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时速300公里落地,机轮2000度高温:运20急刹,反推帮大忙了

2022-11-30/ 临汾新闻网/ 查看: 214/ 评论: 10

摘要运20发动机喷口上的奇怪装置,可以在降落时帮助庞大的飞机减速,还能给胖妞带来更大的自主性,甚至可以自己
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运20发动机喷口上的奇怪装置,可以在降落时帮助庞大的飞机减速,还能给胖妞带来更大的自主性,甚至可以自己“倒车入库”。

运20发动机喷管,后段是银色的,设计也比较奇怪复杂。这个设备虽然是银色,但并不是隔热用的,而是运20的发动机反推装置,用处很大。

运20为什么需要反推

运20作为一款军用运输机,有很强的野战起降需求。既然是野战机场,那必然是条件简陋,甚至可能是土跑道或者简易炮弹。这些跑道,无论是长度还是质量,都跟正常跑道没法比的,为了最大限度提升安全性,自然是滑行距离越短越好。

飞机的制动方式,无非就那么几种,借助摩擦、空气阻力和反推进行减速。这些运20全都用上了。

运20起落架上有刹车盘,还能展开巨大扰流板进行减速,与歼20使用巨大的鸭翼减速道理相同。剩下的制动主力,就是反推装置。

运20反推装置特写,蚌壳式结构,图片来自:前站起飞

运20如何急减速?

那么飞机单靠刹车,能完成降落吗?这个操作不是太现实。

飞机降落时速度为300公里左右,运20最大起飞重量超过200吨,降落时也可以超过100吨。这么高的速度、这么重的飞机,所有能量若是都靠刹车盘吸收,会产生巨大的热量。

这也是为何新型刹车盘使用碳碳结构,就是为了承受2000度以上的摩擦高温。即便是这样,也经常会出现某某客机刹车系统起火的报道,大家肯定屡见不鲜。

C-17降落后刹车系统起火

客机刹车起火事情也是屡见不鲜

反推除了能提升减速能力,其实也有利于飞机安全和降低成本。刹车系统本身也有寿命。像炭刹车组件,大约能运行2000到3000次飞行循环。干线飞机的起降寿命约为4万次,也就是一架客机一生要更频繁更换刹车系统。

而一套国外客机刹车组件,造价7万美元,一架空客320就需要4套。运20因为轮子多,需要12套组件,虽然国产刹车肯定比进口便宜得多,但也是笔不小的开支,能延长刹车寿命自然是更好不过,同时还能提升降落安全性,何乐而不为。

而且,刹车这东西,工作温度越高,寿命消耗越快,所以一般是刹车与反推配合,先用反推减速,速度不高时再启动刹车,可以增加刹车盘的寿命。

刹车组件寿命有限,造价昂贵

反推设计,各种各样

反推装置是一种很巧妙的设计,依靠一些轻巧的结构,就能将发动机的推力从后方转变为前方,发动机推力越大,减速效果反而越好。

反推设计也多种多样,比较常见的有【抓斗型折流门反推】、【折流栅式反推】、【瓣式枢轴转动折流门反推】等。此外,一些螺旋桨飞机,也能通过调整桨叶角度,实现反推操作。

我们运20上,目前使用的是【抓斗型】,有时也被称为【蚌壳式】,像个抓斗,或者说蚌壳,也比较简单,可靠性高,不需要对发动机内部进行较大改动,在后部加上档板即可。

运20开启反推的样子,跟伊尔-76类似,毕竟目前发动机同源

另外两种反推,则需要在发动机内部调整设计,当然原理也是借助开闭不同气道,将发动机的气流转向到前方。当然这些设计都比较复杂,需要较大较粗的发动机,运20未来如果换新的大涵道比发动机,就可能会用到,反推装置将比现在的更为精妙。

一种折流栅式反推开启时气流特征

瓣式枢轴转动折流门反推,部分发动机外壳充当折流板

配备反推的运20,万事不求人

飞机的轮子看上去非常巨大,但实际并没有动力。飞机想前进,就要靠发动机推动,那么想倒车后退怎么办?没有反推的飞机,只能等着地勤开着拖车来协助。

但运20作为一款军用飞机,去的野战机场可能并没有完善的地勤设施,不能指望借助拖着帮忙倒车或者调头。

另外,像撤侨、救灾时,当地机场可能已经半瘫痪或者超负荷运行,若是排队等着拖车帮忙,太耽误时间。这时的运20反推就起了很大的作用,只要条件允许,运20就可以直接启动反推,自行调整机身位置,甚至可以直接“倒车入库”,准确停到泊位,立即打开货舱接人或者卸货。

运20前往阿富汗,协助当地抗震救灾

另外,有些反推也可以空中开启,比如C-17俯冲时就可以开反推减速,这样可以在战区大下滑角俯冲降落,不必在机场附近低空飞行,免遭防空火力打击。这种苏军在阿富汗发明的战术,今天依然有其价值。

C-17空中开反推俯冲

反推装置,不仅仅方便运20日常降落,还给运20带来了更大的灵活性和自主性,做到了万事不求人。今后配备涡扇20的运20,会使用全新设计的反推,起降性能肯定更上一层楼。

运输机开启反推的流场计算

运-20换装大涵道比涡扇的侧视想象图,制图:钢铁机机

运20换装大涵道比发动机想象图来自网络


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