五千年(敝帚自珍)

主题:茗谈131: 917和蛟龙 -- 本嘉明

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家园 茗谈131-2:蛟龙120/21/22

(一)

回望历史,我们会发现,成吉思汗的蒙古帝国,是马背上的帝国;大英帝国,是甲板上的帝国;美国,是车轮上的帝国;那么轮到中国,就应该是翅膀上的国家了。

既然要成为“航空大国”,那么在航空领域的各个门类,中国都应该涉及,都应该有所擅长。水上飞机,也不能例外。

水上飞机的资格,要比喷气式飞机老很多。它的主要优点,是可以在辽阔的水面上使用,安全性好,对地面辅助设施要求低,飞机吨位不受限制(而且能够造得很大);主要缺点是受“船体”特点限制,不适于高速高空飞行,机身结构重量大,抗浪性要求高,维修不便,制造成本高。

在1930年代,水上民航机大量应用,因为在美国沿岸和很多“远亲殖民地”(比如英国治下的澳大利亚,新西兰,加拿大,比宗主国落后但受到特殊照顾的殖民地),有民航需求而欠缺陆地机场设施,水上民航机就很实用。

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但飞机使用水面当跑道,实际是把部分陆地机场的功能,飞机随身携带了,这就给飞机的设计/建造带来很多额外的难度。

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其次,水上飞机普遍用螺旋桨推进,极少用喷气推进。螺旋桨推进的功率不够大,夹带了浮筒的飞机又太重,基本无法飞到高空平流层。而现代的远程喷气民航机,都是走平流层,既安全又省油。

所以二战以后,随着陆地机场的增加,喷气民航机的普及,大型水上民航机就“灭绝”了。

接下来说说水上飞机和“WIG(地效应飞行器)”的差别。

1) 水上飞机在执行任务的领域主要为水域周边的上空,水域仅是其停泊的主要场所;地效飞行器执行任务的领域基本局限于水面。

2)水上飞机可做高空飞行,速度也远大于地效飞行器。但水上飞机的高度与速度性能不如普通陆基飞机;地效飞行器一般在水面上低空飞行(一般在距离水面 1~6米的高度),速度小于水上飞机。

由于WIG赖以前进的介质,既不是单纯的空气,也不是单纯的水体,所以其飞行原理上比水上飞机要复杂。

我们以曾经提到的韩国WSH-500为例,韩国自1995年由俄罗斯引进技术,开始雄心勃勃的研发各型WIG。

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WSH-500由2台涡桨发动机驱动(每台1400HP),排水量17吨(其中燃料1吨),2名驾驶员+50名乘客(占4.3吨),有双体船船体和反向三角翼,巡航速度180公里/小时(燃料可供3小时),标准版每艘报价800万美元。

本嘉明:《茗谈》105:四谈"小飞机"-WIG

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它的速度能高于它的商业竞争对手------水翼喷射船,有赖于独特的三角翼设计,这是由亚历山大利佩什和汉诺菲舍尔在1960年代首创,目前利佩什已经去世,菲舍尔正担任该公司的顾问之一。三角翼的设计强化了近地效应,能使该飞行器在海平面5米的高度航行。所以WSH-500由于海浪巨大而无法出港的可能性减小了------起飞阶段始终是WIG设计中所面临的难题之一。这已经算是WIG在今天一个很好的产品了。

而在中国,我们已知在成熟使用的,是“信天翁-4/5”型,以民用的4型为例,排水量6吨,可载14—20人。

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在2014年珠海航展上,则展示了模型“海雕H680”,设计排水量200吨。

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WIG只能在平坦的水面(地面)飞行,要上岸,最多选择平缓的滩涂地。但在反登陆作战的防守一方,所有适合登陆的滩涂都被严密看住了,所以这个产品虽然有“运力大,高度低”等优点,由于是铝质船身,加上不能随意选择上岸点,所以在登陆作战中的作用不太大。

综合以上,我们仍然把焦点集中在国产的“20吨以下,通用航空用途”水上飞机,看起来这个的军民用前景比较大。

(二)

在2014珠海航展上,还出现了小型水上客机的模型。这是赛斯纳加长型大篷车208EX水陆两栖飞机,由在华合资企业组装供应。

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这架飞机的最大起飞重量3.3吨,长11.5米,翼展15.9米,装一台加拿大产PT6A-114涡桨发动机,448KW(600SHP)。总之,这款毫无惊喜可言。

大篷车208EX的体量,还不如二战中著名的德国“容克大婶”Ju52/3M g7e。“容克大婶”用3台BMW的活塞发动机(每台830HP),空重6.5吨,最大起飞重量11吨,机组3人+乘客17人,飞机长19米,翼展29.25米。

现在JL-600的设计已经结束,设计团队应该有余力考虑一个20吨级或15吨级的水上运输机方案了吧?如果这样做的话,我建议把原JL-600的设计队伍打散,由年轻人们自由组合成新的小团队,提出不同的设计方案,自由投标。各队电脑模拟并制作出效果图后,由专家组投票筛选出前三名,国家拨款各试制2架样机,最后终选。终选不一定是一家胜出,可以是多家并列。

真要这样,我们大概可以看到以下3个发展路径:

首先,最方便的,是把JL-600缩小,改用4台涡桨-9发动机(这个方案,我们可以叫“蛟龙-121”方案)。

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但这样有几个问题,第一是缩小中的工程难点;其次,螺旋桨推进的水上飞机,为防止海浪打坏螺旋桨桨叶,要求桨叶离水面1.4米以上,JL-600的体量巨大得相当于A320,当然容易做到,但缩小后的JL-121就未必了。当然,我们可以有一个很华晨宇式的“火星大法”来解决,不过谨慎的中航集团领导们敢不敢接受就另说了。

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上3图:火星大法,浮筒是可移动的!起飞后收拢。

第二个方案,就是我在上节里介绍的,借鉴日本在二战中的川西H6K“97”式大艇,4台涡桨-9发动机装在用支柱撑高的主翼上,就避免了水花对桨叶的影响(即“蛟龙-120”方案)。

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“97”式大艇最高飞行速度385公里/小时,可携带2枚鱼雷进行5000公里以上的来回攻击任务,细节是:

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机长: 25.6米

翼展: 40米

机高: 6.27米

翼面积: 170平方米

空重: 11,707公斤

最大起飞重量: 17,000公斤

发动机: 4部三菱金星五三发动机(1,300匹马力)

因为会遇到对方的航母战斗机,97大艇的速度仍嫌太慢,随后日本又开发了著名的“二式大艇”(当时水上飞机英文叫Flying Boat,日本就翻译为“飞行艇”,所以“二式大艇”不是指齐柏林飞艇那样的Airship,是指水上飞机),使用4台1380KW(1850HP)的发动机,速度达到惊人的465公里/小时。

但是我个人并不太满意上述两个方案,因为船身式水上飞机是后勤运输飞机,机腹下不能挂任何大型外挂(别-300在船身里内置2枚小型导弹,97大艇也可以携带2条鱼雷。但这2设计不可能在飞机的船身里内置一枚大型导弹,因为船身里前后用水密舱壁隔断的)。

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当然这样驮着无人机,也可以

所以我看好的设计,仍然是德国He-115:

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机长: 17.3米

翼展: 22.28米

机高: 6.6米

翼面积: 87.5平方米

空重: 5290公斤

最大起飞重量: 10400公斤

发动机: 2台活塞发动机(每台706KW/950HP)

最大速度:327公里/小时

最大外挂:1300公斤

在此基础上,我们不妨预研“蛟龙-122”。

(三)

“蛟龙-122”,是把德国He-115略微放大,每边主翼上,前后串联2台涡桨-9,前面一台的螺旋桨正转,拉动飞机;后面一台的倒转,推动飞机。

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这样共有4台涡桨-9,总功率507KW X 4 =2028KW,比德国He-115的总功率706KW X 2 = 1412KW,要大40%。

“蛟龙-122”在最大平飞速度上并不讲究,毕竟在现代空战环境里,时速300公里还是400公里,差别不大。“蛟龙-122”的设计出发点,就是能一次外挂一枚“长剑-20”导弹(2.5吨,8.3米长),

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这条做到了,剩下的顺其自然,飞机能飞多快就飞多快,能飞多远就飞多远。

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通宝推:mezhan,

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