崔文宏 馬麗 崔海東
摘 要:軍用運(yùn)輸機(jī)的技術(shù)水平和運(yùn)載效能已成為衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志,本文通過(guò)國(guó)外軍用運(yùn)輸機(jī)發(fā)展趨勢(shì)與關(guān)鍵技術(shù)分析研究,為我國(guó)軍用運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:運(yùn)輸機(jī);發(fā)展;關(guān)鍵技術(shù)
1 軍用運(yùn)輸機(jī)發(fā)展趨勢(shì)
⑴戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)軍用運(yùn)輸機(jī)結(jié)合,短距起落能力不斷增強(qiáng)。未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)軍用運(yùn)輸機(jī)提出了更高的要求,今后可能會(huì)要求軍用運(yùn)輸機(jī)具有戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)的航程與載運(yùn)量,同時(shí)要有戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)具備的在未鋪設(shè)的跑道上短距起降的能力。
⑵機(jī)載設(shè)備日趨完善,具有較強(qiáng)的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。為了能全天候執(zhí)行任務(wù),能靠近作戰(zhàn)區(qū)域和在敵后進(jìn)行空運(yùn)和空投,軍用運(yùn)輸機(jī)的機(jī)載通信、導(dǎo)航等電子設(shè)備要更加完善。例如,安-70飛機(jī)具有突出的超低空空投能力,它既不需要機(jī)場(chǎng),也不需要降落傘就可將20t重的輪式裝備從3米高的空中空投到地面直接投入使用。
⑶為了提高出勤率和降低維護(hù)費(fèi)用,要求運(yùn)輸機(jī)有良好的可靠性和維護(hù)性能。軍用運(yùn)輸機(jī)經(jīng)常處于可能遭受敵方火力攻擊的環(huán)境中,而且其機(jī)體又大,機(jī)動(dòng)性不強(qiáng),因而如何提高生存力已經(jīng)成為必須考慮的問(wèn)題。目前普遍的是安裝了電子干擾設(shè)備和采用隱身技術(shù)??梢灶A(yù)見(jiàn),未來(lái)軍用運(yùn)輸機(jī)的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力將進(jìn)一步得到加強(qiáng)。
⑷軍用運(yùn)輸機(jī)的適用范圍擴(kuò)大。軍用運(yùn)輸機(jī)的主要任務(wù)當(dāng)然是空運(yùn)軍事人員、散裝貨物、大型車輛(如裝甲車、中小型直升機(jī))、特大型車輛(大型卡車、大型直升機(jī))等。目前大型軍用運(yùn)輸機(jī)還成為了預(yù)警指揮、加油、電子對(duì)抗等特種作戰(zhàn)飛機(jī)的空中載機(jī)平臺(tái)。
⑸新概念飛行器增加軍用運(yùn)輸機(jī)的靈活性。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中交戰(zhàn)雙方首先要攻擊的目標(biāo)就有敵方的機(jī)場(chǎng),這就要求軍用運(yùn)輸機(jī)要具有短距起降能力,最好具有垂直起降能力,為此,美國(guó)等世界航空大國(guó)已經(jīng)開始新概念飛行器的研究。
2 軍用運(yùn)輸機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)
⑴總體綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。開展運(yùn)輸機(jī)總體設(shè)計(jì)與綜合性能分析,提出總體設(shè)計(jì)布局方案并進(jìn)行權(quán)衡,對(duì)所確定的飛機(jī)經(jīng)濟(jì)技術(shù)目標(biāo)和指標(biāo)進(jìn)行多學(xué)科綜合優(yōu)化和綜合評(píng)估;選擇先進(jìn)氣動(dòng)布局,進(jìn)行多方案選型吹風(fēng)試驗(yàn)和分析研究;開展飛機(jī)/動(dòng)力一體化設(shè)計(jì)技術(shù)和機(jī)載設(shè)備及系統(tǒng)優(yōu)化配置設(shè)計(jì)技術(shù)研究;開展大型關(guān)鍵結(jié)構(gòu)布局、選材及工藝技術(shù)協(xié)調(diào)性研究。
發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)要完成總體綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件研制、數(shù)據(jù)庫(kù)研制,形成一套工程實(shí)用化的氣動(dòng)/總體設(shè)計(jì)技術(shù)體系;建立一套由“方法、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件系統(tǒng)”等構(gòu)成的完整、系統(tǒng)、工程實(shí)用化的總體和氣動(dòng)力設(shè)計(jì)手段;提供運(yùn)輸機(jī)舒適性設(shè)計(jì)技術(shù),建立飛機(jī)經(jīng)濟(jì)技術(shù)目標(biāo)和指標(biāo)綜合評(píng)估手段。
⑵先進(jìn)氣動(dòng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)與驗(yàn)證技術(shù)。對(duì)運(yùn)輸機(jī)翼型、氣動(dòng)部件、全機(jī)布局及先進(jìn)氣動(dòng)力技術(shù)等開展研究,研發(fā)支持飛機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)、計(jì)算和分析的工程適用CFD軟件,并利用風(fēng)洞試驗(yàn)開展試驗(yàn)驗(yàn)證,突破風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù),建立可支持運(yùn)輸機(jī)全機(jī)布局設(shè)計(jì)的氣動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù);對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行風(fēng)洞、測(cè)試與試飛驗(yàn)證研究。
發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)要對(duì)運(yùn)輸機(jī)氣動(dòng)布局和氣動(dòng)部件關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究,進(jìn)行模型風(fēng)洞試驗(yàn)和系統(tǒng)飛行試驗(yàn)驗(yàn)證,檢驗(yàn)其工程上的實(shí)用性,積累經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù),進(jìn)而改進(jìn)提高設(shè)計(jì)技術(shù), 使之能安全、可靠、有效地應(yīng)用于型號(hào)發(fā)展。
⑶結(jié)構(gòu)減振、降噪設(shè)計(jì)技術(shù)。針對(duì)運(yùn)輸機(jī)減振降噪開展綜合技術(shù)研究,開發(fā)振動(dòng)與噪聲傳播分析、結(jié)構(gòu)減振降噪設(shè)計(jì)分析等軟件,建立結(jié)構(gòu)聲學(xué)風(fēng)洞并利用結(jié)構(gòu)聲學(xué)風(fēng)洞進(jìn)行試驗(yàn)分析,針對(duì)高效發(fā)動(dòng)機(jī)消聲短艙、綜合高效壁板結(jié)構(gòu)和被動(dòng)阻尼結(jié)構(gòu)開展研制與試驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)上述設(shè)計(jì)與驗(yàn)證技術(shù)研究,研發(fā)可以用來(lái)研制運(yùn)輸機(jī)的結(jié)構(gòu)減振降噪設(shè)計(jì)軟件與綜合高效結(jié)構(gòu),以使飛機(jī)艙內(nèi)噪聲大幅降低,以便提高舒適性。
⑷長(zhǎng)壽命、高可靠性、輕質(zhì)高效飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)技術(shù)。針對(duì)運(yùn)輸機(jī)應(yīng)具有的經(jīng)濟(jì)性、安全性與舒適性,開展提高飛機(jī)壽命、降低結(jié)構(gòu)重量與結(jié)構(gòu)振動(dòng)水平等方面的技術(shù)研究,開發(fā)飛機(jī)載荷的預(yù)計(jì)軟件、新型高效結(jié)構(gòu)布局與型式設(shè)計(jì)等軟件,掌握新材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)技術(shù),并對(duì)綜合高效機(jī)翼與艙段結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料主承力和次承力構(gòu)件進(jìn)行研制、地面與飛行試驗(yàn)驗(yàn)證。
⑸長(zhǎng)壽命起落架系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)。開展飛機(jī)地面載荷測(cè)試與預(yù)計(jì)技術(shù)、起落架與機(jī)身一體化設(shè)計(jì)技術(shù)、新型結(jié)構(gòu)與材料應(yīng)用、高可靠的控制系統(tǒng)的研究,進(jìn)行地面結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與系統(tǒng)仿真試驗(yàn),掌握起落架結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)技術(shù),并進(jìn)行多輪起落架結(jié)構(gòu)和飛機(jī)起落架收放數(shù)字邏輯控制系統(tǒng)研制與地面仿真驗(yàn)證。
⑹高可靠性、長(zhǎng)壽命機(jī)載設(shè)備和先進(jìn)航空電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證技術(shù)。建立一套飛機(jī)機(jī)載設(shè)備、航空電子系統(tǒng)的技術(shù)體系,形成完備的設(shè)計(jì)技術(shù)手段。完成高精度導(dǎo)航定位系統(tǒng)、綜合化的駕駛艙顯示控制系統(tǒng)、視景增強(qiáng)系統(tǒng)與衛(wèi)星通信系統(tǒng)的研制;完成飛機(jī)環(huán)境控制與管理系統(tǒng)、飛機(jī)燃油控制與管理系統(tǒng)、變頻電源系統(tǒng)、輔助動(dòng)力系統(tǒng)、飛機(jī)機(jī)輪剎車系統(tǒng)、飛機(jī)液壓作動(dòng)系統(tǒng)的研制;突破綜合航空電子系統(tǒng)技術(shù)、4維飛行管理系統(tǒng)技術(shù)、機(jī)載信息綜合管理系統(tǒng)技術(shù)、座艙人機(jī)工效研究等關(guān)鍵技術(shù)。
⑺大型部件制造與驗(yàn)證技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)包括鍛件制胚技術(shù)、大型鍛件鍛造計(jì)算機(jī)模擬、數(shù)控加工、大型模鍛設(shè)備、大型整體壁板成形技術(shù)、大型蒙皮成形技術(shù)、超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)等。通過(guò)開展工藝參數(shù)、計(jì)算機(jī)模擬等技術(shù)研究,利用大型加工設(shè)備開展工藝研究,結(jié)合長(zhǎng)壽命、高效輕質(zhì)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究,使技術(shù)達(dá)到實(shí)用化,以便用于運(yùn)輸機(jī)制造。
⑻航空材料技術(shù)。通過(guò)研制與發(fā)展適合運(yùn)輸機(jī)使用的新型鋁合金、鈦合金、復(fù)合材料以及新型功能材料,使運(yùn)輸機(jī)達(dá)到更舒適、更環(huán)保和更經(jīng)濟(jì)的要求,同時(shí)還要建立材料的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范體系等。