飞机前飞机起落架结构图所受载荷和最大牵引力是一个概念吗

《舰载机牵引车的中国范儿A》
舰载机牵引车的中国范儿A
说明:此为“现代舰船”杂志2013年07A所刊“解读中国航母的舰载机牵引车”疑问的原稿,供参考。舰载机牵引车的“中国范儿”王 意 苏怡之我国的“辽宁号”航母正在有条不紊地进行各种试验和测试。歼-15型舰载机的成功着舰和滑跃起飞代表着一个突破性的进展。现在,人们开始对于使这艘航母真正形成战斗力的诸多问题进行更深入的研究和探讨。讨论的最多的问题之一是如何在航母上布置飞机的位置,以期达到舰载机的最大作战能力和最快反应速度的优化配置目标。亦即 “机舰匹配”的问题。从各种媒体发表的众多关于如何在航母甲板上和机库内布置舰载飞机和直升机的讨论中,我们看到的主要是一些不同的舰载机静态的停放方案,但对于如何将这些飞机移动到位的方式和需要预留的路线空间却少有论及。在实战和实训的条件下,航母上的舰载机的位置时刻都在随着飞机的起飞、降落以及它们在机库内与飞行甲板上各种勤务保障作业发生着动态的变化,因此如何安全、准确地使舰载机快速转移,以满足调度飞机的要求,同样是一个事关战斗力养成的重要课题。现实的舰载机在航母甲板上的布置问题要远比在纸面上或电脑屏幕上的“图上作业”的显示复杂得多,它不仅需要考虑舰载机静止停放的位置的优化分布,还必须考虑在不同作训任务的各种边界条件下在飞行甲板和机库中调度舰载机群所需的设备以及舰载机的位置、姿态、朝向、安全间隔、移动路径和运转顺序等诸多因素。这里既需要构建满足全局规划优化目标的整体模型,也需要考虑实施所需调度要求的具体装备。所要进行的不仅是答案固定的静态拼图游戏,更得是华容道“捉放曹”和“俄罗斯方块”式的博弈智慧。本文介绍的是与调度舰载机移动所需技术装备的方面的一些问题。一、在地面或舰船甲板、机库中移动舰载机的方法航母上为实施舰载机的放飞、回收、保养、维修和补充油气弹药等作业和任务时,都需要在飞行甲板上和机库内以及两者之间的飞机升降机中对它们进行快速和可控的移动。目前可行的移动舰载机的方法主要有以下一些:1. 依靠舰载机自身动力推进移动。现代军用飞机都可以自行在地面上滑行、转弯,有些甚至还能在必要时倒退。但要求在飞机及其可能经过的路线周围都保持有足够大的安全空间,对于发动机运转中前方会产生足以吸入人体的负压区、后方要喷出危险的高温气体的喷气式飞机尤其如此。在场地宽敞的岸基机场上,这样的条件比较容易满足,所以岸基军用飞机很大部分的地面移动是靠自身的动力完成的。但在相对狭窄的航母上能够进行这样的操作的空间却很有限。有鉴于此,在航母甲板上除了起飞和着舰跑道区域外,一般只有在一些特定的动力测试区内允许被系留固定住的飞机以喷口朝向舷外的条件下试验发动机,而在机库中则根本不允许启动飞机的发动机。实际上,带有任务载荷的舰载机只能在航母甲板上规定的起飞点附近启动发动机,而在成功着舰后则应该立即关机。2. 依靠特设的绳索牵引系统牵引移动。此法一般要设置3 – 5个固定的卷扬绞盘,利用与舰载机机身相连接、并且前后适当张紧的钢丝绳的同步协调牵拉,使舰载机作定向的可控移动。这种系统的技术比较简单,但所能操作舰载机移动的范围和路径都很有限,有时尚需人工辅助转向。目前只用于在仅搭载1 – 2架直升机的驱护舰、登陆舰和一些军辅船艉部的直升机起降平台和机库之间以点对点的方式移动舰载直升机,而在设有直通甲板的航母或两栖攻击舰的甲板上则难以应用。3. 依靠在轨道系统上行驶的轨载动力台车牵引或运送。此法能使舰载机快速、准确地沿预定路径移动到位,牵引台车自身比较简单轻便,还易于实现自动化操作。在苏联建造的一些航母的机库中曾设计了带有圆盘形转辙机构的轨道运输系统,亦见之于在武备雄厚的俄式航母甲板上的导弹再装填系统中。类似的装置也曾在诸如我国的珠海民用机场供调度客机与登机桥衔接之用,是为“无车停机坪”系统的一个组成部分。但这种系统的运行却并不很成功。由于固定的轨道的运输方式的灵活性很差,无法适应舰载机停放和移动时位置和路径多变的工况,所以在航母的飞行甲板上未见使用。4. 由无轨的动力车辆牵引移动。此法久已广泛应用于民航机场和岸基军用机场,也是迄今最为成熟和完善的在航母上移动舰载机的通用方法。在历史上和现实中虽然不乏借用普通汽车和拖拉机用以牵引飞机的一些案例,但要全面满足调度飞机的各项要求并优化到较高的作业效率和安全程度,还是需要使用专门设计的飞机牵引车。本文将集中讨论这一方式的方方面面。下文中所有“牵引车”的称谓均特指装有充气或实心橡胶轮胎的非轨载专用飞机牵引车。5. 当然,最后还存在的一种方式是直接由人力移动飞机。其实在喷气式飞机出现以前的很长时间内,用人力移动陆基尤其是舰载的战斗机曾经是一种很常规的作业。这是因为当时的活塞式螺旋桨舰载机的重量都不大,一般都不超过5 -6吨,即使客串上舰的美国杜立特尔用以轰炸东京的B-25型轰炸机在满载时也只有12吨左右;其次当时的舰载机大多都能在平直的航母甲板上自行滑跑起飞,停机的位置比较自由宽松,所以有几个人即可推动就位。而如今喷气式高速舰载机的起飞重量已达到20 -30吨以上,无论是弹射还是滑跃都要从相当精确的甲板位置起飞,即使在岸基机场有铺装的平地上移动这样的飞机动辄也需要十几个人奋力而为,在随波浪起伏不定的航母舰面上冒着高达每小时50余千米(30节以上)的强劲甲板风要靠人力使它们精确就位更为困难和危险,尤其是难于想象以此来应对快节奏的大机群多批次出动任务。尽管如此,机务人员动手推拉飞机在短距离内调整飞机的位置和姿态还是相当常见的现象,尤其在机库中维修保养飞机的过程中更是如此。而且在应急情况下用人力移动飞机仍然是一种终极的可调用的手段。二、有杆和无杆飞机牵引车根据与飞机的连接方式,现代飞机牵引车分为有杆和无杆两种方式,这里的“杆”是指牵引杆。有杆牵引车作业时,在牵引车和飞机前起落架之间通过刚性的牵引杆连接,由其传递牵引力、顶推力和制动力,并控制被牵引的飞机转向。有杆牵引的机组受力和操作情况类似于拖拉机和卡车牵引四轮全挂车,原则上只要能发挥足够牵引力的动力车辆都可以充任飞机牵引车。当然从效率、安全和管理等方面考虑还是需要配备专用的飞机牵引车。无杆牵引车则必须是专用的。无杆牵引取消了牵引杆,而代之以用一套专设的夹持提升装置把飞机前起落架“驮载”在牵引车身上的方式与飞机连接,类似于公路牵引车以专门的鞍座连接半挂车的情况。无杆牵引除了显著减小了牵引车–飞机机组的长度,有效地提高了机组的运转灵活性以外,还可利用飞机前轮的加载来增加牵引车驱动轮的附着力,使牵引车操作调度的飞机质量能够达到自身质量的10-20倍,牵引速度也可显著提高,并节省了摘挂与储存牵引杆的专人和专门场地。但为了装设供连接飞机前起落架使用的夹持提升装置,无杆牵引车的车架要做特殊设计,底盘中间需留出容纳飞机起轮架的空间,车身也必须比有杆牵引车更为低矮,以便于进入飞机机身下方操作。在取消了本身具有一定的缓冲和位置补偿能力的刚性牵引杆后,无杆牵引车还需要依靠自身动力传动系统的功能吸收牵引和制动过程中出现的冲击和振动,在贴近飞机的前起落架进行结合与解脱的操作时,对于低速稳定性和微动性能也有更高的要求。无杆牵引车具有更高的技术含量和研制难度。虽然车身足够低矮的有杆牵引车也可以在接近于飞机起落架的机翼甚至机身下行驶,但用以连接飞机的牵引杆却必须保持足够的长度,否则在顶推飞机时将使牵引车与飞机纵轴之间的夹角变化剧烈,难以操纵,还易于引发两者发生“折叠”而损坏飞机起落架等构件的危险。因此仅靠降低有杆牵引车的车身高度并不能大幅度地减少牵引车–飞机机组的总长度和改善其机动性。无杆飞机牵引车与有杆牵引车的最大区别是装有用以连接飞机前起落架的夹持提升装置。由于飞机前起落架上的牵引连接处的形状尺寸等还远未能像公路半挂车的连接装置那样实现标准化,只能由飞机牵引车单方面的机构进行应对和匹配。一套功能完善的夹持提升装置应该能满足以下要求:1. 能够安全可靠地与飞机前轮或前起落架构件相连接并传递牵引及转向所需的各个方向的操作力。在连接、解脱及牵引、顶推飞机的过程中出现的动作和载荷对飞机构件不会造成任何损害;2. 在牵引和顶推飞机运动时,既能约束飞机与牵引车之间的连接处在所有方向上的线性位移,又能维持两者之间具有相对于飞机的纵轴、横轴和垂直轴线回转一定角度的自由度,使牵引车–飞机机组得以准确流畅地受控移动;3. 具有良好的自行导引和对位功能;牵引车驾驶员单人无需下车即可完成连接或解脱飞机的全部操作;4. 适应与多种型号飞机的连接,改变机型时需要调整和更换的部件最少化;5. 结构简约,尺寸紧凑,在牵引车底盘上的安装位置和连接方式能够提高其驱动轮对地面的附着性能,且不妨碍牵引车驾驶员的观察视野;6. 具有避免误操作的自动防错纠错功能;7. 在牵引车动力及其它相关系统出现故障时,能够使用备份系统直至人工方法安全、迅速地应急解脱飞机;8. 高可靠性、可制造性、可维护性和高的全寿命性价比。按照机构原理和的不同,现有实用的夹持提升装置可分为横向插销、横向夹钳、纵向辊轮和纵向卷扬等几种动作方式。横向插销机构是由有杆牵引车的牵引杆与飞机一端的连接装置所演变而来的。它通过可横向移动的叉状提升臂端部的一对插销,从左右两侧插入飞机前起落架上的牵引销孔并夹紧。用液压缸抬起提升臂后,飞机前轮分配的重量就通过这两个横销压载在牵引车上,横销也与有杆牵引状态时的牵引栓一样传递使飞机移动的牵引力、顶推力和转向力。适用于这种连接方式的飞机的牵引销孔通常设置在飞机前机轮的轴心处或起落架下部离地不高的部位。此法的优点是以简单紧凑的机构约束了飞机起落架相对于牵引车的各个方向的位移,起落架的受力状况与有杆牵引时基本相同。主要缺点则是连接飞机时需要较高的驾驶技巧才能使插销精确地对准牵引孔,对于牵引孔直径不同飞机事先需要更换不同的插销。不过后一问题对于列编型号有限的舰载机的运用并不重要。美国、法国和以色列现役的一些中小型无杆牵引车多年来一直采用这种机构。然而,对于将牵引孔设于位置较高的前起落架减震器外筒上的一些机型,如俄罗斯的苏27、苏30、苏33和我国的歼11、歼15等,采用这种连接方式时需要有很大的提升行程才能使飞机前轮离地,不仅会使机构趋于庞大笨重,而且提升后的牵引点过高,会对牵引车的轮载分配和行驶稳定性均产生不利的影响,似乎不宜采用。横向夹钳式可以看作是横向插销式的一种变型形式。它用一对可左右横向开合的蚌壳形夹钳取代了横向插销,连接时飞机前轮轮胎的下缘被包容夹持在夹钳内,牵引力和提升力都通过轮胎传递。此法的优点是避免了牵引车构件与飞机起落架之间的刚性接触,通过飞机前轮充气轮胎的弹性变形,在与其连接时可具有一定的自位导引能力,牵引过程中又能缓和一些冲击,较之横向插销式在操作上降低了要求,也可适应原来牵引点较高的机型的应用,前提是该型飞机的前起落架的强度允许从较低的位置牵引和顶推。但是它的夹钳要随飞机的不同更换,通用性比前者更差。英国皇家海军率先装备了装有此类夹持提升装置的无杆牵引器,此后西班牙也有类似的产品入役针对横向插销和横向夹钳式在操作难度和通用性方面的缺点,英国人近年在来采用了一种以集束横销自动适应异形被夹持对象的“矩阵夹钳“技术,首先用于中小型直升机的无杆牵引作业,见之于Ram Mamas型无杆飞机牵引器。纵向辊轮式的工作部件一般由前、后辊轮组及设置在两者之间下方的托盘组成。在连接飞机时,首先将后辊轮组向外打开,形成一个能让飞机前轮进入的通道,牵引车得以驶近飞机并使托盘边缘接触到飞机前轮胎的底部。然后后辊轮组向内摆动接触到飞机机轮的后缘,通过后辊轮组对于飞机机轮的施力,使托盘铲入飞机机轮下方,直到将其轮胎夹持在前后辊轮和托盘之间,继而将整套夹持装置连同飞机前起落架一起提升离开地面。在牵引飞机移动的过程中,前、后辊轮通过飞机前轮轮胎分别传递牵引力和顶推力。实际的结构中,前后“辊轮”也被制成可摆动的挡板、档栅或档杆等多种形式,但工作原理和基本动作均相同。除了与横向夹钳式一样可充分利用飞机轮胎的缓冲作用之外,纵向辊轮式夹持提升装置的突出优点是能够很方便地通过实时改变前后辊轮轴之间的距离,实现对于直径不同的机轮的自适应夹持;对于轮胎宽度和数量不同的飞机机轮也都能够兼容。在连接飞机时,装有纵向辊轮式夹持提升装置的牵引车只需概略对位,前后辊轮组即可自行将飞机机轮调整到位,操作比较方便。但它的结构部件较多,运动关系比较复杂,研制难度因之较高。良好的通用性使这种夹持提升装置特别适用于需要保障的飞机机型庞杂、机轮规格众多的民航机场。现今用于调度大中型客机的无杆牵引车几乎全都采用了这种夹持提升装置,一些先进的车型的最高牵引速度高达30km/h,牵引能力覆盖到了最大的A380客机。我国研制的多种型号的军用无杆飞机牵引车也都使用了纵向辊轮式夹持提升装置的中国专利技术,它们已经成为了陆空海军航空兵部队地面保障用的制式装备。纵向卷扬式夹持提升装置由手摇或动力驱动的绞盘钢索,通过绕在飞机前起落架支柱上的柔性牵引带将飞机前轮拉上托盘,使轮胎卡在托盘上的叉状档杆内后再将其提升离地。此种机构非常简单,对飞机牵引点的尺寸位置没有什么特别的要求,但对飞机的约束不够完全,目前主要用于在岸基机场和维修车间以低速短距移动中、轻型飞机和直升机。三、岸基和舰载飞机牵引车历史上飞机牵引车是最先上舰的航空地面保障车辆之一。二战期间各国舰载飞机的性能不断提高,载机数量和出动强度迅速增加,开始产生了对于带动力的牵引车的需求。早期的舰载飞机牵引车直接从岸基机场搬来,形态上基本是缩小了后轮的中型农用拖拉机。战后随着喷气式飞机和大型直升机的陆续上舰,无论是舰载机还是舰载机装载的弹药和其他载荷的尺度和重量都有了很大的增长,与之对应的是作为运载平台的航母和两栖攻击舰本身的尺度和排水量也都达到了空前的水平,在调度飞机时对于舰载牵引车的依赖程度也越来越高。舰载飞机牵引车的用途与功能与岸基牵引车大体相似,但由于水面舰艇上所处的作业空间狭窄、海况复杂多变等使用环境远比岸基车辆的更为严酷,对它们的结构至少在以下方面提出了特殊要求:1. 结构必须尽量紧凑,保持最小的外廓尺寸。为了能在高密度布置的舰载机机群的机翼乃至机身下行驶和作业,对其车身高度限制尤其严格。较低的高度也是控制整车重心高度以满足在舰艇上的稳定性所需要的;2. 牵引力和制动力应该大于牵引同等重量岸基飞机的牵引车。这是因为岸基机场的跑道和滑行道的纵向和横向坡度都较小(纵向坡度一般不超过3.5%,约合2°,横坡约4°),而在航行中的航母甲板上和机库内,可能遇到的实际作业面的坡度要大得多,且时刻在变化。牵引车必须储备更大的牵引力储备才能控制飞机按照预定路径稳定地移动并准确地制动就位;3. 转向圆直径应尽可能地小,更为机动灵活;4. 满足对于舰载设备的防爆性能、电磁兼容性能和抗盐雾锈蚀性能的要求;5. 动力装置的燃料和电源制式与其他舰载设备兼容。从研制的角度来说,舰载保障车辆较之岸基保障车辆也有一些有利的因素,主要是:1. 舰载航空器的重量有限,一般不超过35 - 40 t,能上舰的机种亦有限(转运岸基飞机时例外),因之功能和参数所需要的覆盖面较小,比较容易实现标准化和通用化;2. 转移距离小,作业和空驶速度不高,在发动机功率相同的条件下可以具有更大的牵引力余度,并通过简单地加大自重的方式来有效地抗衡在波浪造成较大的纵、横倾时对于牵引性能和稳定性的影响;3. 一般无须设置驾驶室,也没有载人和运载大宗物料的要求。多年以来,美国海军对用于装备于航母和两栖攻击舰上的飞机牵引车规定了明确的技术指标和基本的任务分工。用于飞行甲板上的主要是A/S32A – 31A型有杆牵引车,机库内的主要是A/S32A – 32(SD – 2)型无杆牵引车。A/S32A – 31A是一种形状扁平的低车身牵引车,自身长2972 mm,宽1778 mm,高1016 mm,离地间隙190 mm,干重5625 kg,最大牵引力37.8 kN,前桥转向,后桥驱动,后轮为双胎。它装有1台3缸2冲程柴油机和4进1倒的自动变速器。按照这些参数可以推算出,它能够牵引或顶推的飞机重量可达35 - 40 t,覆盖了美海军现役的主要舰载飞机和直升机。A/S32A – 31A成为美海军的主力飞机牵引车的一个重要原因还在于在它的后部预留了飞机发动机启动气源的安装接口,装上A/S47A-1 GTE (GTCP-100)型启动气源后就成为了一种牵引–启动综合保障车,用于各型舰载飞机的起飞作业十分方便。美国海军在舰载飞机的牵引装置的标准化、通用化方面下了很大的工夫,使得舰载飞机和直升机有可能统一使用通用的ALBAR系列牵引杆。这种牵引杆除了具有分别为9、15、20和25英尺4个可选长度外,其他结构均相同,大多数零部件可以互换。而且在飞行甲板上采用A/S32A – 31A型低车身牵引车操作时,仅用长度为4.6 m的ALBAR 15一种牵引杆即可满足大多数作业的要求。 ALBAR系列牵引杆具有“A”字型的双臂结构,“A” 字梁的顶端设有牵引环用于连接牵引车上的牵引栓,两个臂端则设有销孔,以双面插销的方式连接位于飞机前轮的轴心的牵引销孔。可通过调节两个臂间的夹角的方式来改变臂端的张开距离,并用选择插销直径的方式匹配不同的飞机机型。美国航母的载机数量和停放密度都显著高于其他国家,在机位极为拥挤、通道十分狭窄的航母机库中,配备的是A/S32 – 32(SD – 2)型无杆式飞机牵引车。这种样式的牵引车的使用始自上世纪60年代,堪称是当今军、民用航空领域应用日趋广泛的各种无杆式飞机牵引车的开山鼻祖。A/S32 – 32型无杆牵引车采用液压缸作动的横向插销式夹持提升装置。由于省去了近5m长的牵引杆,这种无杆牵引车能够在飞机机身下作业而不另外挤占机位面积,可以方便地牵引着飞机一起驶上升降机并在无需解脱飞机的条件下将机组整体升降。采用无杆牵引方式能使牵引车 –飞机的整个机组以很小的半径转向,如果飞机前轮的允许转角足够大,甚至可以作到绕机组中心原地回转。这种优异的机动性对于在拥挤的机库内调度飞机是十分宝贵的。A/S32 – 32型无杆牵引车全长3759 mm, 宽2057 mm,全高76 mm,离地间隙127 mm,自重5216 kg,动力装置为可使用柴油和航空煤油的多燃料内燃机,最大牵引力62.2 kN.,最大举升力高达71.1 kN,最高牵引速度3.2 km/h,最高空驶速度8.1 km/h。该车有3个车轮,位于驾驶位置处的前轮是可绕立轴自由回转的从动轮,左右后轮为驱动轮,它们各由一套液压系统分置驱动并可相互独立地调节转速和转向,以满足整车无级调速和以强制差速的方式无级调节转向半径的要求。当左右车轮转速相同而转向相反时,牵引车能绕车体中心原地转向。A/S32 – 32型无杆牵引车的牵引能力较大,机动性能很好,但美国航母在飞行甲板上主要使用的仍然是A/S32A – 31A那样的常规的有杆牵引车,并不惜甚多的占地配置了大量的牵引杆。在飞行甲板上主要只在从升降机到加油挂弹战位之间的较短距离内使用无杆牵引车。除了在检测和维修阻拦索系统时尚需要利用有杆牵引车牵拉这一点之外,其原因还可能在于:第一,现装备的A/S32 – 32型无杆牵引车的牵引速度过低,作业效率不适应美国大型航母高密度快节奏起降飞机的要求;第二,该车没有集成启动气源等综合作业等能力;第三,这种牵引车的举升机构并不完善。它虽然有结构简单、对于飞机机轮约束良好和与飞机连接方式和有杆牵引车的牵引杆相似等优点,但连接飞机时对于升降摆臂与机轮轴心之间的对位精度要求过高,操作困难。不过在飞行甲板较小且只装备有垂直起降战斗机和直升机的美国两栖攻击舰上,无杆牵引车的使用则较多。可能是基于以上的原因,美国海军航空部(NAVAIR)在2006年2月提出的计划用以取代现有的A/S32 – 32(SD - 2)的SD - 3型无杆式飞机牵引车的方案征询书中,在保留了SD – 2型的基本性能指标参的基础上,特别提出了采用“傻瓜型操控方式(Dead man type operator controls)”和将最高牵引速度提高到4.8 km/h等一些新的要求英国用以装备皇家海军舰载机部队的是EN系列无杆飞机牵引车。这是一种人员手扶步行跟随操作的3轮电动车辆,车体扁平,两个后轮是驱动轮,由人力扳动操作手柄使前轮绕垂直轴回转控制它的转向。牵引车采用的横向夹钳式夹持提升装置设于左右驱动轮之间,各动作均由液压系统实现,并在设于转向手柄端部的开关盘上操纵。由于各种被牵引的舰载机机轮的尺寸和结构有显著差别,夹钳需要根据飞机机型更换,为此设置了一套快速装卸机构。EN Mk2型无杆飞机牵引车全长(手柄朝前)3661 mm,宽1600 mm,车体高460 mm,离地间隙100 mm,自重约 1920 kg,最大牵引力22.2 kN,最大提升能力54.5 kN,最大提升高度 100 mm,速度范围 0 – 4.5 km/h,最小转向圆直径 4.8 m。该牵引车的驱动轮由一台蓄电池组供电的7.4 kW的直流电机经带差速器和侧减速器的车桥驱动;另一台直流电机用以拖动夹持提升系统中的液压泵。蓄电池组重量约400 kg。在充满电时,牵引器可牵引重 25 t的飞机至少行驶 3 km远,其间可有多次升降动作;或者将重约900 kg的飞机连续牵引 2.5 个小时。英国最新推出的Ram Mamas型无杆飞机牵引器一台形体扁平的电动4轮小车,长1740 mm,宽3200 mm,高3500 mm,离地间隙70 mm,自重约1700 kg。该车由锂离子蓄电池供电,装有数字式控制系统,由一个操作人员携带的控制盘通过连接电缆操纵牵引器运行。2台功率各为1.25 kW的直流牵引电机分别驱动左右车轮,最大牵引力 22.2 kN,最高速度 5.5 km/h。液压作动的夹持 – 提升机构通过矩阵式夹钳与飞机前轮轮毂连接。由于采用了更为先进的电子控制技术和新型自适应夹钳,其性能比现役的EN Mk2型又有所提高。法国的航母和两栖攻击舰上装备的是自产的有杆牵引车和从美国进口的无杆牵引车。在其他拥有航母的意大利、西班牙、巴西、阿根廷和泰国等国家,一般选用小型的岸基有杆牵引车上舰作业。然而西班牙却得益于本国生产的成套中小型航空地面保障车辆,包括适合战斗机和直升机使用的有杆和无杆牵引车。也有一些国家宁可选用更为经济的普通民用产品作为装备数量很少的舰载保障车辆,印度航母上以农用拖拉机作为飞机牵引车即为一例。长期以来苏联/俄罗斯都借用军用越野车或装于越野车底盘上的综合保障车作为岸基战斗机的牵引车。然而,这些硕大的6x6 越野卡车实在无法在航母甲板上和机库里施展,所以从公开发表的照片上来看,“库兹涅佐夫”号航母上装备了一种可能是基于工程机械的四轮驱动、前轮转向的专用牵引车。该车轮胎较大而轴距很短,藉以在满足牵引力的要求的同时仍能保持较小的转向半径;敞开的驾驶位置居于前后桥之间,视野很好,整车的尺寸和重量也缩小到了在摘下又粗又长还带有升降支撑轮的牵引杆之后,能够与被它牵引的飞机同时使用升降机的程度。不过与美国和其他西方国家航母上那些能够在舰载机的机翼下面灵活穿行的车身低矮的牵引车相比,这种俄式飞机牵引车仍然显得较为高大和笨重。就牵引作业而言,俄罗斯的苏-33 等舰载机还存在有一些特别的问题。苏联/俄国的几代岸基战斗机及它们的仿制产品等在被向前牵引时,主要的牵引力实际上并不是作用到飞机的前起落架上,而是通过可伸缩的牵引杆的前部的一组滑轮上的钢索作用到左右两个主起落架上。与前起落架连接的牵引杆后段主要起控制转向的作用。仅在使飞机倒退时,才由前后两段互相顶紧的牵引杆经过前起落架传递顶推力。这种 “三点牵引”方式,是利用了飞机在自行滑跑的起飞和着陆过程中,起落架可能承受的向前的载荷比向后的要小得多的特点,而在设计时降低了前起落架及与飞机机身连接处构件向前受力时的强度和刚度,藉以减小其尺寸和重量。在空间较宽敞的岸基机场上,三点牵引较之完全由前牵引杆承受双向载荷的单点牵引的方式,虽然增加了摘挂牵引钢索的麻烦,却仍不失为一项有利于系统综合优化的可行结构措施。然而当用在航母舰载机上以后,前者在运转效率和安全性方面的缺陷就会凸显出来。早期的西方航母上的舰载机也曾使用过弹射器滑台经钢索与飞机主起落架连接的软牵引弹射方式,如美国最近退役的“企业号”核动力航母还有意保留着当时为回收牵引钢索而设置的回收角作为一种标志,但现在都已由更为简约的仅与前起落架连接的硬杆牵引方式所完全取代。奇怪的是,俄国人在苏-27的基础上研制苏-33型舰载机时,虽然大大加强了前起落架,使其能够经受得住当飞机尾钩勾住阻拦索后前轮猛然触舰时的巨大冲击力,而在向前牵引飞机时却仍然要在主起落架挂钢索!如此显著的“各向异性”加上为减小前起落架受载弯矩而设置得特别高的牵引杆连接孔,使得这种舰载机及其衍生机型似乎天生注定只能滑跃起飞,不仅无法与现代的弹射器相匹配,而且也为采用先进高效的无杆牵引方式造成了许多困难。把这种操作不便和比较落后的牵引方式延伸到了舰载机上,不能不说是一个败笔。四、军用飞机牵引车的“中国范儿”当官方媒体刊登了歼-15型舰载机在辽宁舰飞行甲板上成功起降的消息并公开了大量的图片后,一种白色的国产舰载机牵引车也随之强势亮相。一些媒体和网友开始忙不迭地将这一牵引车与美国和印度的牵引车进行对比,并称其很有“美国范儿”。在印度的客串拖拉机和美国的专用牵引车之间选择了与较高层次的装备相提并论,当然是出于国产牵引车的一种褒奖。但是我们要说的是,美国的那种已服役了几十年的有杆牵引车现在已经不太具备当“范儿”的资格了。事实是我们国产的军用飞机牵引车正在造就具有鲜明的创新特色的“中国范儿”。眼下存在的一个现象是,每当中国推出一种技术含量较高、外观时尚美观的新产品时,几乎马上就会有外国人或中国人“考据”出它的国外产品模仿对象。民品军品无不如此。这里交集着某些人戴着有色眼镜一贯贬低中国成就的阴暗思维和另一些人不甘心中国崛起发展的“酸葡萄”心理等一些上不了台面的东西,但大多数人则是源自于西方强势的舆论话语权的误导形成的一种思维定势,所以人们习惯性地要为我们的牵引车找一个“范儿”也就不足为奇了。然而“打铁还需自身硬”,在批评别人的误解和找茬的同时,国人确实也应该扪心自问地反省一下,自己在知识产权的尊重和保护方面是否确实到位,相关的成就宣传是否偏颇和夸大。如果搞了几十年仍然扔不掉测绘样机“逆向设计”的拐棍,在介绍成果时却又大言不惭地声称全部从零自创,这是否也属于误国的空谈呢?其实坦陈继承和借鉴并不丢脸,却更能提振自信和公信力。反其行之则不仅授人以柄,而且会使那些确实存在的改进和创新等“胜于蓝”的亮点也都被淹没在嘲讽挪揄的口水之中。历史上苏联人曾对上世纪30年代广为引进了欧美技术、二战期间大量装备了英美盟国向其租借和援助的武器装备的史实讳莫如深,在官方的出版物上频频制造出从飞机到潜艇、从电灯泡到雷达几乎所有重大技术发明都源自俄罗斯人的一套套荒唐故事。这种鸵鸟式的“民族文化”不仅令人嗤之以鼻,而且也是促使苏联轰然解体的因素之一。如今俄罗斯人已逐渐从诸多“协和斯基”之类奚落的阴影下走了出来,他们在基础理论方面的深厚积淀和系统集成、优化配置等方面的才华智慧开始越来越多地展现光彩。近期的引进法国“西北风”两栖攻击舰技术的决策,更从另一个方面体现出他们的务实和前瞻。这是一种进步。有趣的是,我们的一个邻居居然也在制造着本民族无所不能现代版神话,时不时地出言不逊地挑衅曾是他们的文化根源的中国的历史和权威。对于此类闹剧,其实眼珠子都用不着转过去。中国人在立足自力更生建立创新型国家的同时,也从来没有忘记在建国初期和抗美援朝战争中苏联“老大哥”提供的援助,并把将此视为我们建立现代工业和国防体系的重要基础。在坚持捍卫国家核心利益原则的同时,对于其间出现过的一些不愉快的历史的描述,也体现出了宽容、理解、自省和实事求是的精神。这样的以史为鉴、与人为善、刚柔并济和向前看的精神,现在也逐渐扩大到了处理包括美、日等制度差异较大的国家之间的分歧上面。这是一种汇集了传统智慧和现代理性的先进文化和民族自信的大国风范。中国军用飞机牵引车的发展历程也体现了这种理念。中国的军用飞机牵引车的立项研制工作始自上世纪80年代末,研发团队由一批土生土长原本和土地打交道的农业机械科研人员组建。第一型有杆牵引车于1992年定型列装,满足了我军第一线航空兵部队保障三代战机的急需;此后一发不可收,又陆续研制成功了一系列大中型飞机牵引车并投入了批量生产,牵引能力覆盖了重量从20吨到200吨的各型军、民用飞机,成为具有我国自主知识产权、性能先进的机场地面保障车辆群体中的重要组成部分。90年代初,在发达国家的无杆牵引车也刚处于起步阶段时,我军首脑机关就敏锐地注意到了这个装备的动向和发展前景,领导研发团队跟踪国外先进技术研制成功了中国的无杆牵引车系列,于1996年定型投产。现在开上了辽宁舰的牵引车,就植根于这些项目的成果之中。仅就公开的照片上辽宁舰上的国产牵引车和美国航母上现役的有杆牵引车进行对比,就可看出两者之间存在的明显差异:前者是前后轮胎一样大的四轮驱动型,美国的是类似于普通拖拉机的前轮小、后轮大的两轮驱动型。单这一点国产车就已高出了一截。进一步的分析和推测表明,我们采用的应该是更能适应飞机牵引作业要求的液压传动系统,而美国的则是略显过时的液力传动。当然,中国牵引车的先进性在很大程度上是在参考和借鉴了发达国家成果的基础上的后发优势使然,在结构的成熟程度和具体的应用等方面,我们还有许多东西需要向熟练老辣的前人乃至可能的对手学习。实践证明,当年国家和军队安排军用飞机牵引车的研制,是一个很有前瞻性的决策。它不仅解决了军机地面保障设备的急需,也为今天航母平台的配套装备打下了坚实的技术基础。我国的军用飞机牵引车及相关技术从此留下了自己的鲜明的足迹。现在,当我国的许多产品还都无奈地带有或多或少的模仿和“山寨”的痕迹的时候,中国的大大小小、有杆无杆的军用飞机牵引车却不仅完全都是自己研制的,而且在设计理念、装备规模和使用经验等方面在国际上都是领先的。环顾世界,当今只有我国的主力军用飞机牵引车普遍采用了先进的液压传动技术,只有我国的航空兵部队成建制地装备了先进的无杆飞机牵引车。不过,由于在陆基机场上战机在地面上更多的是依靠本身的动力自行滑跑移动,牵引车作业的场面相对低调,鲜为人知。现在,国产飞机牵引车昂然驶上了辽宁号航母的飞行甲板,更多的人们看到了它的“中国范儿”。“中国范儿”的军用飞机牵引车具有以下特点:1. 普遍采用了液压传动。在低速大负载工况下传动效率更高,调节更为精细;较之西方流行的液力传动牵引车和俄系机械传动的牵引车在牵引能力、形态布局和操控界面等诸多方面都更为优越;2. 采用了加厚的下底板承载的底盘设计技术,重心低,行驶稳定,制造和维修方便。特别适合于舰载保障车辆的构型;3. 国产无杆牵引车配备的具有自主知识产权的飞机机轮夹持提升装置技术先进、结构简单、运转可靠、自适应能力和约束机构完善,能够很好地满足舰载机的使用要求;4. 所有已定型的国产无杆牵引车均具备双向穿梭驾驶的能力,有些甚至可兼顾步行和乘坐两种驾驶模式,尤其胜任在高密度停放着舰载机的航母甲板和机库等狭窄的场地高效安全地作业。5. 未来的国产舰载机牵引车将应该能在有杆和无杆两种牵引模式之间快速切换,具有更好的兼容通用性。辽宁舰甲板上的有杆飞机牵引车的亮相其实是“小荷才露尖尖角”。随着更多、也更为优雅的 “中国范儿”的新锐航母和舰载机群的陆续登场,具备“中国范儿”的更新型的舰载机牵引车也将同样会在“丛中笑”。(未注出处的插图均为作者提供)本文由()首发,转载请保留网址和出处!
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