中國大飛機橫空出世 「三劍客」都有哪些成名絕技？

運-20「鯤鵬」、C919幹線客機、AG600「蛟龍」水陸兩棲飛機是我國大飛機發展戰略中的三劍客。目前運-20已經列裝部隊，C919今日首飛，AG600也進行了首次地面滑行測試，我國的大飛機即將全面進入收穫期。

在三劍客之前，我國唯一研製的大飛機是運-10。運-10是上海飛機製造廠在上世紀70年代初研製的一種四發噴氣式客機，氣動布局和尺寸都接近波音707客機，全經濟艙布局149座。但運-10項目誕生在文革這個動蕩的年代，項目研發始終受到政治干擾、資金不足、技術落後的困擾，導致最後黯然下馬，未能設計定型和投入使用。

停在上海飛機製造廠的運-10

通過運-10的研製，科研人員認識到我國在大飛機研製領域與世界先進水平還存在較大差距，具體表現有10大技術瓶頸：

1.大型飛機總體設計技術；

2.大飛機的氣動特性預測方法；

3.雜訊預測和減噪措施；

4.大型飛機載荷確定技術；

5.高效結構和強度設計技術；

6.長壽命高可靠性結構設計技術；

7.防雷設計和抗高強度輻射設計；

8.多輪起落架設計技術；

9.先進複合材料結構設計技術；

10.有特殊要求的鑒定技術。

隨著改革開放以加大科研投入，大飛機上的神秘技術堡壘被一一攻破，正是這些技術的逐漸積累，才使我國有底氣一口氣陸續啟動了三劍客的研製。

等待首飛的C919

三劍客雖然分別屬於軍用運輸機、民用幹線客機，大型水陸兩棲飛機，但它們身上都具有一些共同的先進設計特點，保證了飛機的先進性和競爭力，下面就來盤點一下。

1、超臨界翼型

運-20和C919都在機翼設計上採用超臨界翼型，提高了高速巡航氣動效率，降低了阻力。

傳統機翼的翼型上表面彎曲，下表面平坦，這樣設計的目的是增加上表面氣流的流速，使大氣施加在機翼下表面的壓力比施加在上表面的壓力大，由此產生升力。但這種設計在高速飛機上會產生一個問題，那就是在飛機進入0.85~0.9馬赫的高亞音速區域時，機翼上表面氣流就可能已經到達音速，此時的飛行M數被稱為「臨界馬赫數」。如果飛機想要繼續加速，就會產生很大的激波阻力，導致全機阻力係數陡升，降低巡航效率。

普通翼型和超臨界翼型

為此NASA的啟動專家惠特科姆在1967年提出了新穎的超臨界翼型，這種翼型前緣較鈍，上表面平坦,下表面接近後緣處有反凹，後緣薄且向下彎曲，能提高臨界馬赫數。

在以往的高速飛機設計中，提高臨界馬赫數的手段是減小機翼厚度，但這降低了機翼的低速升力和飛機的起降性能，並縮小了機翼內部空間，影響載油量。而採用超臨界翼型的話就不必付出著些代價了。由於存在上述優點，目前超臨界翼型已經成為了大型客機和運輸機的時髦設計，波音747-8、767、777、787、C-17和空客A300、A350都採用了超臨界翼型，此外還有我國的運-20、ARJ-21和C919。

2、先進起落架設計

大飛機龐大的重量需要有超高強度的起落架來支撐。運-20的最大起飛重量達220噸，還要求能在條件惡劣的簡易機場起降的能力，所以該機的主起落架採用結構簡單的三組六輪多柱式起落架，向上收入機身兩側的起落架艙整流罩中。這種起落架結構比伊爾-76和C-17的旋轉90度收起方式簡單，不容易出故障，A400M運輸機也採用了類似設計。運-20的起落架採用超高強度鋼和鈦合金製造，帶動了我國在大型高強度鋼鍛件和鈦鍛件上的研究與應用，突破了國外的技術封鎖。

2017年4月29日，AG600在珠海進行了首次地面滑行試驗

AG600作為一種水陸兩棲飛機，除了能在水面起降外，還要具有在陸上起降能力，該機安裝了粗壯的前三點式起落架系統。之前我國研製的水轟-5雖然也有起落架，但只能用於地面滑行，強度並不足以支持起降。由於兩棲飛機船型機身的限制和耐腐蝕要求，AG600的起落架設計難度較大。最終該機採用前三點式起落架設計，雙輪前起落架向上收入前機身船身底部，主起落架向後收入機身兩側的整流罩鼓包中，超高強度鋼製造的前、主起落架都是雙輪形式。

3、計算機輔助設計

三劍客在研製中廣泛採用計算機輔助設計技術。C919在研製過程中使用「天河二號」超級計算機進行了高精確度外流場空氣動力參數的運算，還使用「魔方」超級計算機對C919的增升裝置設計進行了精細氣動優化，確定出飛機的先進氣動布局。

中國空軍運-20運輸機

運-20從首飛到列裝部隊僅用了3年半時間，這與該機在設計中應用基於三維模型的產品數字化定義技術(MBD)的無紙化設計師分不開的。與傳統設計方法相比，運-20的設計周期縮短40%，生產準備周期縮短75%，製造周期縮短30%。AG600在研製中採用製造管理信息化系統(TDRM)，逐步實現了所有工裝設計、製造、修理，文件發布，零件製造指令編製，零件製造統計等無紙化設計與全電子數據傳遞，大大提高了工作效率。

4、承載式風擋

運-20和C919都採用了先進的承載式風擋設計，這種風擋與機頭外形融為一體，在降低阻力的同時風擋玻璃也被作為承力結構的一部分，無需對風擋周圍結構進行補強，提高了飛機的結構效率，降低了整機重量。

5、先進複合材料

三劍客在製造中都廣泛採用複合材料以降低重量，提高性能。運-20的艙內部分內飾構件使用了阻燃玻纖增強環氧樹脂和玻纖增強酚醛樹脂預浸料複合材料，該機的複合材料用量在10%左右，在垂尾、平尾、方向舵、升降舵、襟翼、副翼、整流罩等處也使用了復材。

C919的第三代鋁鋰合金材料和碳纖維複合材料的使用量達到了8.8%和12%。

C919

據報道，AG600為了提高耐腐蝕能力也大量採用複合材料，但比例沒有公布。此外該機使用的JL-4A/1六葉螺旋槳的槳葉採用全複合材料製造。

但三劍客的複合材料使用比例與世界先進水平相比還偏低，假以時日，隨著我國航空復材的發展，三劍客必然能夠擴大復材比例，進一步減重增效。

研製大飛機的資金投入大、技術要求高、系統集成難度大、安全性要求高，是一個國家個國家工業、科技水平和綜合實力的集中體現。我國啟動大飛機研製項目對對增強綜合國力、科技實力和航空工業在國際上的競爭力具有重大意義。

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