今天聽到一條重磅消息,咱們可能采購(gòu)500架客機(jī),波音有望獲得超級(jí)訂單。雖然雙方還在商談中,最后采購(gòu)數(shù)量可能會(huì)與這個(gè)數(shù)字有巨大差距。至少現(xiàn)在,我們還不能脫離波音產(chǎn)品。即使是曾經(jīng)航空工業(yè)非常雄厚的蘇聯(lián),現(xiàn)在依然不能解決自身的民航客機(jī)的需求。不過,大家伙造不出來,小型飛機(jī)還是有得到建樹。
安-72——對(duì)于其時(shí)代來說,是一種現(xiàn)象級(jí)的存在,也是技術(shù)上的突破。至少看看它的獨(dú)特設(shè)計(jì):噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)不是像常規(guī)飛機(jī)那樣安裝在機(jī)翼下方,而是安裝在機(jī)翼上方。噴出的氣流——熱烈、強(qiáng)勁,速度接近音速——仿佛緊貼機(jī)翼上表面流動(dòng),就像水繞過溪中的石頭一樣。在這種流動(dòng)中產(chǎn)生的力量,按傳統(tǒng)空氣動(dòng)力學(xué)定律本不該存在:升力增加了20%——這個(gè)數(shù)字是其他國(guó)家的工程師們幾十年來在絕密實(shí)驗(yàn)室中苦苦追求的成果。
安-72,Enimex航空公司機(jī)型(2007年)。
因此,安-72是世界上唯一一款雙發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣式飛機(jī),其設(shè)計(jì)目的不是為了展示技術(shù),而是能夠在其他飛機(jī)無法起降的場(chǎng)所執(zhí)行任務(wù)。它被昵稱為“切布拉什卡”(Cheburashka)——因?yàn)閼覓煸跈C(jī)翼上的大“耳朵”形狀滑稽可愛。但在這個(gè)看似童趣的外表下,隱藏著20世紀(jì)最大膽的空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)之一。
“必須把錢花掉——否則它們會(huì)被收回”
安-72的歷史并不是從設(shè)計(jì)圖紙開始的,而是從一個(gè)官僚悖論開始的。1970年代,安東諾夫設(shè)計(jì)局(OKB Antonov)和所有蘇聯(lián)設(shè)計(jì)局一樣,每年都有固定預(yù)算。但如果資金沒有被用掉,這些錢就會(huì)被收回。第二年,資金可能會(huì)被削減。為了保住團(tuán)隊(duì)、機(jī)構(gòu)以及存在的權(quán)利,設(shè)計(jì)局必須啟動(dòng)一個(gè)新項(xiàng)目,即使當(dāng)時(shí)還沒有人下訂單。
1 — 警告指示牌
2 — VHF無線電操作臺(tái)
3 — 擋風(fēng)玻璃加熱開關(guān)
4 — 27伏插座
5 — 發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速表
6 — 高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速表
7 — 操作系統(tǒng)指示器
8 — 燃油系統(tǒng)面板
9 — 速度及馬赫數(shù)指示器(USIM)
10 — 緊急指示牌
11 — 右發(fā)動(dòng)機(jī)推力控制桿(РУД)
12 — 右發(fā)動(dòng)機(jī)燃油控制桿(РОД)
13 — 襟翼控制手柄
14 — 中央計(jì)算機(jī)面板(ЦВМ)
15 — 航向控制及剎車踏板
16 — 電加熱擋風(fēng)玻璃
17 — 側(cè)窗吹風(fēng)口
18 — 燈具
19 — 雷達(dá)操作臺(tái)
20 — 貨物設(shè)備面板
21 — 防結(jié)冰系統(tǒng)面板
22 — 空調(diào)系統(tǒng)面板
于是,一個(gè)想法誕生了——制造一架輕型運(yùn)輸機(jī),能夠在前線地區(qū)作業(yè)。重要的是,這個(gè)想法并非自上而下、按照命令產(chǎn)生的,而是自下而上,由對(duì)失去資金的恐懼催生的。然而,蘇聯(lián)空軍總參謀部立即看到了項(xiàng)目的意義。軍方確實(shí)需要一架飛機(jī),能夠?qū)⒀b備和人員運(yùn)送到未鋪裝的機(jī)場(chǎng),在僅800米的跑道上起降,承受側(cè)風(fēng)和地面不平整而不會(huì)在每個(gè)小坑上解體。
對(duì)飛機(jī)的要求非常嚴(yán)格:載重能力達(dá)5噸、具備空投能力、具備偽裝、高爬升率。但關(guān)鍵不是載重量,而是能夠在其他飛機(jī)避而遠(yuǎn)之的場(chǎng)地作業(yè)。這正需要一個(gè)革命性的解決方案——不僅僅是加強(qiáng)起落架,而是徹底重新設(shè)計(jì)氣動(dòng)布局。
科恩達(dá)效應(yīng):氣流如何“貼附”在機(jī)翼上
1930年代,羅馬尼亞科學(xué)家亨利克·科恩達(dá)(Henri Coand?)發(fā)現(xiàn)了一種奇特現(xiàn)象:從噴嘴噴出的氣體或液體流束,會(huì)傾向于貼近附近的表面流動(dòng),沿著表面繞過,而不是直接逸向自由空間。這種現(xiàn)象違背直覺,但符合黏性和壓力規(guī)律。科恩達(dá)曾嘗試在噴氣式飛機(jī)上利用這一效應(yīng),但當(dāng)時(shí)的技術(shù)尚不成熟。
1 — 低壓壓氣機(jī)(LPC)導(dǎo)向裝置
2 — LPC轉(zhuǎn)子葉片
3 — 中間機(jī)殼
4 — LPC轉(zhuǎn)速傳感器
5 — LPC轉(zhuǎn)速傳感器齒輪環(huán)
6 — 高壓壓氣機(jī)(HPC)轉(zhuǎn)速傳感器齒輪環(huán)
7 — HPC轉(zhuǎn)速傳感器
8 — HPC可調(diào)進(jìn)氣導(dǎo)向葉片(VNA)葉片
9 — HPC VNA環(huán)
10 — HPC級(jí)導(dǎo)向器
11 — 燃燒室
半個(gè)世紀(jì)后,安東諾夫再次回到這一想法。他的直覺告訴他:如果將噴氣流引導(dǎo)至機(jī)翼上方,尤其是在襟翼放下的情況下,它會(huì)“貼附”在機(jī)翼的彎曲表面上。結(jié)果在機(jī)翼上方形成低壓區(qū),從而產(chǎn)生額外的升力。
這一理論在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。升力增加可達(dá)20%,尤其在起飛和著陸階段最為明顯。這相當(dāng)于在不增加機(jī)翼重量的情況下增加了機(jī)翼有效面積。當(dāng)副翼和襟翼偏轉(zhuǎn)時(shí),流束會(huì)被“吸附”到形成的曲率上,實(shí)現(xiàn)連續(xù)的貼附繞流。此時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)翼和副翼機(jī)械裝置協(xié)同工作,形成一個(gè)整體的升力系統(tǒng)。
D-36:一種“特別燃燒”的發(fā)動(dòng)機(jī)
但科恩達(dá)效應(yīng)需要一種特殊的發(fā)動(dòng)機(jī)。渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)不行——空氣流量太低。高溫噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)也不行——熱氣流可能損壞機(jī)翼,造成熱應(yīng)力,破壞機(jī)身蒙皮。
俄羅斯聯(lián)邦安全局(FSB)航空部隊(duì)的安-72P(2015年):可見機(jī)翼右外側(cè)掛載的UB-32火箭發(fā)射器和右主起落架遮罩內(nèi)的通用23毫米機(jī)炮吊艙UPK-23-250。
解決方案是D-36——由“Progress”設(shè)計(jì)局在弗拉基米爾·洛塔列夫領(lǐng)導(dǎo)下研制的高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。其特點(diǎn)是推力高(6500公斤力)且排氣相對(duì)“冷”。大量氣流通過外涵道,冷卻噴流,使其安全地吹掃機(jī)翼。
此外,D-36提供了大質(zhì)量流量——正是有效繞流所需。安東諾夫以渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)著稱,但為了這個(gè)項(xiàng)目破例。他明白:只有這種發(fā)動(dòng)機(jī)才能實(shí)現(xiàn)他的空氣動(dòng)力學(xué)構(gòu)想。這是少見的工程師為技術(shù)突破而違背自己信念的案例。
“切布拉什卡”的構(gòu)造
安-72是高翼飛機(jī),翼展呈11°后掠角。這種布置降低了地面湍流的影響,提高了繞流效率。但核心特點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)吊艙向前上方布置。其形狀和位置設(shè)計(jì),使噴流以最佳角度接觸機(jī)翼前緣及襟翼。
機(jī)翼面積為89.6平方米,配備強(qiáng)大的襟翼系統(tǒng):雙、三縫襟翼,全前緣前緣襟翼,以及八個(gè)氣流阻截板(interceptors),每翼四個(gè)。外側(cè)與副翼協(xié)作,在短跑道進(jìn)場(chǎng)時(shí)消減升力;內(nèi)側(cè)在滑跑或中斷起飛時(shí)使用,提高阻力并增加起落架負(fù)荷。氣流阻截板提高剎車效率約20%,相當(dāng)于增加了額外剎車而不踩剎車踏板。
反推力、制動(dòng)傘、阻截板——共同工作。安-72剎車不僅靠輪子,還靠空氣、質(zhì)量和阻力,其著陸是可控的能量消散過程。
不懼泥濘的起落架
能夠在未鋪裝地面著陸的飛機(jī),必須配備能承受不僅是重量,還能承受沖擊、泥土和振動(dòng)的起落架。安-72在等效單輪負(fù)荷指標(biāo)上甚至超過了伊爾-76——也就是說,每個(gè)車輪承受的質(zhì)量更大。這意味著它可以在更軟的地面安全著陸。
俄羅斯海軍航空兵的安-72軍用運(yùn)輸機(jī)在2021年第五次海上大閱兵中亮相。
主起落架為四條,配備獨(dú)立搖臂懸掛。減震器設(shè)計(jì)可應(yīng)對(duì)高度達(dá)35厘米的“標(biāo)準(zhǔn)土包”——這不是玩笑,而是設(shè)計(jì)計(jì)算中的規(guī)范。
貨艙:從GAZ-69到集裝箱
安-72的貨艙長(zhǎng)9米,寬2.2米,高2.1米。艙內(nèi)可容納32名全副武裝的士兵、兩輛GAZ-69或UAZ-469汽車、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)集裝箱和托盤。
RA-72962
但最重要的是艙門坡道。其設(shè)計(jì)已獲專利。裝載時(shí),艙門可下降至地面,形成坡道;在空投貨物時(shí),艙門可收回至機(jī)身下方,釋放艙內(nèi)空間。
首飛與世界紀(jì)錄
安-72的首飛于1977年8月31日進(jìn)行。但真正的名聲是在之后獲得的。1983年11月,試飛員瑪麗娜·波波維奇和謝爾蓋·馬克西莫夫駕駛安-72創(chuàng)造了兩項(xiàng)世界紀(jì)錄:最大飛行高度13,410米,水平飛行高度12,980米。對(duì)于“輕型運(yùn)輸機(jī)”級(jí)別的飛機(jī),這一成績(jī)令人難以置信。
安-72的一個(gè)非凡設(shè)計(jì)特點(diǎn)是利用科恩達(dá)效應(yīng),以改善短距起飛和降落性能。
另一項(xiàng)紀(jì)錄是在1985年,由試飛員S.A.戈?duì)柋瓤嗽谝粋€(gè)2000公里封閉航線飛行中達(dá)到速度681.8公里/小時(shí)。
安-72P及其作戰(zhàn)角色
并非所有人都知道,安-72不僅僅是一架運(yùn)輸機(jī)。安-72P是其改型——一款巡邏機(jī),專門用于監(jiān)控200公里范圍內(nèi)的海域。它配備了瞄準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng),能夠自動(dòng)引導(dǎo)目標(biāo),確定艦船的航向和速度。但最重要的還是武器裝備。
從正面看,這架俄羅斯海軍安-72的外形讓人聯(lián)想到“切布拉什卡”(一種可愛的卡通動(dòng)物)。
機(jī)上安裝了一門23毫米GSh-23L機(jī)關(guān)炮(彈藥250發(fā))、兩個(gè)UB-32火箭發(fā)射吊艙(每個(gè)吊艙裝32枚S-5火箭)以及四枚100公斤炸彈。最有趣的是,UPK-23-250炮吊艙安裝在右主起落架整流罩內(nèi),這使得飛機(jī)能夠沿航向射擊,同時(shí)不占用駕駛艙空間。
安-72P也被稱為安-76——這是用于出口的平行型號(hào)。共生產(chǎn)了18架此類飛機(jī)。它們被用于打擊非法捕撈、監(jiān)視違規(guī)船只,包括在惡劣氣象條件下執(zhí)行任務(wù)。
電子偵察“之眼”:安-72Р及新一代偵察機(jī)
另一種鮮為人知的改型是安-72Р(“產(chǎn)品88”)。這是一架電子偵察機(jī),開發(fā)初衷是作為美國(guó)波音E-8A J-STARS的對(duì)應(yīng)機(jī)型。它的任務(wù)是遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)地面目標(biāo)、追蹤移動(dòng)物體,并引導(dǎo)打擊武器。
哈薩克斯坦邊防部隊(duì)使用的安東諾夫安-72-100
安-72Р是由系列生產(chǎn)的安-72改裝而來。機(jī)上配備了強(qiáng)大的雷達(dá)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及與地面和空中編組的通信通道。它可以作為行動(dòng)的“指揮大腦”——自身不直接打擊,但能確保打擊的精準(zhǔn)??偣哺难b了4架這樣的飛機(jī)。它們的命運(yùn),是國(guó)內(nèi)航空史上最為機(jī)密的之一。
運(yùn)營(yíng)者:誰在駕駛“切布拉什卡”
安-72仍在服役。截至2024年,在俄羅斯航天軍中有25架。在海軍航空兵中還有6架。特種航空部隊(duì)和邊防航空也使用它進(jìn)行巡邏、貨物運(yùn)輸和監(jiān)視任務(wù)。
作為博物館展品及正面視圖
在海外——安哥拉(6架)、哈薩克斯坦(1架)、利比亞(1架)。但最有趣的不是數(shù)量,而是使用環(huán)境。這些飛機(jī)在基礎(chǔ)設(shè)施極少的地區(qū)、沖突區(qū),以及地圖上標(biāo)記為“臨時(shí)機(jī)場(chǎng)”的空域運(yùn)行。
生產(chǎn)年份為1982年至1993年,共制造了195架安-72及其改型。這數(shù)量不多,但每架飛機(jī)都有自己的故事:在泥濘跑道上降落,從冰面起飛,在直升機(jī)是唯一競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的環(huán)境下運(yùn)送貨物。
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