【文/觀察者網專欄作者 張仲麟】
9月27日,位於小笠原群島海域的中國向陽紅號科考船有船員突發疾病急需轉運救治。由於遠離陸地又分秒必爭,日本海上自衛隊出動US-2水陸兩棲飛機進行病人轉運協助,最終成功完成緊急轉運,病人安然無恙。
日本海上自衛隊使用US-2水陸兩棲飛機協助向陽紅號進行病員緊急轉運
進入21世紀以來,水上/水陸兩棲飛機離我們越來越遠,其很多功能已經被其他飛行器替代。但對於像遠洋緊急救援這種情況,水上/水陸兩棲飛機依然有其無可替代的作用。而日本US-2水上飛機是目前使用較為廣泛且效能較好的水陸兩棲飛機,最大的使用者是日本海上自衛隊。中國雖然沒有現役水陸兩棲飛機,但我們自己的水陸兩棲飛機AG600早已首飛並且在取證試飛之中。
2024年7月23日,中國大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機「鯤龍」AG600獲簽第一個型號檢查核準書(TIA),正式進入了中國民航局審定試飛階段,開始了適航取證之路。而在此之前,AG600多架試飛機已經開始了諸多飛行試驗科目並取得了圓滿成功,有序推進計畫研發,準備按計劃完成型號取證計畫。目前首架小批次生產機1101機也即將開始總裝生產。AG600與商飛C919、西飛Y20並稱為國產大飛機「三劍客」,如今也是補上了中國水陸兩棲飛機的空白
這大象漫步啊,看著就是豪邁
水上飛機的歷史
水上飛機,顧名思義即可以在水面上進行起降的飛機,上半是飛機而下半是船,獨特的水面起降效能使其在許多領域中不可替代。水上飛機的起源可以追溯到1910年,當時法國工程師亨利·法布爾(Henri Fabre)成功試飛了世界上第一架水上飛機——「水鷺號」,這次試飛標誌著水上飛機時代的開端。
地球表面約70%被水覆蓋,這使得水上飛機在廣闊的水域中具有獨特的優勢。在太平洋戰爭時期,水上飛機得到了大規模的套用。無論是執行偵察、巡邏任務,還是進行搜救和物資運輸,水上飛機都是不可或缺的重要裝備,其在廣袤的太平洋戰場上發揮了重要作用,甚至在一些重要海戰中也發揮了決定性作用。二式大艇與PBY成為了那個時代水上飛機的代表。
而在戰後進入噴射時代後,由於陸基飛機航程大大延長,使得水上飛機的軍事用途逐漸讓位於陸基飛機,使用場景則逐步轉為搜救、運輸、滅火等民用用途。但比起可以懸停的直升機,水上飛機的海上救援能力並沒有明顯優勢,也讓逐漸「日落西山」。
中國有著遼闊的「藍色領土」,對於水上飛機也有著一定的需求。早在五十年代中國就引入了蘇聯別-6水上飛機使用,在六十年代605所就啟動水轟5計畫並於1976年4月3日成功首飛,隨後在我軍小批次裝備使用。
除了水轟5之外,605所在1970年還根據海軍要求開展水轟6戰略轟炸機設計工作,其最大航程達到10000-12000公裏(高度3000公尺),最大速度700-800公裏每小時、載彈量5000-9000公斤。但由於指標水轟6型戰略轟炸機指標過於脫離實際,最後不了了之。也因此在水轟5之後直到AG600立項,中國水上飛機的研發是一片空白。
水轟5只能在水面起降,使用受限較大
重新開機水上飛機
2007年國家確定了大飛機戰略之後,2009年AG600兩棲水上飛機得到批復正式立項,代表著時隔三十多年後中國重新開機了水上飛機的研制工作。
對承擔AG600研發工作的中航通飛來說,重新研發一款水上飛機是一個巨大的挑戰,面臨著技術儲備不足、研制經費緊張、研制歷史空白、無任何可借鑒經驗等問題。而且飛機重量、救援半徑、失速特性等指標,對主要用於低空低速狀態的AG600都是巨大挑戰。要讓計畫成功,首先要做的是鍛煉設計團隊。也因此,在2016年問世並在第十一屆中國航展(2016年珠海航展)上首次公開亮相的AG600,充滿了濃厚的技術驗證色彩。
2016年首次公開亮相的AG600,如今被稱為老構型。如果我們仔細看AG600老構型,會發現除了尺寸與機尾從H型改為T型之外,其機身設計不少細節與水轟5頗為相似。最初構型的AG600更接近於一種「基於僅有的水轟5水上飛機計畫經驗,使用21世紀中國航空工業技術制造的一款技術驗證機」。與其說是對水上飛機技術進行驗證,不如說是對中航通飛的大型水上飛機研發能力進行「驗證」。
AG600的老構型只生產了一架,在AG600老構型完成「三次首飛」(2017年陸上首飛、2018年水上首飛、2020年海面首飛)後,AG600計畫的研發工作全面轉向了新構型,也即AG600M(滅火型)。
AG600計畫在立項之時就有滅火功能,具有水箱裝載12噸水進行空中滅火的能力,AG600老構型也在珠海航展上現場展示過空中投水9噸的滅火能力。而2022年首飛的AG600M雖然叫「滅火型」,但其實質更接近於「以滅火型的名義,針對老構型所暴露出來的問題進行重新設計的新構型」。
2016年珠海航展上展出的首架AG600(老構型)
除了保留上單翼、T型尾、前三點式起落架、大長寬比單斷階船體這些總體布局,以及起落架、動力系統這些子系統外,新構型的AG600M與2017年首飛的老構型已經是兩種完全不同的飛機了。與之類似的是,2012年問世的31001機與2021年問世的殲-35這種技術驗證機與正式型號的關系。也因此在AG600M新構型問世之後,媒體上對AG600老構型的稱呼逐漸變成了技術驗證機。
AG600M新構型的前進演化
我們仔細對比AG600與AG600M的話,會發現在飛機外形上有著極大的變化。
相比老構型的AG600,新構型下的AG600M機翼前移不少,使得前機身較老構型顯得短一些,而且機鼻部份從原來的尖銳外形變得短粗,這使得AG600M前機身整體風格與日本US-2水上飛機更為接近。而且新構型機身高度更高,水線以下船體部份也變成了收窄設計,加上機頭擡高,使得AG600M的抗浪效能較老構型的不低於2公尺提高了不少,還降低了滑行阻力最佳化了水動效能。
與老構型相比,AG600M的機翼除了同樣使用四個WJ-6外其他沒有相同之處,不僅僅采用了新翼型,而且每側機翼上都增加了四個巨大的作動筒,以此滿足更大面積的襟翼操控所需。新翼型與碩大的作動筒、更大的襟翼,代表著AG600M的低空操控效能將比老構型提升很多。
而AG600M的尾部變化也很大。AG600M的T型尾翼後傾角度變大,垂直尾翼面積變小而水平尾翼面積變大,同時T型尾翼與機身的連線也改得更加簡潔流暢。這不僅僅提升了飛行的穩定性,還增強了其在復雜天氣情況及海況下的操控能力。
紅色為新構型的AG600M,藍色為老構型的AG600,相同角度可直觀的看出外形區別
除了直觀的外觀變化外,AG600M的內部也煥然一新。新構型的AG600M配置全面升級,機艙變成增壓艙,采用電傳飛控和綜合航電系統。增壓機艙不僅僅能提升機組人員在不同氣象條件下的舒適度,也使得AG600M能在更高的高度(7600公尺)進行巡航飛行,延長飛機的航程。
而相較於鋼索與連桿機構操控,電傳飛控使得飛行員能更加精確的控制飛機,在低空低速飛行時有著更好的操控效能。電傳飛控的飛控系統有著自動保護功能(防失速、自動平衡、抗浪控制),大大增加了AG600M的安全性。
而綜合航電系統的套用,除了最直觀的駕駛艙「玻璃化」程度提高外,更高的自動化水平減輕了飛行員的負擔,而且提高了執行任務時的靈活性與效率。這也使得新構型的AG600M從內到外都有著質的提升,除了名字一樣、外形相似外,別的全都煥然一新。
日本US-2的構型與AG600相同,均為上單翼四發渦槳發動機的布局。其機身尺寸與最大起飛重量小於AG600,但其機頭與機身下部的船型與AG600的新構型頗為接近,也是AG600M新構型的重要參考物件。
US-2計畫於上世紀九十年代啟動,用於替換日本海上自衛隊老舊的US-1A機隊。US-2水陸兩棲飛機側重於海上搜救功能,因此其設計上就針對惡劣海況強化了水上起降效能,其抗浪高度達到了3公尺,具有目前水上飛機最強的抗浪效能。US-2也有消防滅火型,但由於原始設計的飛機尺寸較小且搜救為主,因此其消防型是透過部份油箱改為儲水箱的辦法,以達到15噸的儲水量,但代價則是其最大航程從4700公裏銳減到2300公裏。而AG600在設計之初就需要兼顧滅火與搜救能力,屬於「我全都要」。
鯤龍的套用與市場化
雖然如今AG600M被稱為「滅火型」,但正如前文所言,其水上飛機的功夫一點沒拉下,甚至還能幹得比以往更好。而作為一型滅火/水上救援兩棲飛機,其最基本的內容還是水上飛機。雖然水上飛機的救援任務已經被直升機和船只取代了不少,但直升機由於其航程有限只能在較近的海域開展海上救援工作,而配備直升機的大型船只數量並不多,這使得在離陸地較遠的海域開展分秒必爭的海上救援任務時,水上飛機依然有著不可替代的作用。對於無法建設機場的南海小型島礁,水上飛機的水面起降能力使其可以執行人員及物資的快速運輸作用,而相較於水面船只更快的速度,也使其能快速響應突發事件。
以本次向陽紅號病員緊急救援為例,事發時距離海岸線有上千公裏。直升機航程不夠,船又來不及,而這種情況唯一能完成快速轉運任務的也只有水上/水陸兩棲飛機了,此類場景是水陸兩棲飛機的最高光時刻。而在中國AG600完成取證並且列裝後,我們也將具備遠洋快速救援能力。
執行緊急救援轉運任務的小笠原群島海域,距離最近的陸地有上千公裏
當前中國在南海海域面臨著與他國的主權維護糾紛,AG600M巨大的活動範圍與低空飛過時強大的威懾力,使其在主權維護中可以發揮巨大的作用。
我們不妨想象一下,在面臨他國船只沖擊中國島礁需要進行驅離時,AG600M從其頂部低空掠過,可對其心理上產生巨大的沖擊。而且AG600M本身就具備低空投水能力,對於多次警告後不聽勸阻依然侵犯中國領海主權的船只,劈頭蓋臉灑下的12噸水量無疑是一種極具沖擊力的手段。AG600M具備在水面上進行快速濟水補充水箱的能力,因此可以快速補充、對目標船只反復灑下「傾盆大雨」,直到對方放棄。而若水箱裏裝載的並不是海水而是染色劑甚至臭味劑,無疑會對目標船只的人員造成成噸的心理傷害。
而AG600M既然是滅火機,執行空中滅火任務更是其本行所在。面對位於山區深處的火情,當地面滅火力量無法及時趕到時,空中滅火無疑會是一個早期進行火情撲滅的優先選項。而AG600M的水面快速濟水能力,使其只需要有寬闊水面就能快速補充,相較於必須飛回機場才能進行水箱補充的滅火飛機,其滅火效率可以大大提升。
也因此,海警與各地的應急管理單位無疑是AG600M的最佳目標客戶,它的入役可以大大提升相關部門的應急救援能力與快速響應能力。而AG600M由於其專業性較高,其機組培訓與維護體系也與其他飛機有較大的區別,這使得AG600M的運用還是以專業航空公司進行日常營運、使用者需要時租借使用會更為合適,這樣可以有效降低目標客戶使用AG600M的門檻,並且不用背上日常維護的包袱。
這種制造單位與營運單位一體化,以租借使用為主的模式並不陌生,在俄烏戰爭爆發之前安-225「夢想」運輸機就是以這樣的模式,用安東諾夫航空的名義在世界各地開展各類商業運輸。而對AG600M來說,這樣的模式無疑會更符合目標使用者的實際需求。