水上飛機(jī)的歷史，可追溯到一個(gè)多世紀(jì)以前。1907年，出身船舶世家的法國(guó)發(fā)明家亨利·法布爾開(kāi)始研制一種能從水上靠自身動(dòng)力起降的新型飛機(jī)。3年后在馬賽附近海面，他駕駛自研航空器在水面順利完成航行和起降，試飛取得成功，人類(lèi)由此進(jìn)入“水上飛行時(shí)代”。
2017年12月24日，“鯤龍”原型機(jī)在珠海金灣機(jī)場(chǎng)成功首飛，標(biāo)志著中國(guó)從此躋身大型水陸兩棲飛機(jī)的全球“第一方陣”。
當(dāng)時(shí)，“鯤龍”與C919干線(xiàn)客機(jī)、運(yùn)-20大型運(yùn)輸機(jī)，被網(wǎng)友并稱(chēng)中國(guó)大飛機(jī)“三劍客”。一晃數(shù)載過(guò)去，與已投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的C919和服役近8年的運(yùn)-20相比，“鯤龍”研發(fā)進(jìn)度似乎不夠快。
實(shí)際上，這與水上飛機(jī)的使用場(chǎng)景密切相關(guān)。水上飛機(jī)從水面起降，須兼顧水動(dòng)、氣動(dòng)雙重特性，還要考慮抗風(fēng)浪、防海水腐蝕等問(wèn)題。無(wú)論整體設(shè)計(jì)布局，還是工藝材料要求，與陸基飛機(jī)相比，水上飛機(jī)研發(fā)難度都要大得多。
據(jù)“航空工業(yè)”公眾號(hào)介紹，“鯤龍”按照“水陸兩棲、一機(jī)多型、系列發(fā)展”的設(shè)計(jì)思路，采用單船身、懸臂上單翼布局及前三點(diǎn)可收放式起落架，選裝4臺(tái)國(guó)產(chǎn)渦槳-6發(fā)動(dòng)機(jī)，起飛重量53.5噸，水面起降抗浪高度達(dá)到2米，總體性能位居世界前列。
目前，全世界只有中、日、俄等少數(shù)國(guó)家具備研發(fā)大型水上飛機(jī)的能力，稱(chēng)其為“工業(yè)皇冠上的一顆璀璨寶石”并不過(guò)分。尤其考慮到我國(guó)航空工業(yè)起步晚、底子薄，這一成績(jī)的取得可謂來(lái)之不易。
“船”從水上起飛不易
那么，大型水上飛機(jī)的研制要跨越幾道難關(guān)呢？
第一，會(huì)“打水漂”。水面起降說(shuō)起來(lái)容易，實(shí)則困難重重，這是因?yàn)轱w機(jī)的水動(dòng)特性會(huì)不斷變化。飛機(jī)滑行階段可看成是一艘船的逐漸加速過(guò)程，而波浪噴濺、水動(dòng)阻力都會(huì)對(duì)機(jī)體形成干擾，使飛機(jī)像快艇破浪那樣出現(xiàn)顛簸。
對(duì)起飛重量的限制要求，決定了水上飛機(jī)的重心要處于水面之上，一旦失控，就可能產(chǎn)生“海豚跳”現(xiàn)象，甚至一頭扎進(jìn)水里或側(cè)翻。為滿(mǎn)足滑行階段的穩(wěn)定性，通常會(huì)在機(jī)翼兩側(cè)加裝浮筒，以提升飛機(jī)浮力和橫向穩(wěn)定性。
第二，水動(dòng)阻力。水的密度是空氣的800倍，在加速起飛階段，水上飛機(jī)需要有足夠動(dòng)力去克服水的阻力。所以我們細(xì)看“鯤龍”的機(jī)身，形態(tài)更接近船舶，這就是“斷階設(shè)計(jì)”，目的在于讓水和機(jī)身之間產(chǎn)生一個(gè)空氣層，使飛機(jī)高速滑行時(shí)能克服氣壓差，借助升力作用下順利起飛。
以上只是簡(jiǎn)要介紹了研制水上飛機(jī)須克服的兩個(gè)設(shè)計(jì)難題，而研發(fā)成功一款大飛機(jī)，可能遇到的“攔路虎”還有很多，往往要做好“十年鑄劍”甚至耗費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)備。
以國(guó)產(chǎn)C919客機(jī)為例，從2007年立項(xiàng)到2022年9月拿到“準(zhǔn)生證”，歷時(shí)15載。對(duì)于技術(shù)難度更大的水上飛機(jī)來(lái)說(shuō)，由我國(guó)完全自主研發(fā)的“鯤龍”，目前研發(fā)進(jìn)度已算相當(dāng)順利。
軍民兩用 潛力巨大
水上飛機(jī)誕生后發(fā)展迅速，兩次世界大戰(zhàn)期間，不但被廣泛用于偵察、搜救、反潛和運(yùn)輸，還促進(jìn)了航空母艦和海軍航空兵的發(fā)展。戰(zhàn)后，其又在消防、救災(zāi)等民用領(lǐng)域大放異彩。
比如，俄羅斯現(xiàn)役的別-200消防型噴氣式水上飛機(jī)配備8個(gè)水箱，總計(jì)可載12噸滅火用水。過(guò)去20年間，俄羅斯多次派遣別-200遠(yuǎn)赴異國(guó)參與滅火，飛行軌跡遍布葡萄牙、希臘、以色列、土耳其和意大利撒丁島。
隨著各國(guó)水上飛機(jī)不斷朝性能更先進(jìn)、用途更廣泛的方向發(fā)展，作為“第一梯隊(duì)”代表的“鯤龍”，當(dāng)然也有自己的“絕活”。以消防滅火為例，“鯤龍”20秒內(nèi)可一次性汲水12噸，單次投水面積達(dá)4000余平方米，對(duì)于撲滅山高谷深、消防人員及設(shè)備難以地面進(jìn)入的山區(qū)密林火災(zāi)，效率非常高。
據(jù)新華社、環(huán)球網(wǎng)報(bào)道，2022年5月31日，“鯤龍”AG600M全狀態(tài)新構(gòu)型滅火機(jī)在珠海首飛成功。同年9月27日，“鯤龍”AG600M滅火機(jī)又以全新消防涂裝在湖北荊門(mén)漳河機(jī)場(chǎng)成功完成12噸投汲水試驗(yàn)。
由于采用了通用化的設(shè)計(jì)思路，“鯤龍”除擁有森林滅火、水上救援等能力，還可依據(jù)用戶(hù)需求加裝特種設(shè)備，執(zhí)行海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源探查、客貨運(yùn)輸?shù)榷鄻踊蝿?wù)。
此外，配備4臺(tái)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的“鯤龍”機(jī)身尺寸和有效載荷大，留空時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)陸地機(jī)場(chǎng)依賴(lài)較小，若將之用于反潛、偵察以及向遠(yuǎn)海島礁投送人員、補(bǔ)給物資，同樣有很大潛力可供挖掘。總之，“鯤龍”未來(lái)應(yīng)用前景十分廣闊，人們不妨拭目以待