太猛了!看世界上最大的飞机 全世界仅两架

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61楼z64789

美国最大的C5运输机:

C_5 “银河” 是美国空军的亚音速战略运输机, 主要用于运送大体积重型武器装备、人员

和其他军事物资,并与C-141军用运输机相配合组成混合空运力量。

C-5飞机1965年9月开始研制,1968年6月首次试飞,1970年春开始装备部队。美国空军两次共订购120架,后削减为81架,至1973年5月全部交付完毕。

C-5A投入使用后,发现其机翼后梁出现裂纹,美国空军决定将现役的77架全部更换机翼,这项工作已于1987年中期完成。

1982年夏开始研制C-5B

1985年9月10日首次试飞。美国空军订购29架。


1986年1月8日首次交付美国空军第443军事空运大队使用,至1987年底共交付25架

美国空军于1987年又增购21架,共50架,现全部交付完毕

目前,C-5只有A、B两种型别,都在服役中。C-5B新型战略运输机装4台涡扇发动机,单台推力19510公斤,总推力78040公斤。机组乘员5人,机舱容积56.91立方米+170.46立方米+985.29立方米.


总容积1212.62立方米。最大起飞重量379657公斤,最大载重量 131995 公斤,最大平飞速度919公里 /小时,经济巡航速度833公里/小时(高度7620米),实用升限10895米,最大载重航程5526公里。一架C-5B可运载2辆M1艾布拉姆斯主战坦克,或16辆 3至4吨卡车,或1辆M1坦克和2辆布雷德利装甲车,或 6架AH-64A 武装直升机,或10枚潘兴式导弹及发射车,或350名全副武装的士兵C-5B与 C-5相比,它的最主要的特点是飞机有效载重更大,采用了更大功率的发动机,机载设备也更完善。以 C-5 和 C-141 为主力的美国空军军事空运部队已多次执行紧急空运任务。


64楼z64789

为了满足欧洲各国对A400M军用运输机提出的一系列要求,设计人员不仅对总体布局、货舱结构和装卸系统等方面进行了精心设计,前瞻性地采用“宽体化”设计,增加了货舱容积和装载效能,并改善了结构坚固性、任务适应性和短距起落性能,还采用了空客民用客机的电传操纵系统和驾驶舱设计。 总体布局 A400M采用悬臂式上单冀和T形尾翼式的常规气动布局,机冀采用超临界翼型设计,后掠角为18°机翼下装有4台功率达11000轴马力的TP400-D6涡轮螺旋桨发动机,这是西方目前功率最大的涡轮螺旋桨发动机。每侧机翼的两副螺旋桨旋转方向相反,既可以抵消螺旋桨转动产生的扭矩,又改善了螺旋桨滑流对机翼升力分布的影响,增加了机翼升力系数。凭借优秀的气动设计和功率强大的发动机,A400M的巡航速度高达0.68~0.72马赫,与装用涡扇发动机的大型运输机相比也不遑多让。为了适应在野战机场起降,A400M采用承载力强的多轮式前三点起落架。前起落架为并列双轮,主起落架为串列式6轮,左右共12个轮子,宽达6.2米的主轮距和低压轮胎有利于飞机在前沿野战简易跑道上起降和转向。

货舱 军用运输机的最主要用途就是执行空运任务,投送运载各种军事装备和人员。从这个意义上来说,军用运输机就是围绕着货舱来进行设计的。为满足欧洲各国针对可装运大型武器装备这一“重点要求”,A400M的机身/货舱结构设计与C-130、安-12等传统的战术运输机有很大不同。过去受材料和设计制造水平所限,军用运输机的机身/货舱横截面形状一般多以圆形为主,虽然在设计和制造工艺上难度较低,但货舱内空间的利用率不高,特别是在装载大尺寸货物时货舱的两侧浪费空间很多。稍后面世的一些大型运输机为了提高运送兵员的效能,进行机身/货舱结构设计时在圆型机身横截面的基础上作以改良,派生出双泡形。这样就可设计成双层货舱地板,或是可以加装一层地板隔为双层舱。如伊尔-76的货舱尺寸是20米×3.45米×3.4米(长×宽×高),单层货舱时可运载145名全副武装的士兵,或125名伞兵。当加装双层舱板后可运载225名全副武装的士兵,上层乘载80人,下层乘载145人。而以运载大型装备为主要任务目的的C-5A“银河”战略运输机和安-124战略运输机,针对重型装备装载问题在设计上作了进一步“变通”,机身横截面设计成上面窄下面宽、底部扁平的“梨型”,这样可以降低货舱地板高度、增加货舱宽度,以便于大尺寸重型装备的装卸。从最初的圆型到后来的双泡型和梨型,虽然各国的设计师不断进行设计优化,但始终都是基于对圆型机身横截面进行改良,货舱空间利用率不高的问题仍未能得到根本解决。

货舱尺寸按地板宽度要求设计以后,机身截面面积有较大的浪费,在阻力上需要付出可观的代价,重量上多余尺寸部分虽然是死重,但是在当时的条件下比针对应力集中的加强还是相对可以接受。而A400M的货舱横截面形状与以往的各种战术运输机不同,其机身结构经过计算机仿真模拟分析后,设计为顶部圆型,两侧微弧而圆角过渡到平直底边的横截面形状,货舱则为四角修圆的近似方型横截面形状。这样可在最小机身尺寸/结构重量的前提下,尽可能地加宽和加高货舱横截面尺寸,以获得最大的货舱空间利用率和大型装备装载能力。采用较方横截面形状设计的另一大好处,就是因为机身底部扁平,所以货舱地板离地高度可以大幅度降低。在装卸小件散货时,放平尾部大货舱门兼货桥,就正好可以与运送物资的卡车对接,直接利用货桥和货舱地板上的传送带、滚棒和机内吊运装置更快速的完成装卸。而在装卸大型车辆时,因为货舱地板离地高度低,再加上主起落架具有“下蹲”功能,可以进一步降低货舱地板高度,所以货桥放下后的坡度就很小,这对于大件货物的装卸特别有利。

虽然将机身设计成近似于方型横截面形状能在货舱空间利用率上获得最大化的益处,但是其也存在一个严重的问题―机身应力都集中在底部两侧的角上,这在结构强度设计上是个很大的难题。空客设计师们针对这一难题,在机身载荷较大的部位采用高强度钛合金来设计加工零部件,并利用计算机仿真模拟分析,对两个角修圆以减轻应力集中,针对应力传递方向优化设计加强结构。经过优化设计的A400M具有不低于30000小时的服役寿命,在装载37吨货物时过载限制为2.25g,在装载31.5吨货物时过载可达2.5g,并有很高的结构损伤容限。

A400M的货舱长度为23.2米(含货桥),货舱高度为3.85米,货舱地板宽度为4米,货舱容积达356立方米,比C-130J的货舱容积还要高出两倍。A400M的“宽体化”货舱甚至比C-141运输机的货舱宽度和高度还要大得多,并且机翼的中央翼盒避开了货舱,从机身上部穿过,不会占用货舱内部高度。为便于大型装备的装卸和空投,A400M的尾部明显上翘,并采用两扇货舱门,前货舱门放下后作为装卸货桥。货桥长5.4米、宽4米,可在货桥上堆放6吨重的货物,后货舱门向内向上打开。在侧舷突出部的后端装有两个液压操纵的支撑设备,以防止装运重型货物时飞机“后翻”。除机尾的大货舱门外,A400M机身上另有四个门,每侧两个。前机身两个门左边是机组乘员登机门,右边是应急出口,机翼后的两个侧门可用于空降伞兵。在驾驶舱和货舱的顶部还布置了3个应急出口,并可作为通往机翼上翼面的检修通道。

宽体化”的货舱设计使A400M的装载能力非常出色,根据不同的任务需要,货舱内部只需要一人就能在很短时间内就完成改装,安排最佳的货物装运固定方案。在运载大型装备时,货舱内可以前后串列安放2架“阿帕奇”或1架“超美洲豹”直升机,装运装甲车辆等装备时可以装运1门M109A6自行榴弹炮或装运3辆M113装甲输送车;运送兵员时可乘载120名全副武装的士兵或伞兵,此时座椅为四排纵向排列,靠货舱壁的两排座椅通过绞链安装在舱壁上并且可以折叠收起来,中间的两排座椅可完全拆除;装运集装箱时可运载9个2.235×2.743米的标准集装箱,或以货盘在中间、人员靠舱壁乘坐的布局混合装运9个货盘和57名兵员。在执行战场救护任务时,该机可同时运送66副担架和10名医务人员。此外,机上还留了一块地方作为特殊医务处理用的幕帘区,可作为机上临时手术间。在货舱内,除设有一个固定的洗手池外,还设有两个固定的遮蔽式小便池,可谓是“人性化”方面考虑得非常周到。

A400M的货舱比C-130更加短粗,可用空间大幅提高,容积几乎是C-130的2倍在A400M货舱地板上布置有系留环、导轨和滚棒系统等机内自装卸设备,这些设备一直延伸到尾门货桥上,在不需要时可以把滚棒/系留环系统隐藏在货舱地板下,并可选装用于3.175米宽民用标准货盘的滚棒/系留环系统;在货舱的前端,飞机中线地板下的位置配有一台重型绞盘,用于牵引重型物资的装载。特别值得一提的是,在A400M机身后部装有一台最大起吊重量为5吨的起重机,其滑轨一直延伸到尾货舱外机尾处,能够直接从地面或从各种高度的卡车上吊装所有军用货盘和散装货物,货运员利用一个手持式遥控装置即可操纵这台重机。目前,只有A400M才具备这种不依靠外部保障机械设备既可装运货舱外货物的能力。

为了提高装运效能,A400M配备一有“自主式货舱操作系统”。该系统具有很高的自动化程度,可以精确测量出飞机在装卸载荷时所引起的重心变化,在地面装卸阶段就自动计算并在货运员工作站的显示器上标出最佳装载位置。“自主式货舱操作系统”与货舱内装卸系统相结合,在完全无机场保障设备的前提下只由一名货运员就能高效完成所有货物的装卸,而无须地面人员协助。在世界各国所有型号的运输机中,只有A400M和美国C-17才配备有这种高度自动化的货舱载荷管理系统。

机翼/尾翼 在A400M运输机上,复合材料占结构重量的比例达35%~40%,特别是机翼,碳纤维复合材料占机翼结构重量比例高达85%,开创了使用复合材料为主要材料制造大型运输机机翼的先例。采用碳纤维制造的机翼,重量是同等强度铝合金机冀的75%至80%,并且不会产生金属疲劳,先进复合材料的广泛应用对于减轻结构重量相当有利。在A400M的复合材料设计和制造中,广泛采用了计算机辅助设计软件,如土耳其航空航天工业公司就使用美国维斯特吉公司的Fiber SIM软件来进行设计。土耳其航空肮天工业公司作为空客A400M项日的签约合作方,在CATIAV 5CAD模拟环境中利用该软件为A400M运输机设计了副翼及扰流片等气动控制面。

A400M的机翼除前缘、前后缘支承结构及铰链采用铝合金外,其气动舵面、机冀蒙皮、桁条以及中央翼盒与外城盒接头的某些部件也均为复合材料。但为了确保强度安全,A400M机翼与机身的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。该机冀蒙皮与加强筋组成一体固定在碳纤维复合材料翼梁上,翼肋仍采用铝合金制造。因为其主要受压应力,此时用复合材料与用铝合金并无大的不同。除机翼外,A400M的尾部货舱门、起落架舱门、整流罩以及螺旋桨也采用高强度复合材料来制造。目前,空客公司正在进行一项更为“大胆”的重要计划―研制全碳纤维复合材料机翼,并已制造出6.2米的翼盒验证件。

为了获得0.72马赫高速巡航飞行时的气动性能并兼顾好低速性能和操纵性,A400M的机翼并没有采用以往战术运输机常用的平直机翼,而是设计了为适合高亚音速飞行的超临界翼形后掠机冀,机翼后掠15°,并有4°下反角。在A400M机翼的内部布置有7个油箱,总共可容纳640000升燃油;在每侧机翼上有一块外侧副翼、四块用于滚转操纵和减速的扰流片和两个双缝襟翼,这些气动舵面也均为复合材料制造。在外翼下方设有4个武器挂架,可用于挂装电子对抗吊舱或其他装备。

除大容量的机冀油箱外,A400M也可以通过固定在机头上方的受油管来进行空中加油。根据飞行任务的性质不同,这根受油管可以很方便地拆下或重新安装。值得一提的是,A400M飞行速度从最小的240公里/时到0.72马赫的最大巡航速度,所覆盖的飞行速度范围很大,因此改装为空中加油机后既可以为直升机进行空中加油,又可以为战斗机进行空中加油。目前除该机和安-70外,其他任何一种运输机改装为加油机后都做不到这一点。与C-130、伊尔-76等运输机改装成加油机就必须回厂大改不同,A400M只需要利用简单的外场工具,在两个小时内就可以把两个软管加油吊舱装配到机翼的多功能连接点上,并在货舱内装上一套中轴线货盘固定式软管加油装置。为了加大供油量,还可以在货舱内加装一个容量为13吨的附加油箱。

A400M运输机尾翼为高置丁型尾翼布局。由于A400M的发动机采用翼下吊挂安装,后机身的气流受到螺旋桨或其他结构的干扰,如果尾翼采用常规布局则无法满足对平尾结构气动效率的要求。而采用T型尾翼,水平尾翼处于机翼气流波动范围之外,高平尾在飞行状态时受机翼下洗流的影响最小,动压损失也最小,垂尾展弦比和根梢比也比较小,大大改善了水平尾翼的气动效率。另外,因为水平尾翼高置于垂直尾翼梢部,既可起到垂直尾翼端板的作用,减少垂直尾翼面积,又因为垂直尾翼的后掠可使水平尾翼获得较长的力臂,降低平尾面积。这样既降低了阻力,又减轻了结构重量,还能减少在地面装卸大型货物和装甲车辆时平尾被碰伤,或螺旋桨刮起的地面异物对水平尾翼造成损坏的可能性。

与常规布局相比,高置丁型尾翼结构设计有其明显优势,但是其力臂较长,所以要求垂尾结构具有较大的扭转刚度。为了保证足够的结构刚度,A400M的T型尾翼设计为加强结构,并大量采用复合材料,碳纤维复合材料占结构重量比例高达97%~98%。垂尾主要由一个三粱主盒段、一个可拆卸的前缘、后缘隔板和一块方向舵组成,垂直尾翼的根部与后机身上一个机械加工的平直翼面连接。除了垂尾前缘和铰链,所有这些结构部件主要由复合材料制造。垂尾前缘是金属/复合材料的复合型部件,可改善抗冲击和防腐蚀性能,在垂尾翼尖装有预警保障措施短舱。方向舵是带铝合金铰链连接肋的碳纤维加强型结构,由两台液压伺服作动筒和一台电动马达驱动。A400M的垂尾面积较大,有着非常不错的航向稳定性。水平尾翼为铝合金中央结构翼盒和两个复合材料的外侧盒段结构,中央盒段为水平尾翼与垂直安定面的连接提供安装固定结构。水平尾翼两侧各有一块升降舵,其主结构也采用了碳纤维复合材料。

A400M拥有号称西方最大的涡桨发动机发动机 在A400M发动机选型的最初阶段,有多家发动机厂商向空客军用飞机公司送交标书,其中有斯奈克玛、MTU和菲亚特联合研制的以M88-2发动机为基础发展而来的M138涡轮螺旋桨发动机;BMW和罗尔斯·罗伊斯以BR-715为基础发展而来的涡桨发动机;加拿大普拉特·惠特尼公司以PW800涡扇发动机为基础发展而来的PW180涡轮螺旋桨发动机。

从发动机需要的数量来看,仅由发起国订购的180架A400M就需要750多台发动机,按空客公司的市场分析,其销售量远不止于此,实际上发动机的总需求量要大得多,这个大订单谁看着都眼馋。面对来自全球最著名的发动机厂商之——普拉特·惠特尼的竞争压力,2000年9月,斯奈克玛、罗尔斯·罗伊斯、MTU和菲亚特四家公司签署了合作协议,充分利用各自参加竞争的发动机方案和现有技术,共同出资组建欧洲国际涡轮螺桨发动机股份有限公司(EPI),推出为A400M运输机新设计的TP400-D6涡轮螺旋桨发动机方案。斯奈克玛公司总裁兼总席执行官琼-保罗·贝查特公开发表声明,说这将是欧洲的发动机用于欧洲自己的飞机,他们很难相信和接受A400M会装用非欧洲的发动机。普拉特,惠特尼也不甘示弱地表示,如果空客选用PW180的话,该发动机将以高度欧洲化的方式进行研制、生产和实施后勤保障,以示拿下这块“大蛋糕”的决心。2003年5月,空客军用飞机公司最终选择下TP400-D6作为A400M的发动机,罗尔斯·罗伊斯公司负责最后的总装。

采用罗尔斯·罗伊斯先进的三轴结构也使技术风险大大增加TP400-D6为三轴设计,其输出功率高达11000轴马力,是迄今为止西方国家制造的功率最大涡桨发动机。它以法国“阵风”战斗机的M88-2发动机核心机为基础,采用BR700-TP方案的进气口、三级低压涡轮和减速齿轮箱,瑞达700涡扇发动机缩小比例的五级低压压气机、中压涡轮等单元组合而成,并增加了一个中压压气机。总体来看,凭借斯奈克玛、罗尔斯·罗伊斯、MTU和菲亚特这四家公司在航空涡轮发动机领域雄厚的实力,TP400-D6采用现有发动机各单元体来进行优化组合的设计是一种可行性很高的方案,而且比最初供候选的M138发动机方案有更大的功率提升潜力、更高的燃油效率和更好的可靠性。

该发动机采用双通道全权限数字式发动机控制系统(FADEC),具备非常完善的发动机控制与动力管理功能,具有自动功率/自动油门、自动和手动的启动程序、自动再点火、内置式测试等各种状态监测与保护功能,以确保发动机能在各种恶劣条件下都能安全稳定的运行。在发动机进气道中配有加热除冰装置,进气道经过优化设计后,在最大限度地减少了气流畸变和压力损失的同时,还保留了良好的颗粒分隔能力,这对于A400M运输机在未铺砌或仅经过简单平整铺砌的前沿野战机场上起降尤为重要。发动机排气管采用热辐射抑制设计,将排出的热气与发动机吊舱的冷却空气混合,可减少红外辐射以提高战场生存概率

A400M的设计巡航速度为0.68~0.72马赫,是西方国家飞行速度最快的大型涡轮螺旋桨飞机。要达到这么快的飞行速度,一个很大的难题就是螺旋桨转速过高导致桨尖速度过快而很容易失速,并会产生很严重的喘振和噪音。设计人员通过计算机模拟、风洞试验和飞行平台验证,从五种配置方案中选取最优化的桨叶叶型和螺旋桨直径,采用又薄又宽、前缘尖锐并带有后掠的大曲率先进三维后掠桨叶叶型。从剖面来看,这种叶型近似于典型的超音速机翼的剖面形状,其高亚音速性能非常出色,即使是在接近0.8马赫的最大飞行速度时仍有良好的推进效率,而此时的振动和噪音污染也完全符合以严格著称的欧洲适航认证标准。另外,设计人员从空气动力学角度对桨毅、发动机短舱和机翼进行一体化设计,使阻力和噪声达到最小。

A400M运输机所采用的FH386型螺旋桨由法国拉蒂埃·菲雅克公司负责制造,为单件金属毂心、8片碳纤维复合材料叶片结构,螺旋桨直径5.18米,巡航飞行时桨尖速度为198米/秒,起飞时桨尖速度为228.6米/秒。FH386型螺旋桨的桨叶由碳纤维梁和复合材料外壳结构组成,桨叶表面覆盖了一层聚亚氨脂膜敷层以防腐蚀。桨叶前缘装有电加热除冰装置,前缘外表面还有一个镍制防护罩,以保护桨叶不会因外来物的撞击而受伤,并起到防腐蚀作用。

特别值得一提的是,在过去各型涡轮螺旋桨飞机中,螺旋桨和发动机的控制系统各自都是独立的;而A400M将螺旋桨的控制系统也综合到全权限数字式发动机控制系统中,这在世界航空史上也是首次。该控制系统能自动控制桨叶的运行状态,使螺旋桨始终保持在一个恒定、最佳的效率速度,并具有过速保护、喘振监测和恢复、螺旋桨自动变距和自动顺桨功能。虽然这种大胆的设计可将发动机与螺旋桨的性能匹配发挥到最佳,但因为发动机控制系统软件包含了对螺旋桨的控制,其复杂程度甚至比A380发动机控制系统还要高出数倍。涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机在工作特性上有着很大不同,由于螺旋桨直径较大,转速比发动机涡轮低,还要有变距、反桨等控制功能,因此发动机控制系统和螺旋桨控制系统在控制率上完全不同。要想将这两个特性完全不同的控制系统综合为一个整体发挥出最佳效能,其难度可想而知。

因为技术难度过大,欧洲国际涡轮螺桨发动机公司没能按预定进度完成发动机控制系统的编写,结果原本定于2007年3月份将TP400-D6发动机装在C-130K空中试车台上开始进行的飞行测试被推迟。这一下就打乱了空客公司的进度安排,致使A400M的首飞日期被拖至2008年9月份,首架交付日期也将比计划推迟6个月,总延迟时间可能高达12个月。飞机延迟交付拖得越长,A400M项目的研发成本也随之涨得越高,将会给空客公司带来很严重的预算超支问题。这次延误迫使欧洲国际涡轮螺桨发动机公司高层管理人员改组,总经理何赛·马森被炒了鱿鱼,罗尔斯·罗伊斯公司防务分部负责军品及直升机的主管尼克·杜伦接任倒霉的何赛·马森留下来的职务。直到A400M正式下线的前16天,TP400- D6发动机才装上C-130K飞行试验台上进行了首次地面运转测试。

虽然发动机控制系统拖了进度的后腿,但从性能角度来看,A400M采用涡轮螺旋桨发动机还是受益良多。涡轮螺旋桨飞机在起降性能上“天生”就具有一定的优势:因为螺旋桨的高速滑流流过机翼上表面而产生的切洗作用,低速时可增大机翼升力,不必像涡扇运输机那样要设计动力增升装置:而在着陆时,涡桨发动机所具有的“反桨”能力可缩短着陆滑跑距离,也不需要设计发动机反推装置。凭借PT400-D6发动机强劲的功率和先进的气动设计,A400M的巡航速度几乎和涡扇运输机一样快。与涡扇运输机相比,在相同载荷情况下A400M的起飞重量要轻15%,油耗节省20%,起飞着陆性能却更出色。A400M在标准国际大气压+15℃和914米海拔高度的条件下,以最大起飞重量起飞时起飞场长小于一公里,最大着陆重量时着益蓄陆场长小于600米,至在最大起飞重量时可在2%的坡度上向后倒退。A400M运送30吨重量货物时任务半径可达2450公里,从巴黎起飞可达欧洲全境以及非洲北部然后再返航;运送20吨货物时任务半径可达3550公里,从巴黎起飞可达中东、俄罗斯腹地以及非洲中部;在飞机空载的情况下,任务半径甚至可达4900公里远,相当于从德国法兰克福直飞中国乌鲁木齐然后再返航;作空载转场飞行时,航程高达9445公里,从巴黎起飞几乎可以达到世界上任何地点。完成上述飞行任务后,机上还有5%的剩余燃油。

为了能适应全球各地所有条件复杂的机场,A400M运输机的起落架设计为承载能力极强的多轮小车式前三点起落架。前起落架为并列双轮,主起落架则采用了三减震支柱小车式起落架,每个大行程摇臂式减震支柱布置并列双轮,左右共12个机轮。与之相比,就算是C-17这样“大家伙”的主起落架也仅仅采用了双减震,由此可见设计人员对于A400M在恶劣条件场地上起降能力的重视。主起落架上的刹车机构用了多达12个碳-碳刹车盘,这种刹车机构能作差动作动,协助飞机进行地面转弯。通过发动机差动反桨和主起落架的差动刹车,A400M运输机可在30米宽的跑道上作180°转向,并在60×60米的停机坪上运动而不会碰撞到其他飞机或障碍物。A400M宽达6.2米的主轮间距及低压轮胎,使得它可以直接在道面条件“恶劣”的前沿野战机场起降,甚至可在仅经过简单平整的硬土地面上起降。

驾驶舱/航电系统 得益于空客公司在大型民用客机设计经验上多年来的深厚积淀,A400M的驾驶舱和航电系统大量引用了空客A系列客机的先进技术和“人性化”设计概念。A400M驾驶舱为双层、双人制驾驶模式,内部空间设计得非常宽敞,机组乘员即使穿戴上“三防”防护服在驾驶舱内也不会感觉拥挤。上层舱为驾驶员驾驶舱,下层舱设有货运员座位,两层舱之间有楼梯相连。宽敞的上层驾驶舱内必要时还可以增加一名机组乘员,负责复杂战术任务时特定任务的操作,并为第四名机组乘员预留了空间。A400M驾驶舱的风挡也作了特别设计优化,拥有目前军用运输机中最宽广的视野。驾驶员透过风挡能看到所有4个螺旋桨和两侧翼尖,在急剧下降过程中有非常出色的向下和向前的视野,而且在地面机动过程中也大大提高了操作效率和安全性。空客公司是设计制造民航客机“出身”,对于如何才能使乘员在长途飞行时更舒适这方面颇有心得,在A400M的设计上充分体现了这点:除了在驾驶舱的后部设置有厨房设备和为长途飞行时驾驶员休息用的铺位外,空客的设计人员甚至还在下部舱内货运员位置的边上配置了两个男女性都适用的商用标准厕所,真可谓考虑得无微不至。

充分引入商用标准设计的座舱先进且舒适A400M的“玻璃”式驾驶舱设有六个全彩液晶大屏幕显示器,每个驾驶员座位的前上方各装有一个可向上折叠收起的平视显示器(HUO)。与一般军用运输机不同的是,平显是A400M的主飞行显示器,可显示飞行姿态、航向、航迹和高度等信息,并在着陆、空投、超低空飞行和空中加油等需要驾驶员高度集中精力时显示着陆引导标示、空投引导标示和威胁告警信息,可让驾驶员不必将视线移至他处就可对基本的飞行状态信息一目了然。六个尺寸相同的全彩液晶大屏幕显示器设置在仪表板上,各显示器的功能可互换。最外侧是主飞行显示器(PFD),显示的信息除与平显相同外,还显示自动驾驶仪系统的工作模态和一些辅助信息;稍内侧是导航和战术显示器(NTD);中间左侧的显示器为发动机状态和告警显示器(EWD),主要向驾驶员显示发动机的运行参数和提示告警;中间右侧的是系统显示器,显示常规系统以及诸如自卫、货舱和空中加油等军用系统的相关提示信息。在中央操纵台上设有两套大尺寸全彩色多功能控制和显示装置(M**U),并在操纵台后可为第三名机组乘员选装第三套相同的多功能控制和显示装置。驾驶员通过该装置来获取或修改自动飞行任务管理系统信息。座舱内还为驾驶员配备了能够增强夜间观察能力的先进驾驶员头盔,另外还配有机载摄像机,机组乘员可选择在任何一台显示器上查看机载摄像机的视频信息。特别值得一提的是,为避免驾驶员观察仪表板的视界受到影响,A400并没有采用过去大型运输机通常采用的驾驶盘,而是引用已在A320A340系列民航客机上的“侧杆式”驾驶杆设计。这样的设计可以彻底腾出驾驶员座席与仪表板之间的空间,做到真正的无遮挡。目前,只有A400M这一种大型军用飞机采用了“侧杆式”驾驶杆

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,A400M运输机采用了比较完善的通信、导航等电子设备。导航系统包括集成在GPS系统中的惯性参考系统(ISR),综合了风切变和地形跟踪能力的气象雷达,无线导航装置包括仪表着陆系统、甚高频全向信标(VOR)、测距仪(DME)、空中交通管制接收机(ATC)、自动定向仪(AOF)和战术空中导航系统(TAC安)。两台通信处理计算机与飞机的任务管理系统相联结,通过标准1553B和ARINC429数据总线来交换数据。数据传输能够通过加密的HF或V/HF波段实现,也可选装卫星通信设备。

A400M运输机采用四余度数字式电传飞控系统,使其在整个飞行包线内具有反应迅速、操纵灵活的特点。在作战空域中进行紧张的机动飞行时,电传飞控系统可防止飞机超出最大允许飞行速度、过载极限或失速迎角,从而减轻了驾驶员的工作负担,实现“无忧虑操纵”,即使在危险区域作3048米/钟的大角度急剧机动下降时也可以控制得更加安全。为了控制研制成本,该机所采用的电传飞控系统在空客公司民用A系列客机的基础上移植开发而来。另外,A400M运输机还配置了一套先进的自动飞行系统(AFS),与飞机的导航和控制系统相连接。该系统的核心是两台飞行管理导引和包线计算机(FMGEC),这两台计算机接收来自所有导航传感器、飞行和发动机控制系统以及专门的军事任务管理计算机(M-MMC)的信息,能根据输入的任务参数自动规划出最佳飞行航线等引导信息,并在巡航飞行、重型货物空投、超低空飞行和超低空空投等对飞行姿态控制有很高要求时提供高度精确控制的自动驾驶功能。

先进的飞行姿态控制系统使A400M具有一流的低空操纵性,足以胜任低空重载空投军用运输机进行重型装备空投和大量货物的连续空投时,都存在因为货物在机舱内快速移动导致重心变化过大而产生的剧烈震荡扰动问题,如果不能通过控制来使震荡收敛,飞机就会失控。连续空投虽然重心变化不如重物空投那么剧烈,但是整个过程持续较长的时间,这种长时间的连续扰动如果不能及时予以抑制,也会造成飞机失控。而超低空空投时,运输机的飞行速度接近失速速度,再加上仅有几米的贴地飞行高度,稍一失控就会坠机,所以对飞行姿态稳定控制的要求就更高。要想提高货物空投性能,除了大型飞机本身的惯性能够承受较大的瞬时扰动外,更重要的就是靠先进飞控系统的自动增稳作用。凭借先进的数字式电传飞控系统和自动飞行系统,A400M具有相当出色的空投性能,最大单件空投重量达18吨,能连投25件重1吨的货物并能在4.5米高度贴地飞行时连续空投总重为6.35吨的散货。除C-17和更大的运输机外,在所有军用运输机中A400M的空投性能仅次于安-70,而超低空空投性能目前没有任何一种军用运输机能与之相比。

生存性与可维护性 为了具备更好的生存能力,A400M运输机的关键系统和设备都采用了余度设计和隔离措施。机上留有安装各种防御设备的空间,每个国家可以根据各自需要进行选择。机载防御设备包括雷达告警器、导弹发射告警器、箔条/曳光弹散布器等,机冀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。此外,考虑到低空高速飞行条件下可能受到的地面威胁,A400M装备有地面防撞告警系统,并可安装专用装甲和防弹风挡玻璃来保护驾驶员,同时采用减少发动机红外辐射装置和在油箱中添入阻燃防爆的隋性气体来提高生存性能。

A400M除了具备优异的飞行性能和安全性之外,另一个很重要的优势就是具有非常低的全寿命使用成本和良好的维护性。对于A400M运输机而言,最大的挑战是无维护使用周期特性——即保证在为期15天的部署时间里,只需要机组人员对其进行最简单的保养而不需要进行维修。另外A400M只需携带随机零备件及工具,不需任何其他支援设备便可具备150天的“部署能力”或最短为500飞行小时的“定期维护间隔”。在12年的服役期内,计划性维修造成的停飞期不超过84天。

空客公司通过把先进的民机设计概念、标准和研制经验移植入研发过程,最大限度地提高A400M的可靠性和可维护性。A400M的机载综合监测和故障诊断系统(AIMDS)就是从A380客机上引用而来,这套系统能对飞机上每个监测设备进行中央控制,并用简单的英文描述系统故障监测信息,可完成发动机、辅助动力装置和其他飞机系统性能数据的采集、记录和说明,还可以选择记录飞机结构载荷,甚至包括过载、强行着陆和总的循环累计数,使得用户能跟踪飞机疲劳方面的真实使用情况。此外,地勤人员可以使用便携式多功能查询终端(PMAT)通过飞机内、外的接连点查询机载综合监测和故障诊断系统。便携式多功能查询终端能更深层次地对故障进行查询,然后将有关信息收人到电子文档中。便携式终端所查询到的信息数据可下载到A400M地面保障站的计算机里,以便于机群管理。A400M在执行任务之前,甚至可利用机载综合监测和故障诊断系统分析机上各系统、设备的状态趋势数据,预测出在未来的无维护使用周期(长达15天)内可能会出现的故障,提前将“故障隐患”消除掉。而且,即便是在使用周期内出现了一些故障,该机也可以“带故障”安全飞行,而将排故工作“推延”至该周期后再进行。

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