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安东诺夫的大耳查布,安-72/安-74短距起降运输机

安东诺夫的大耳查布,安-72/安-74短距起降运输机

作者:Armstrong  
来自空军之翼

  20世纪70年代,苏联空军命令安东诺夫设计局研制一种具备出色短距起降能力的双发涡扇轻型军用运输机,其成果就是采用上表面吹气(USB)技术的安-72/安-74。


上表面吹气(USB)技术造就了安-72/74的独特外观

  安-72/安-74的两台发动机至于翼根上方,正面看上去很像一对招风大耳,于是在服役后不久就获得了“大耳查布”的绰号。“大耳查布”也就是“查布拉什卡”,是苏联儿童文学家艾杜瓦德·乌斯宾斯基在1966年创作的一个卡通形象,它外形介于小熊与猴子之间,有着一对可爱的大耳朵。


大耳查布

“大耳查布”的诞生
  1972年,乌克兰基辅的安东诺夫实验设计局(OKB)开始研究安-26双发涡桨运输机的后继机,内部代号“飞机200”,该机在设计上重点突出在无铺装跑道的短距起飞能力。
  安东诺夫设计局使用年度预算剩余资金自行开展了该项目的概念研究,资金用完后也就难以为继了。好在飞机200概念受到苏联空军的青睐,后者与航空工业部在1973年联合颁布了正式研制需求,正式启动了安-72项目的研制工作。


“飞机200”的概念模型

  安东诺夫制造了三架地面测试机身和一架试飞原型机。1977年12月22日,安-72原型机在试飞员捷尔斯基赫和飞行工程师克鲁茨的驾驶下成功首飞。安-72原型机富于飞行乐趣,噪音水平很低,短距起降能力突出,其现代化飞行仪表也受到试飞员们的欢迎。为了加快试飞进度,安东诺夫把第三架地面测试机身升级到飞行标准,并解决了试飞中发现的各种问题。1979年5月,首架安-72原型机参加了当年的巴黎航展,这架苏联民航涂装原型机的飞行表演技惊四座,令人印象深刻。很快安-72就获得了“运煤船”(Coaler)的北约代号。


首架安-72原型机,采用苏联民航涂装,并在发动机舱两侧标出了Аэрофлот的俄文字样

安-72原型机三面图

  就在安-72原型机在巴黎航展出尽风头时,苏联航空工业部批准该机投入量产,生产地点选择在乌克兰哈尔科夫的一家飞机制造厂。苏联民航也开始对安-72产生兴趣,苏联国土的北方和远东有许多简易民用机场,“大耳查布”非常适合作为客机和货机在这里的短跑道上起降,唯一的问题是该机还无法满足苏联民航的性能要求。于是苏联民航向安东诺夫设计局要求把安-72的最大有效载荷提高到10吨,正常载重时的航程增大50%,并增加货舱容积。

  这就给安东诺夫设计局提出了难题,因为苏联空军只要求安-72的最大有效载荷达到5吨,虽然原型机超载时的最大有效载荷达到了7.5吨,但离苏联民航的要求还有一段距离。为了兼顾苏联空军和苏联民航的要求,安东诺夫决定对安-72进行了重大修改。
  提高载重量最直接的方式就是增加翼面积,设计师在一开始想重新设计一副翼展更大的机翼,但因代价过大而作罢。设计师最后决定只更换半翼展外的外翼段,设计出更长的新外翼段来同时加大翼展和翼面积,导致机翼前后缘在半翼展处都呈折线状。除机翼外,安-72原型机的短机鼻天线罩、双腹鳍、对开式双货舱舱门、乃至方向舵都经过了修改。


制造中的安-72早期生产型

  为了满足航程要求,设计师在中央翼盒内增加了额外油箱。为了增加货舱容积,设计师在翼根前方插入一个1.4米长的机身加长段,没想到加长机身带来了额外气动好处,改善了操纵特性。安东诺夫设计局把第二架原型机改装成新构型,并制造了全新的第三架原型机来加快试飞。这两架原型机获得了“运煤船-A”的北约代号。



通过加大翼展、加长机身,设计局成功满足的苏联民航的要求

  新构型试飞完毕后,安-72在投产上又遇到令人头痛的问题。哈尔科夫国营飞机制造厂此前一直在制造图波列夫飞机,不熟悉安东诺夫设计局的生产流程,再加上此时安-72设计团队已经开始其他项目,无法对工厂提供足够指导,导致生产准备工作进展很慢。再加上与图波列夫飞机相比,安-72的制造技术相对较新,具有大量复合材料零部件,这也需要工厂从头学起。第一架生产型安-72A直到1985年12月才首飞,落后于计划三年。安-72A在1986年开始交付苏联空军。


苏联空军涂装的安-72A

  安东诺夫设计局同时也加紧研制民用型,该机最初编号也是安-72A,这里的“A”代表北极,因为苏联明航想用该机取代在北极地区作业的伊尔-14双发活塞运输机。安-72A的研制在1983年正式启动,设计局把一架安-72原型机改装成安-72A原型机,于1983年9月29日在谢尔盖·戈尔比克和什利亚霍夫的驾驶下首飞。很快安-72A的编号被改成安-74,随后开始了漫长试飞,预生产型安-74到1986年才首飞,生产型直到1988年才服役。
  “大耳查布”的编号把北约带入进沟里,把安-72生产型命名为“运煤船-C”,把问世更晚的安-74命名为“运煤船-B”。


安-72生产型三面图

YC-14抄袭者?
  安-72在翼根顶部安装了两台伊夫琴科-进步设计局的D-36 Series  2A大涵道比涡扇发动机,采用T尾、尾部货舱门、前三点式起落架布局。安-72在气动布局上与波音YC-14短距起降运输机十分相似,但安东诺夫设计师否认两者之间存在任何联系。从两者基本上同时开始研制,YC-14的首飞日期仅比安-72早一年来看,这个说法有一定道理。安-72和YC-14只是在相似的短距起降要求下采用了相同的上表面吹气技术(USB)来提高机翼升力,在其他设计方面没有任何相似之处。作为C-130后继机的YC-14在尺寸上比安-72大得多,最大起飞重量达114吨,安-72仅为34.5吨。


波音YC-14

D36涡扇发动机

  安-72内翼段前缘后掠角17度,外翼段前缘后掠10度,发动机舱外侧机翼有10度下反角。机翼配备一套精心设计的增升装置来满足短距起降要求,内翼段后缘有双缝襟翼,外段后缘是三缝襟翼,襟翼最大下偏60度。当襟翼放下时,发动机喷流在康达效应下可贴着机翼和襟翼上表面向后下方流动,从而大大增加机翼升力。每侧机翼前缘有三段缝翼,外翼段后缘有两片副翼,左侧副翼上有调整片。机翼上表面有四块扰流板,与起落架联动在接地时升起作为减升装置,在飞行中其中两片扰流板还与副翼联动控制滚转。


安-72/74复杂的襟翼、扰流板以及发动机反推系统

  安-72垂尾前缘后掠33.5度,后缘有两段式方向舵。原型机垂尾后缘最初呈直线,后来因加大下段方向舵面积而变为折线后缘。平尾前缘后掠角23度,可在飞行中调节安装角进行配平,平尾后缘的升降舵具有角式补偿设计以改善起降时的操纵性。垂尾和平尾交界处有纺锤形的整流罩。安-72的所有操纵翼面都是液压致动,由双冗余液压系统驱动。所有的飞行翼面都具有发动机引气除冰装置。


安-72的T型尾翼具有两段式方向舵设计

  机身两侧的主起落架总成由两个串联机轮组成,向内缩入整流罩中。可转向前轮是双轮结构,向前收入机身。起落架也是液压驱动的,在液压系统出现故障时会自动放下。前、主起落架均安装低压轮胎。前轮尺寸720毫米×310毫米,主轮尺寸1050毫米×400毫米。
  安-72的两台D-36 Series  2A涡扇发动机单台推力6500千克,位于翼根上方的发动机不仅能通过上表面吹气技术增升力,还能避免发动机吸入跑道异物。发动机罩唇口也有引气除冰系统,尾喷口前方有斗式反推装置,能缩短降落滑跑距离。
  安-72全机有7个油箱,都位于中央翼段,总容量16250升,采用单点式加油系统。机身右侧主起落架整流罩后方有一个辅助动力单元(APU),可提供地面动力并启动发动机。原型机和早期生产型安装的是TA-8V  APU,后期型号升级为TA-12。每个发动机舱和APU舱内都具有一套灭火系统。飞机的空调系统由发动机/APU引气驱动,可保证在万米高空飞行时舱内仍具有舒适的环境,在运送易腐烂货物时也可冷冻主货舱。
  增压前驾驶舱有三名机组人员:机长、副驾驶和导航员。驾驶舱内部和仪表板都涂着绿松石色,这是苏制飞机的标准座舱颜色,因为苏联人认为这种颜色在长途飞行中不会导致视觉疲劳。机组人员通过飞机左前方的带舷窗舱门进出飞机,这个铰接舱门向前打开,然后放下一个简易登机梯,无需以来机场设备。舱门也可在飞行中打开,在乘员跳伞逃生时遮挡气流。风挡玻璃配备有电热除冰和雨刮。


安-72古老的驾驶舱

  安-72的标准航电设备包括无线电、无线电导航系统、飞行数据记录器、敌我识别(IFF)应答器、自动飞行控制系统/自动驾驶仪、机鼻的Gradyient导航-气象雷达和机腹的多普勒地面跟踪雷达。
  增压货舱的尺寸为10.5×2.15×2.2米,尾舱门由上方滑动舱门和下方铰接舱门组成。下方舱门通过双液压油缸升降,末端可以搭接两个或四个跳板方便车辆进出货舱。舱门可放至水平位置,便于直接从卡车车厢装货或在飞行中空投伞兵。为了防止飞机在装载中尾座,每侧主起落架整流罩后部都有一个液压千斤顶。


安-72的货舱示意图

 货舱最大载重量10吨,天花板上的装卸绞车可提高装卸货物效率,起重能力2500千克。地板上有固定货物的系留孔和嵌入式滚动传送器,地板上的标记能帮助人员正确定位载荷。货舱两侧有前后舷窗,右侧后舷窗也是紧急逃生出口。
  安-72可沿货舱两侧舱壁安装折叠座椅运输57名伞兵,或在货舱地板上安装座椅来运输68名乘客。在后撤伤员时,安-72可容纳24副单架和12名坐资伤员,以及一名医疗人员。
  安-74在结构和外观上与安-72大致相同,安-74的驾驶舱中多了第四名机组成员——飞行工程师。部分安-74还在左侧机身增加了两个气泡式观察窗,一个在机身舱门之前,另一个位于机翼下方,有些还加大了翼下观察窗的尺寸。安东诺夫设计局曾设想为在北极操作的安-74设计可收放加热滑撬起落架,但没有实现。安-74的货舱可以配置为载货或客货两用,后一种具有8个座位和两个铺位。
  苏联空军安-72的典型涂装是全机灰色,苏联民航安-74的典型涂装是机身和发动机舱上白下灰,中间镶蓝色装饰条。北极地区的安-74上机身装饰条为红色,翼尖和垂尾也被涂成红色,以提高飞机在低能见度下的可视性。苏联空军装备着民航涂装的安-72,这并不奇怪,因为苏联民航本身就是一个与苏联空军有千丝万缕联系的准军事组织。安-72/74发动机尾喷管后方的机翼上表面一般都涂成黑色,用于掩盖被喷气熏黑的表面。


在极地地区服役的安-74

安-72/安-74家族
  在服役中,安-72/安-74因良好的操控性能和出色的短距起降能力受到机组的普遍赞赏。虽然该机的可靠性尚可,一般小毛小病都比较好修,但可维护性还是劣于前辈安-26,很大一部分原因是其高置发动机。
  安-72服役后不久就赶上苏联解体,因此装备数量有限,而且多被用于执行要员运输任务,到目前为止的产量大约是195架。该机并不是一种理想的空投平台,货舱过小无法空投车辆和大型货物,高置发动机的下洗气流会对空投造成干扰。苏联解体后,“大耳查布”的生产重点从安-72军用型转到安-74民用型,以外销为主要目标。
  安-72最不寻常的改型是安-71预警机,在前掠垂尾顶端安装了旋转雷达天线罩。该机只制造两架原型机,最后没有投产,北约代号是“鲁莽”(Madap)。


安-72最不寻常的改型是安-71预警机

  苏联解体之前,苏联空军被分成三个部分,分别是远程航空兵(VVS-DA)、前线航空兵(VVS-FA)、军事运输航空兵(VVS-VTA)。至于负责国土防空任务的防空军(PVO)并不隶属于苏联空军,而是一支与后者并列的部队。
  苏联空军复杂的指挥机构也影响了预警机的发展,由于图-126“苔藓”和A-50“支柱”预警机仅被用于支援防空军的截击作战任务,于是前线航空兵在上世纪80年代启动了安-71项目,以获得一种能够支援其战术行动的轻型预警机。


安-71预警机原型机

  安-71的设计基于安-72,后机身经过彻底重新设计,取消了尾部货舱门和T尾,平尾下移至机尾,重新设计的前掠宽弦垂尾顶部安装了旋转雷达天线,货舱内布置了雷达电子设备和六个操作站。
  安-71原型机在1985年7月12日飞行,但该机的“量子”预警雷达在研制上遭遇重大问题,到苏联解体时也没有解决。于是项目就随着苏联的解体而终结。2010年,安-71原型机被乌克兰国家航空博物馆收藏。


安-71侧面图

  安-71“鲁莽”经常被认为是一种舰载预警机,这是完全错误的。苏联海军航母计划中提出的舰载预警机是安-75,也就是该机的重大改进型。安-75的发动机安装在翼下而不是翼上,类似于后来的安-74TK-300,此外在结构和空动上还有许多其他改进,预定安装的是“量子”-M预警雷达。最后该机在竞争中失败,苏联海军意识到让安-75上舰代价过大,于是决定采用全新设计的雅克-44E预警机(当然后者同样也没有研制成功)。


安-75概念应该和现在乌克兰提出的安-178预警机类似

雅克-44E全尺寸模型

  安-72/安-74的改型包括:
  安-72A:标准型军用运输机。
  安-72AT:货舱兼容国际标准集装箱的改进型。
  安-72S:要员运输专机,“S”代表“沙龙”,货舱前半部分被装修成豪华客舱,后半部分用于运输随行人员的车辆和行李,或者布置20张座椅。

  安-72P:苏联/俄罗斯边防军的武装型,在右侧主起落架整流罩前方安装一门GSh-23L双管23毫米机炮吊舱,每侧翼下增加一个挂架,通常挂载两个火箭巢。该机还安装了改进型导航套件、照相机和其他监视设备,机身两侧各有一个观察气泡舷窗。该机甚至能在货舱顶部的滑轨上挂载四枚100千克炸弹,滑过尾部舱门后自由下落。


全副武装的安-72P

  安-72P一度被西方专家解读为“海上巡逻机”,虽然该机确实可以执行近海巡逻任务,但仍是一种陆上监视多功能平台,当然也可以空投边防部队和货物。安-72P产量仅13架,大部分涂着迷彩涂装。1994年以色列IAI公司曾与乌克兰合作推出安-72P的先进航电升级版,希望吸引那些有兴趣把老式安-72改装成巡逻机的用户,但无人问津。


俄罗斯边防军的安-72P

  安-72R:电子情报(ELINT)机,苏联使用早期的安-72原型机改装出4架安-72R原型机,在机身两侧增加了保形天线整流罩,但没有服役。


安-72R原型机的天线整流罩

安-72R侧面图

  安-72-100:非军事化的安-72,出售给商业客户。
  安-72-100D:非军事化的安-72S要员专机,出售给商业客户。
  安-72还有一些从未实现的纸面型号,包括苏联海军的搜救型、反潜型、舰载运输机,消防型,带气垫起落架的全表面起降型,甚至还有水上飞机型。
  安-74MP:一架由安-74改装的航电升级演示机,用于招徕国际客户。
  安-74T-100:纯货运型,有四名机组人员。
  安-74TK-100:客货两用型,货舱可布置成纯货运、纯客运、或者客货两用。识别特征是机身两侧有更多舷窗。
  安-74T-200:纯货运改进型,换装D-36 Series 3A发动机,并衍生出安-74TK-200客货两用型。

离经叛道的后继机
  安-72和安-74生产总数量大约是195架,目前俄罗斯空天军是该机的最大用户,装备着数十架安-72,也有不少安-74民用型在运营中。第二大用户是乌克兰,拥有数十架安-74民用型。伊朗在20世纪90年代末进口了十多架安-72供革命卫队使用,涂有迷彩伪装,接下来就是购买6架安-72的安哥拉。该机上的其他用户还有印尼、老挝、哥伦比亚、秘鲁。随着现役安-72/安-74逐渐步入生命后期,该机的后继机问题也浮出水面。
  20世纪90年代,安东诺夫公司对安-72/安-74进行大幅修改后推出了安-74TK-300,彻底摒弃了“大耳查布”造型,改为在翼下发动机吊舱中安装两台扎波罗热进步机械制造设计局D-436T1涡扇发动机,因为安东诺夫公司经市场调研后发现,由于机场基础设施的改善,对于轻型运输机而言短距起降能力已经不再必要。新发动机推力7.5吨,比取代的D-36  Series3A发动机省油20%,同样配置了斗式反推。


同框的安-74TK-300和安-74TK-200

  安-74TK-300原型机改装自一架安-74TK-200,于2001年首飞。安东诺夫公司提出该机的多种变型,但没有收到任何订单,唯一一架原型机最终作为乌克兰国家要员运输机。


安-74TK-300三面图

  经过安-74TK-300的挫折后,安东诺夫公司认为市场需要一种全新设计的轻型运输机,于是推出了安-148,原型机在2004年12月首飞。安-148继承了安-74TK-300的总体布局和两台D-436涡扇发动机,但机身和机翼/尾翼经过彻底重新设计,就连串列双轮主起落架也被改为并列双轮,已经和“大耳查布”关系不大了。


安-148

  安-148-100基准型客机载客量75人,以该机为基础,安东诺夫还发展出短程型安-148-100A、带附加油箱的远程型安-148-100E/E1、安-148-100E2公务机、安-148-C1货机、带货舱门的安-148-C2、带尾部货舱门的安-148T货机。2010年,该机的加长型安-158首飞,该机的机身加长了1.7米,可载客99名,机翼带有翼梢小翼。
  安-148启动客户是哈萨克斯坦Scat航空公司,安-148/158目前已售出约56架。朝鲜领导人金正恩也拥有一架安-148私人飞机,注册号为P-672。通过重新设计和换发,安-148/158在可维护性和经济性上比安-74大幅提高,同时保留了后者在偏远机场的操作能力(只是起降滑跑距离有所增加),成为“大耳查布”的合格继承者。


高丽航空的安-148 P-672


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