方案。

而在AG600飛機翼身組合體氣水動佈局的一體化設計中,最關鍵的問題還在於如何最佳化機翼/機身/船體/船體斷階幾者之間的氣水動設計關係,最佳化機翼與船體斷階的最佳相對位置,並與全機重心範圍合理匹配,最終得出最合理的氣水動一體化佈局。

為此,設計團隊透過使用理論分析、數值模擬等手段對陸上構型的起降特性進行準確分析,全面掌握陸上起降的氣動特徵,再透過水動力試驗,掌握飛機水面滑行起降的典型工況及滑行特點,分析兩種不同起降模式對機翼/斷階位置的設計需求後,結合理論設計方法,利用前期研究中所獲得的大量氣水動分析與設計資料,完成氣水動佈局綜合最佳化設計平臺的搭建與最佳化設計模型的建立,最終在滿足兩種不同起降模式的多種要求中,實現了飛機翼身組合體氣水動佈局的一體化設計,得出了最佳的飛機翼身組合體氣水動佈局設計方案。

為降低AG600飛機在水面起降時的水載荷,提高飛機的抗浪能力,儘可能縮短飛機的水面滑行距離,同時為了最佳化飛機在高空高速巡航和低空低速搜尋巡航時的氣動特性,設計團隊需要對飛機的機翼/襟翼/動力裝置進行綜合最佳化設計。

在巡航構型中,要針對機翼的巡航阻力和力矩進行設計最佳化,在起降構型中,要綜合考慮利用螺旋槳滑流,對機翼和襟翼以及短艙構型進行一體化最佳化設計。設計團隊充分運用理論分析、工程建模與估算、數值分析評估和風洞試驗等手段,在全面考慮各種飛行工況需求的基礎上多方案權衡最佳化,實現了機翼/襟翼/動力裝置的綜合最佳化設計,提高了飛機的氣動效能。

AG600飛機氣水動佈局設計是大型水陸兩棲飛機獨具特色而又十分關鍵的核心設計工作,是保證整個飛機的設計取得圓滿成功的基礎,良好的氣水動佈局設計能彌補水陸兩棲飛機存在的一些不足之處,最大限度的提高飛機的綜合性能。

AG600飛機高效的氣水動最佳化設計與創新,不僅保證AG600飛機在起降和巡航飛行中獲得最佳的氣水動效能,使飛機的功能得以完整的實現,為AG600專案最終的成功起到了決定性的作用。

透過AG600飛機氣水動佈局的設計與創新不僅滿足了大型水陸兩棲飛機的頂層設計需求,鍛鍊了一支高水平的設計團隊,還為提升我國大型水陸兩棲飛機的滅火和救援任務能力,提供了一個高效能的平臺,填補了我國大型水陸兩棲飛機研製領域的空白。