鄭雙佳 呂鴻雁 蔡 銘 朱浩仁 謝天宇

（上海工程技術(shù)大學(xué)，中國 上海 201620）

0 引言

目前， 各國空軍都十分重視軍用運(yùn)輸機(jī)的研制與發(fā)展， 不斷加強(qiáng)空運(yùn)力量的建設(shè)， 采取研制生產(chǎn)新型運(yùn)輸機(jī)、 改進(jìn)改裝老式運(yùn)輸機(jī)等一系列措施， 以提高空運(yùn)能力[1-2]。 隨著信息時(shí)代的到來，現(xiàn)代戰(zhàn)爭對運(yùn)輸機(jī)遠(yuǎn)程快速機(jī)動(dòng)能力提出了更高的要求。 這對于軍用運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展既提出了挑戰(zhàn)， 也帶來了機(jī)遇。 軍用運(yùn)輸機(jī)正向著大型化、數(shù)字化、短距起落、直接送達(dá)、高生存性、低使用成本和“一機(jī)多能型”的方向發(fā)展。

本文展望未來軍用運(yùn)輸機(jī)可能的軍事需求和使用環(huán)境， 構(gòu)想未來戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)應(yīng)具備的技術(shù)和性能要求，提出了一種新型先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)。

1 新型軍用運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)

新型軍用運(yùn)輸機(jī)機(jī)翼采用大展弦比、15°后掠角、上單翼、下反角、外置翼盒,機(jī)翼翼下吊4 臺(tái)槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)， 后掠式水平尾翼、T 型尾翼， 仿虎鯨外形機(jī)身，前三點(diǎn)式可伸縮起落架， 起落架可旋轉(zhuǎn)90°變換布置形式。

1.1 機(jī)身

運(yùn)輸機(jī)機(jī)身采用了仿虎鯨的外形設(shè)計(jì), 機(jī)身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)為：（1）仿虎鯨的外形，線條流暢，氣動(dòng)性能良好；（2）增加了貨倉空間，增大了運(yùn)載能力，特別是運(yùn)輸大型裝備能力；（3）相對較高的機(jī)身設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了飛機(jī)的橫側(cè)穩(wěn)定性。 （4）機(jī)身頂部安裝脊鰭，可以改善后部的流線型，加強(qiáng)航向穩(wěn)定性。

機(jī)身前段為雷達(dá)艙、其后為駕駛艙、貨倉、機(jī)身尾部布置大型貨艙門，如圖1 所示。

圖1 機(jī)身結(jié)構(gòu)示意圖

運(yùn)輸機(jī)采用大面積復(fù)合材料減輕飛機(jī)重量， 提高飛行性能。 飛機(jī)結(jié)構(gòu)80%選用復(fù)合材料， 考慮貨艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，20%為金屬材料。

1.2 貨艙

2.1 貨艙采用雙層式設(shè)計(jì)， 可有效增大貨艙容量，該設(shè)計(jì)為多樣化的運(yùn)輸需求提供了不同的解決方案。展開貨艙中間的可調(diào)液壓翻轉(zhuǎn)隔板后， 貨艙被獨(dú)立分割成兩個(gè)部分。 上層可為作戰(zhàn)人員的活動(dòng)區(qū)域， 下層用來存放軍需用品及醫(yī)療擔(dān)架車等。

貨倉頂部設(shè)計(jì)有鋼索， 在隔板放下后鋼索勾住隔板上的小孔，可增加隔板的承載能力。 另外，隔板分為四段， 可分別打開以滿足不同的裝載需求， 如圖2 所示。

貨艙容量增大， 雙層貨艙設(shè)計(jì)提高了貨艙的利用率。

貨艙艙門設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于尾門打開方式。 貨艙尾門共4 扇。 空投中，尾門打開，左右兩片對機(jī)尾渦流起一定屏蔽作用，降低渦流影響，改善空投環(huán)境。

圖2 四段式的貨倉隔板示意圖

1.3 機(jī)翼和尾翼

使用柔性可變形翼面和可變形尾翼， 機(jī)翼前緣采用仿生外形設(shè)計(jì)， 有可上下滑動(dòng)的水平尾翼， 以及大面積的復(fù)合材料， 提高飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性能。 可變形翼面利用傳感器監(jiān)測飛機(jī)的升力特性， 自動(dòng)改變翼面形狀，進(jìn)而達(dá)到調(diào)整飛行姿態(tài)的目的。

可變形機(jī)翼使機(jī)翼結(jié)構(gòu)上簡化，減輕了重量，并且可以實(shí)現(xiàn)更為精確的操縱控制， 優(yōu)化了機(jī)翼的氣動(dòng)性能。

機(jī)翼前緣采用了座頭鯨的仿生外形（圖3）。 基于座頭鯨在追捕獵物時(shí)的特點(diǎn)， 在機(jī)翼前緣設(shè)計(jì)上，增加一排凸出結(jié)構(gòu)， 并可調(diào)整角度， 來改善大迎角氣動(dòng)特性，提高低空投放能力[5]。

圖3 機(jī)翼前緣采用仿生外形示意圖

水平尾翼采用后掠設(shè)計(jì)， 可改善飛機(jī)俯仰操縱特性。 T 型尾翼，水平尾翼面積相對較小，減阻與減重，同時(shí)提高飛機(jī)俯仰操縱的靈活性。 方向舵和升降舵也采用可變形復(fù)合材料， 與機(jī)翼類似， 利用可柔性變形舵面， 可實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)更為精確的俯仰和方向操縱，提高運(yùn)輸機(jī)的機(jī)動(dòng)性。

1.4 起落裝置

起落架可旋轉(zhuǎn)90°變換布置形式，同時(shí)，它們被設(shè)計(jì)為可伸縮式， 可升降起落架和起落架主輪橫向分布的設(shè)計(jì)使運(yùn)輸機(jī)能夠在未經(jīng)鋪裝的土地、 草地、 雪地起降。 采用縱向可伸縮起落架。 野外環(huán)境起降時(shí)，一定程度抬高起落架， 使發(fā)動(dòng)機(jī)更遠(yuǎn)離地面， 盡量避免發(fā)動(dòng)機(jī)吸入雜物，改善惡劣環(huán)境起降性能[6]。 內(nèi)部設(shè)計(jì)有機(jī)械結(jié)構(gòu)， 防止起落架自動(dòng)改變伸縮狀態(tài)， 提高機(jī)構(gòu)可靠性。 主輪為橫向分布的設(shè)計(jì)， 可有效增大機(jī)輪與跑道的摩擦力， 縮短滑跑距離， 使運(yùn)輸機(jī)適應(yīng)濕滑跑道。

1.5 動(dòng)力裝置

動(dòng)力裝置為四臺(tái)槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)， 使得運(yùn)輸機(jī)在較高飛行速度下可保持較高效率， 其低油耗可增大航程，并使運(yùn)輸機(jī)具備超低空投放能力[1]。

2 結(jié)論

該新型運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)，使其具有更大的載荷能力，可裝載大型軍事裝備， 具有良好的野戰(zhàn)起降能力，能夠?qū)崿F(xiàn)超低空投放， 具有更遠(yuǎn)的航程和更出色的短距起降能力。