今天聽到一條重磅消息,咱們可能采購500架客機,波音有望獲得超級訂單。雖然雙方還在商談中,最后采購數量可能會與這個數字有巨大差距。至少現在,我們還不能脫離波音產品。即使是曾經航空工業非常雄厚的蘇聯,現在依然不能解決自身的民航客機的需求。不過,大家伙造不出來,小型飛機還是有得到建樹。 安-72——對于其時代來說,是一種現象級的存在,也是技術上的突破。至少看看它的獨特設計:噴氣發動機不是像常規飛機那樣安裝在機翼下方,而是安裝在機翼上方。噴出的氣流——熱烈、強勁,速度接近音速——仿佛緊貼機翼上表面流動,就像水繞過溪中的石頭一樣。在這種流動中產生的力量,按傳統空氣動力學定律本不該存在:升力增加了20%——這個數字是其他國家的工程師們幾十年來在絕密實驗室中苦苦追求的成果。
因此,安-72是世界上唯一一款雙發動機噴氣式飛機,其設計目的不是為了展示技術,而是能夠在其他飛機無法起降的場所執行任務。它被昵稱為“切布拉什卡”(Cheburashka)——因為懸掛在機翼上的大“耳朵”形狀滑稽可愛。但在這個看似童趣的外表下,隱藏著20世紀最大膽的空氣動力學實驗之一。 “必須把錢花掉——否則它們會被收回”安-72的歷史并不是從設計圖紙開始的,而是從一個官僚悖論開始的。1970年代,安東諾夫設計局(OKB Antonov)和所有蘇聯設計局一樣,每年都有固定預算。但如果資金沒有被用掉,這些錢就會被收回。第二年,資金可能會被削減。為了保住團隊、機構以及存在的權利,設計局必須啟動一個新項目,即使當時還沒有人下訂單。 1 — 警告指示牌 2 — VHF無線電操作臺 3 — 擋風玻璃加熱開關 4 — 27伏插座 5 — 發動機風扇轉速表 6 — 高壓壓氣機轉速表 7 — 操作系統指示器 8 — 燃油系統面板 9 — 速度及馬赫數指示器(USIM) 10 — 緊急指示牌 11 — 右發動機推力控制桿(РУД) 12 — 右發動機燃油控制桿(РОД) 13 — 襟翼控制手柄 14 — 中央計算機面板(ЦВМ) 15 — 航向控制及剎車踏板 16 — 電加熱擋風玻璃 17 — 側窗吹風口 18 — 燈具 19 — 雷達操作臺 20 — 貨物設備面板 21 — 防結冰系統面板 22 — 空調系統面板 于是,一個想法誕生了——制造一架輕型運輸機,能夠在前線地區作業。重要的是,這個想法并非自上而下、按照命令產生的,而是自下而上,由對失去資金的恐懼催生的。然而,蘇聯空軍總參謀部立即看到了項目的意義。軍方確實需要一架飛機,能夠將裝備和人員運送到未鋪裝的機場,在僅800米的跑道上起降,承受側風和地面不平整而不會在每個小坑上解體。 對飛機的要求非常嚴格:載重能力達5噸、具備空投能力、具備偽裝、高爬升率。但關鍵不是載重量,而是能夠在其他飛機避而遠之的場地作業。這正需要一個革命性的解決方案——不僅僅是加強起落架,而是徹底重新設計氣動布局。 科恩達效應:氣流如何“貼附”在機翼上1930年代,羅馬尼亞科學家亨利克·科恩達(Henri Coand?)發現了一種奇特現象:從噴嘴噴出的氣體或液體流束,會傾向于貼近附近的表面流動,沿著表面繞過,而不是直接逸向自由空間。這種現象違背直覺,但符合黏性和壓力規律。科恩達曾嘗試在噴氣式飛機上利用這一效應,但當時的技術尚不成熟。 1 — 低壓壓氣機(LPC)導向裝置 2 — LPC轉子葉片 3 — 中間機殼 4 — LPC轉速傳感器 5 — LPC轉速傳感器齒輪環 6 — 高壓壓氣機(HPC)轉速傳感器齒輪環 7 — HPC轉速傳感器 8 — HPC可調進氣導向葉片(VNA)葉片 9 — HPC VNA環 10 — HPC級導向器 11 — 燃燒室 半個世紀后,安東諾夫再次回到這一想法。他的直覺告訴他:如果將噴氣流引導至機翼上方,尤其是在襟翼放下的情況下,它會“貼附”在機翼的彎曲表面上。結果在機翼上方形成低壓區,從而產生額外的升力。 這一理論在風洞實驗中得到了驗證。升力增加可達20%,尤其在起飛和著陸階段最為明顯。這相當于在不增加機翼重量的情況下增加了機翼有效面積。當副翼和襟翼偏轉時,流束會被“吸附”到形成的曲率上,實現連續的貼附繞流。此時,發動機、機翼和副翼機械裝置協同工作,形成一個整體的升力系統。 D-36:一種“特別燃燒”的發動機但科恩達效應需要一種特殊的發動機。渦槳發動機不行——空氣流量太低。高溫噴氣發動機也不行——熱氣流可能損壞機翼,造成熱應力,破壞機身蒙皮。 俄羅斯聯邦安全局(FSB)航空部隊的安-72P(2015年):可見機翼右外側掛載的UB-32火箭發射器和右主起落架遮罩內的通用23毫米機炮吊艙UPK-23-250。 解決方案是D-36——由“Progress”設計局在弗拉基米爾·洛塔列夫領導下研制的高涵道比渦扇發動機。其特點是推力高(6500公斤力)且排氣相對“冷”。大量氣流通過外涵道,冷卻噴流,使其安全地吹掃機翼。 此外,D-36提供了大質量流量——正是有效繞流所需。安東諾夫以渦槳發動機著稱,但為了這個項目破例。他明白:只有這種發動機才能實現他的空氣動力學構想。這是少見的工程師為技術突破而違背自己信念的案例。 “切布拉什卡”的構造安-72是高翼飛機,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。但核心特點是發動機吊艙向前上方布置。其形狀和位置設計,使噴流以最佳角度接觸機翼前緣及襟翼。 機翼面積為89.6平方米,配備強大的襟翼系統:雙、三縫襟翼,全前緣前緣襟翼,以及八個氣流阻截板(interceptors),每翼四個。外側與副翼協作,在短跑道進場時消減升力;內側在滑跑或中斷起飛時使用,提高阻力并增加起落架負荷。氣流阻截板提高剎車效率約20%,相當于增加了額外剎車而不踩剎車踏板。 反推力、制動傘、阻截板——共同工作。安-72剎車不僅靠輪子,還靠空氣、質量和阻力,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,必須配備能承受不僅是重量,還能承受沖擊、泥土和振動的起落架。安-72在等效單輪負荷指標上甚至超過了伊爾-76——也就是說,每個車輪承受的質量更大。這意味著它可以在更軟的地面安全著陸。
主起落架為四條,配備獨立搖臂懸掛。減震器設計可應對高度達35厘米的“標準土包”——這不是玩笑,而是設計計算中的規范。 貨艙:從GAZ-69到集裝箱安-72的貨艙長9米,寬2.2米,高2.1米。艙內可容納32名全副武裝的士兵、兩輛GAZ-69或UAZ-469汽車、航空發動機、標準集裝箱和托盤。
但最重要的是艙門坡道。其設計已獲專利。裝載時,艙門可下降至地面,形成坡道;在空投貨物時,艙門可收回至機身下方,釋放艙內空間。 首飛與世界紀錄安-72的首飛于1977年8月31日進行。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創造了兩項世界紀錄:最大飛行高度13,410米,水平飛行高度12,980米。對于“輕型運輸機”級別的飛機,這一成績令人難以置信。
另一項紀錄是在1985年,由試飛員S.A.戈爾比克在一個2000公里封閉航線飛行中達到速度681.8公里/小時。 安-72P及其作戰角色并非所有人都知道,安-72不僅僅是一架運輸機。安-72P是其改型——一款巡邏機,專門用于監控200公里范圍內的海域。它配備了瞄準導航系統,能夠自動引導目標,確定艦船的航向和速度。但最重要的還是武器裝備。
機上安裝了一門23毫米GSh-23L機關炮(彈藥250發)、兩個UB-32火箭發射吊艙(每個吊艙裝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,這使得飛機能夠沿航向射擊,同時不占用駕駛艙空間。 安-72P也被稱為安-76——這是用于出口的平行型號。共生產了18架此類飛機。它們被用于打擊非法捕撈、監視違規船只,包括在惡劣氣象條件下執行任務。 電子偵察“之眼”:安-72Р及新一代偵察機另一種鮮為人知的改型是安-72Р(“產品88”)。這是一架電子偵察機,開發初衷是作為美國波音E-8A J-STARS的對應機型。它的任務是遠距離發現地面目標、追蹤移動物體,并引導打擊武器。
安-72Р是由系列生產的安-72改裝而來。機上配備了強大的雷達、數據處理系統以及與地面和空中編組的通信通道。它可以作為行動的“指揮大腦”——自身不直接打擊,但能確保打擊的精準。總共改裝了4架這樣的飛機。它們的命運,是國內航空史上最為機密的之一。 運營者: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。特種航空部隊和邊防航空也使用它進行巡邏、貨物運輸和監視任務。
在海外——安哥拉(6架)、哈薩克斯坦(1架)、利比亞(1架)。但最有趣的不是數量,而是使用環境。這些飛機在基礎設施極少的地區、沖突區,以及地圖上標記為“臨時機場”的空域運行。 生產年份為1982年至1993年,共制造了195架安-72及其改型。這數量不多,但每架飛機都有自己的故事:在泥濘跑道上降落,從冰面起飛,在直升機是唯一競爭對手的環境下運送貨物。 |
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