會飛又會游，世界最大水陸兩棲飛機是這樣做到的

中國航空工業集團總公司3月29日宣布，國產大型水陸兩棲飛機AG600將於今年上半年進行陸地首飛，下半年進行水上首飛。目前，這款飛機正在緊張進行首飛前最后准備。

AG600是世界在研最大水陸兩棲飛機。其長37米，翼展38.8米。20秒內可一次汲水12噸，一次加油可投放的最大水量為370噸。

“這是一艘能飛起來的船，也是一架能游泳的飛機。”中國航空工業通飛副總工程師、AG600總設計師黃領才形象地說。把飛機與船合為一體具有巨大的技術鴻溝，AG600是如何做到的？

設計水陸兩棲飛機難在哪兒

“適應並控制相應的氣/水動耦合作用，是設計水陸兩棲飛機最大的難點。”黃領才說。

“水陸兩棲飛機接水和離水的過程，是在一個氣/水動耦合的環境下完成的。而業界對這個領域的分析方法和理論並不成熟，好多還處於探索中。”黃領才說。

同樣的截面積和速度，水的阻力大約是空氣的800倍。由於水面是波動的，相似准則與空氣不同，因此水動力特性與氣動力特性差別非常大。

“同時，與普通船體的最大區別是，水陸兩棲飛機的船體設計要有斷階結構，即滑行船體。飛機正是靠著這個滑行船體，才能實現在水面上航行、滑行、起飛、降落和水面機動。”黃領才說。

如何適應並控制相應的氣/水動耦合

2009年，國家立項批復了大型水陸兩棲飛機AG600的研制。在中國航空工業主導下，由航空工業通飛主承制、航空工業特飛所/中航通飛研究院作為總設計師單位“大協作”，全國150多家單位、十余所高校數萬人參與了研制。

如何讓AG600適應並控制相應的氣/水動耦合？

7年的研制過程，是無數次的計算、試驗、失敗、總結和驗証。為達到飛機良好的氣、水動匹配，飛機設計團隊採用氣/水動結構一體化設計技術，通過無數次數值仿真與風洞試驗，最終獲得優選的飛機氣/水動力數據。

“僅水池拖曳試驗就達一萬多車次。”黃領才說，為保証飛機在水面滑行的穩定性，在船體設計過程中，設計團隊充分考慮氣/水動在起飛、降落滑行的各個速度段的匹配，通過多輪水動力仿真分析與水池試驗，通過不斷優化外形與結構布局達到設計要求。

當然，AG600採用單船身、懸臂上單翼、“T”型尾翼及前三點可收放式起落架的船身式布局形式，都是為適應和控制相應的氣/水動耦合而為。

怎麼壓住高速滑行時的浪花

重53.5噸，最大水面起降速度100節（185千米/小時），AG600噴濺出的浪花會如同排山倒海。然而，過高的噴濺有可能損壞發動機、螺旋槳、襟翼等結構，影響飛行安全。

必須採取措施降低噴濺，這也是船體水動力設計中的一個難點。如何壓住高速滑行時的浪花？水動力團隊研究了多種噴濺抑制的方法。候選方案“包括縱向防濺條、帶?彎的船體、垂直防濺條、水平壓浪板、抑波槽等”。黃領才說，“通過理論分析對比結合大量的水池模型試驗，最終選定採用?彎船體+抑波槽的方式，並達到了預設效果”。

“?彎船體+抑波槽，就是在?部位置安裝一個帶有排水孔的抑波槽，將高速滑行產生的噴濺引入槽內，再通過沿排水孔和出口排出。”黃領才詳解道。

即將首飛的AG600打著深深的中國烙印。據黃領才介紹，AG600的5萬多個結構件和2萬多系統件98%都是國內供應商制造提供的。機載設備90%國產，動力系統完全國產。

黃領才認為，通過AG600飛機的研制，中國航空人逐漸掌握了水陸兩棲飛機領域很多核心技術，既包括前期設計、計算、分析和試驗的方法，也包括制造工藝中的新技術。 （記者 矯陽）