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A400M军用运输机总体设计(图)

http://jczs.sina.com.cn 2006年10月11日 07:48 《国际展望》杂志
A400M军用运输机总体设计(图)

A400M军用运输机双机编队想像图

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  总体设计

  结构

  A一400M采用常规气动和局,悬臂梁式上单翼从机身上部穿过,其中央翼盒避开了货舱,可提高飞机机身容积利用率每个机翼上布置有2个双缝襟翼(起增升作川)和一个副翼(控制
飞机滚转),在机翼下表面装有4个襟翼导轨及其整流罩,而住机翼上表面则布置有5个扰流板;机翼前缘18度的后掠角有效提高了飞机巡航速度,而其4度的下反角也大大加强了飞机的横、航向稳定性;A一400M机翼内部共布置了7个油箱,总共可容纳50吨燃油;机翼下装有4台大功牢涡轮螺旋桨发动机,每台发动机的两副螺旋桨的旋转方向相反,既抵消了螺旋桨转动产生的扭矩,又改善,机翼升力分布,增加了机型升力系数。同时,由于翼下吊挂发动机距离机身货舱较远,不仅可以降低货舱噪音,在发动机故障或失火时,还可提高货舱的安全系数。

  A一400M的T型尾翼优点是平尾速度阻滞系数大,效率高,平尾相当于端板,同样起到提高平尾效率的作用,缺点是T尾结构重量较大,但是可以通过使用碳纤维复合材料的方式解决;A~400M垂垂尾面积较大,因此有着非常不错的航向稳定性。 A一400M运输机的机身呈圆柱状,拥有较大的机身容积,其货舱截面近乎正方形,内部结构能够根据货物、车辆和部队的运输或空投情况来灵活配置,机身侧面前后各有一个伞兵空降专用舱门,4个宽敞的出口可以在很短时间内空投全部伞兵。

  新型运输机采用液压收放前

三点式起落架,6轮式主起落架可收入机身两侧的起落架舱内,采用多轮式起落架可有效减轻对跑道的压力,配合起落架良好的下蹲能力可使A-400M轻松在野战机场起降。材料A一400M运输机J二复合材料的用量占结构全重的35%一40%,令业界颇为瞩目的是在A-400M上,虽然机身仍用传统的铝合金制成,但碳纤维复合材料已被用于一些主承力结构,而其他运输机上的复合材料用量最多不会超过结构重量的8%,而且主要用在操纵面及次承力结构上。

  A一400M机翼面积达221.5平方米,尾翼、腹鳍及飞行操纵面均采用碳纤维复合材料制造。除机翼前缘、前后缘支承结构及铰链采用铝合金外,其他的活动表面及中央翼盒与外翼盒接头的某些部件也均为复合材料。只有翼身接头采用钛合金制造,并用螺栓以双钩环固定,以保证在断裂时有双余度保险。A一400M的机翼蒙皮与加强筋组成一体、翼肋组成一体固定在碳纤维复合材料翼梁上,翼肋则仍采用铝合金制造。热塑性复合材料在A一400M上也开展了广泛的验证工作,如碳/PPS制造的副翼翼肋和单向碳纤维/PEEK制造的油箱口盖等。另外,A一400M的后货舱门以及螺旋桨也采用了高强度复合材料。碳纤维机翼的重量是等强度铝合金机翼的75%一80%。碳纤维结构有利于维护,且避免了金属疲劳。空中客车公司正在从事一项为期4年的重要计划——开发全碳纤维复合材料机翼,目前已制出6.2米的翼盒验证件。

  碳纤维机翼是用模塑法制造的,放在直径3.5米或4米、长20米的热压罐内加压固化。模具材料可用碳纤维复合材料或不同的金属,关键是要求具有相同的热膨胀系数。目前A一400M的复合材料部件制造工艺尚未完全确定,有些小区域内可能用树脂转移成形(RTM,主要用于复杂的中小批量制造),仉机翼、尾翼及操纵面一般要用预浸带制造。在A一400M的复合材料制造中,广泛采用了计算机辅助制造软件,如美国维斯特吉(Vistagy)公司已向土耳其航空航天工业公司销售了光纤(Fiber)SIM软件并提供服务,TAI公司是空客的合作伙伴,正在其CATIAV 5CAD模拟环境中利用该软件为A一400M军用运输机设计副翼及扰流片。

  动力系统

  A一400M的发动机制造商是由罗一罗、斯奈克玛、MTU以及ITP组建的欧洲涡桨发动机国际公司,该公司开发的TP400一D6发动机是基于法国斯奈克玛公司M88发动机(已被法国阵风战斗机选用)核心机技术生产的。已经于今年8月在德国MTU首次试车。TP400-D6是迄今为止欧洲制造的最大涡桨发动机,其输出功率达10000轴马力(7450-9760千瓦),采用了综合模块化设计。这种发动机的创新之处在于采用了三轴式设计(即设置有高、中、低二级压气机),增加了一个中压压气机,比候选的M318发动机方案有更高的燃油效率和可靠性。

  据A一400M的设计师介绍,TP400将采用双通道数字式全权引擎控制系统(FADEC)。TP400可满足飞机速度要求,而重量却减轻15%,燃油也可节省20%。在使用方面,涡桨发动机所具有的换向能力可确保A一400M在全部载荷情况下能使飞机沿2%的斜坡后退。

  TP400-D6采用的Ratier—FigeacFH386螺旋桨叶片采用碳纤维复合材料制成,直径5.33米,最大转速842转/分;翼尖速度290米/秒(0.68马赫)。其表面覆盖着聚氨酯敷层,用以保护叶片不受腐蚀;在螺旋桨叶片的前缘装有电除冰装置;而在螺旋桨叶片的外翼段还覆盖着镍保护层,同样起到防腐蚀的作用。

  螺旋桨的控制系统并入发动机的FADEC系统,这样可以大大减轻飞行员的工作负担。FADEC可以制动调节叶片螺距角,使螺旋桨的转动效率达到最佳。该控制系统还能自动检测引擎的故障。货运系统A一400M的货舱尺寸为23.2米×4米×3.85米,容积356立方米。货舱内部可以根据执行任务的不同来进行改装。在货舱顶部设有负荷达5吨的起重装置,可以方便地进行货物的移动和摆放。它的货物装卸系统具有很高的自动化程度,只需一名装卸人员就能根据不同任务需要来安排货舱最佳装货方案,并控制货物空投精度。A一400M可以在几分钟内将38吨货物全部空投完毕。

  A一400M在运载大型装备时的备选方案包括:前后安放2架阿帕奇或l架超美洲豹直升机;并列两排运载共6辆越野路虎吉普(每辆均带有一个0.75吨拖车)运载两辆LAV—III轮式步兵战车;运载3辆M113装甲运兵车;一辆M一109 155毫米自行火炮(附带备用炮弹);运载两辆7吨重型卡车等。

  A一400M货舱具有极大的使用灵活性,A一400M可同时运载9个标准军用集装箱和54名全副武装的士兵;也可运载1 20名全副武装的伞兵;在执行战场救护任务时,该机还可同时运送66副担架和10名医务人员。

  机载设备

  A一400M运输机将完全采用电传操纵(FBw)系统,使飞机在整个飞行包线内具有反应迅速操纵灵活的特点。飞行员利用多功能交互式

液晶显示器,通过鼠标来调用各种飞行信息,下达飞行控制指令。为了控制研制成本,该机所装备的电传操作系统,由空中客车民用机公司在民机的基础上开发。同老旧的C一130和许多购买国家正在使用的C一160飞机比较,这代表了技术上的一个飞跃。

  A一400M运输机的座舱可容纳两名机组成员,必要时可以多承载1人,负责特定任务操作。为避免飞行员与各显示器之间的视界受到影响,油门控制杆放置在两名飞行员位置的中间,体现了良好的人一机工程学。A一400M运输机的座舱内配有先进的航电系统和飞行控制系统,安装有适合于夜视条件下使用的6个多功能显示器和两个平视显示器,另外座舱内还为飞行员配备了能够增强夜间观察能力的先进驾驶员头盔。为了确保全天候执行任务,并在靠近作战地域进行空运和空投,A一400M运输机采用了比较完善的通信、导航等电子设备,罗克韦尔一柯林斯公司将为A一400M提供HF一9500高频通信系统。HF一9500具有全球安全通信能力,操作简单方便;而A一400M的合成航空电子设备模块则源自空中客车公司的A一380客机,由泰利斯公司和迪尔宇航公司进行改进和研发。

  A一400M防卫装备包括雷达报警器、导弹发射报警器和诱饵发射装置,此外飞机还安装了专用装甲和防弹挡风玻璃来保护飞行员。A一400M的发动机应用了降低红外辐射特征的装置,而飞机的燃油系纷也应用了先进的填充惰性气体抑爆技术来提高飞机的生存性。除此之外,A一400M机翼下的多个外挂点可以用于安装电子对抗吊舱,进一步提高综合防御能力。

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