问答运—20（下）
问：运-20的纵列式主起落架与伊尔-76、C-17相比各有什么特点？
答：为了保证满载时能在机场安全起降，大型的军用运输机一般都采用多支柱、多轮式起落架，并配备中、低压轮胎。主起落架和机轮往往都设置在机身两侧凸出的保形舱内。鼓出来的这两个大包会产生一定的阻力，为何不像前起落架那样，飞机升空后将主起落架直接收入机身呢？在进行方案设计时，主要出于两个考虑。
一是大型运输机的主起落架及机轮的数量比较多，将多套主起落架和小车式机轮收起后放入机身，会占据较大的内部空间。
二是由于这些起落架均安装在机身上，而机体再粗，也无法保证有足够的主轮距。对飞机来说，若主轮距太小（左右起落架相互之间的距离比较近），在起降和地面转弯时便有可能发生侧翻的事故。
那么，如何增大运输机的主轮距呢？目前可供选择的措施大致有下述几个。
一是把左右起落架布置在机翼或发动机舱的下方，以保证主轮距满足使用要求。不过，对于上单翼飞机而言，这么设计会导致主起落架过长、过重。因此，该方法只适用于轻小型运输机（如安-32、运-7等），对大型运输机来说基本上不可行。
二是将主起落架支柱设计成外张的八字形，以适当拉开左右机轮的间隔。但该方案的受力情况不是太好，重量会有所增加。
三是在机身下部增设一对短翼，将两个主起落架和机轮安装在短翼外侧。其优点是：短翼可产生一定的升力，且阻力也不大。缺点是：这种办法只能安装一对主起落架，难以布置多支柱起落架，因此，只适合轻小型飞机使用。
四是把多支柱主起落架前后串列安装在位于机身外的起落架舱内。这样做的优点是：既可满足增大主轮距的要求，又不必占据机身内的空间。其不足之处是：机身中部突出的大鼓包会增加全机的飞行阻力，因此，需在整流修形上多下些工夫。目前，几乎所有的大型运输机都选择了第四种设计方案。
运-20运输机采用液压可收放式前三点起落架。升空之后，配装并列双轮的前起落架收入驾驶舱下方的机体内。该机机身左右分设三组双轮式主起落架，起飞后，它们分别收入机身两侧的整流罩内。该机在起降装置方面与伊尔-76、C-17A的最大差异是主起落架/机轮系统的设计不一样。伊尔-76采用的是双支柱8轮式主起落架，每个缓冲支柱的左右各装一对双轮；C-17A则选择双支柱6轮式主起落架，每个起落架配三个机轮。
从停放和地面滑行的照片中不难看出，伊尔-76和C-17A的主起落架有一部分机轮位于整流罩之外或处在舱门的边缘，飞机离地升空后，它们不能直接向前、向后、向上或向内侧收入起落架舱里，其缓冲支柱必须先带着机轮旋转一定的角度后，才能将其整体纳入舱内。显然，它们的起落架和机轮的运动控制机构比较复杂。相比之下，运-20飞机主起落架的收放过程就简单多了，而简单便意味着省钱、重量轻、故障率低。安-70、安-124、C-5、XC-2、A400M等多数大中型运输机机型均选择了此类简单、可靠的起降装置方案。
问：运-20的机身上、发动机舱上的类似电离辐射的标志是什么？
答：大多数读者和观众是从各媒体播出和刊发的歼-15舰载机首次成功地在“辽宁”号航母上拦阻着舰、滑跃起飞的新闻录像及照片中，第一次目睹到该图案的。这些非常显眼的标志，给人们留下了深刻的印象。在运-20原型机上，人们又看到了类似的图形标识，只不过它们被画在了飞机的不同部位上。歼-15将此款圆形标志依次喷涂于机头雷达罩、驾驶舱后下方、发动机进气道、翼尖导弹发射架、腹鳍和立尾的外侧（导发架上的图案为长方形）。运-20则将它们分别印在了前机身、主起落架舱、外侧发动机舱、后机身、垂直尾翼的表面。
如果仔细观察，就会发现，该圆形标志的周边为一道黑圈和一道白圈，以及几条不同角度、位置的白色短线，圈内对称的四块扇形面分别被填上了黑黄两色。这款很像“电离辐射”的图案看上去相当醒目，但也透出些许神秘感。此类标识性的符号在已服役的军用飞机上是看不到的。采用蒙皮材料原装色（多为黄、绿、白等色彩）的刚刚出厂、尚未交付用户的新飞机，甚至许多用于试飞的原型机，一般也不喷涂黑黄相间的圆形标识。那么，此类图案又有何功能呢？
显然，它们是试飞科研机构为了达成某种目的，而专门为处于评估、检测、试飞、取证阶段的一些新机型精心设计的。
过去，类似的标志在飞机三面图等蓝图中主要用来表示全机的重心位置，但在部分新开发成功的飞机上，该图标代表的是某些用于测量和观察用的基准点。画上这些明显的标记后，可便于专用的光学设备对空中的飞机进行动态参数测量、信息采集、航空拍照，或实施目视观察和精确的跟踪、定位。特别是在新机试飞时的伴飞、编队飞行（包括模拟空中加油）过程中，这些涂在机体不同部位上的显眼标识，就成为了彼此间参照、观测的重要基点。
有报道说，运-20首次滑跑起飞之前，有一架歼-15舰载机先行升空，在试飞时陪伴其左右。这两架飞机都是涂有特殊的圆形标志图案的。伴飞过程的情况千变万化，用摄像机、照相机、红外探测器等光学设备以及用目视的方法对试飞中的航空器进行空中观察、数据采录和摄影、摄像时，有时需要双方保持同步，维持统一的速度、高度；有时需要加大二者的速度差、高度差；有时又需要变换观测的角度、姿态，调整相互位置。在两个不同机种、机型（特别是试飞飞机）之间进行这样的编队伴飞和协同配合，是有一定困难的，因为双方的相关数据可能无法实时交联和沟通，用目视观察、光电仪器扫描的方式进行伴随、跟踪、测试和记录，也许是最简便易行的方式。除此之外，在科研试飞中，这些色调明快的图形标识还有其它的用途。
实践证明，在机体上只标注一个参考基点是远远不够的，飞机的姿态、角度改变后，很可能就看不到该图标了（或被机翼、尾翼、发动机舱等遮挡住了），因此，需要在飞机的前后、左右、上下等各部位的表面有多个这样的特殊印记。
问：运-20的前机舱门与伊尔-76相似，有合页，为推拉开关门，上下飞机还需专门的梯子
为什么不采用C-17、A400M、中国的“新舟”客机那样的可收放、直接带梯子的舱门设计？
答：带梯子的舱门多用于机身离地高度较低的运输机、公务机和通用飞机。其转轴位于舱门的下缘，机门的内侧附有一套固定式的或可伸张、合拢的梯子。舱门开启时是从上向下绕铰链轴打开的，关闭的过程则相反。此类组合式机舱门的设计很巧妙，优点也很明显：一举两得，使用方便。转场时，飞机不必自带登机梯，也不需要机场为其准备相应的出入机舱的设施。缺点是：构造复杂、重量稍大、成本较高。不过，对于军用运输机来说，这根本算不上什么问题。
前后滑动式推拉门在运输机上并不常见（一些玻璃窗盖、口盖采用此法），而使用左右转动式常规舱门的机型则比较多。其铰链轴位于舱门的侧缘，开锁后，采取推转和拉转的方式即可启闭。旋转式舱门的合页有的位于门的内侧，也有些装于外侧，这是有讲究的。前者只能向里开启（开启时需占用一定的机内空间），后者必须向外推才能打开。
带梯子的舱门并非高科技产品，我国完全有能力设计、制造。关键在于做何抉择。对于大型运输机来说，随机携带一个供乘员上下飞机的小梯子也占不了多少地方。而使用配备电动或机械偏转装置的下折式带梯舱门，收放时反而会觉得操作过程复杂了点、麻烦了点。
另外，配置哪一种前、后舱登机门，在设计和使用性能上可能还有其它的一些考虑。与伊尔-76一样，运-20采用的也是将铰链轴合页设在外部的左右开闭式舱门（合页还进行了整流），即该机的舱门选择了向外打开的方式。为什么要这样设计？一些照片显示，伊尔-76运输机在空中飞行状态，其机身侧面的舱门是可以逆气流开启的，以用于空投和伞降。显然，运-20的舱门也具备此种能力。
问：伊尔-76和运-20的飞行速度都在800千米/小时以上，在此速度下，舱门还能向外推开吗？另外，下翻式的带梯舱门在飞行时是否也能启闭？
答：首先，在高亚音速状态下，由于气流的力量太大，舱门基本上是推不开的。而且人员和物资也不可能在800千米/小时的速度下离机。我们以弹射救生为例来说明这一问题。一般而言，当飞行速度超过400千米/小时后，受气流压力的影响，飞行员已很难依靠自己的力量爬出座舱了，必须借助外力离机。而当飞行速度达到800千米，小时以上时，如果不采取保护措施，弹射跳伞的飞行员便会面临受伤或死亡的威胁。显然，运输机实施空投、空降时的飞行速度最好控制在400千米/小时左右。
在较低的飞行速度条件下，左右转动式舱门比较容易推开，用于观察、空投和跳伞，而自带梯子的下翻式舱门很难做到。因为侧开式舱门的铰链轴是垂直于飞行方向的，在前方来流吹袭下，顶风受力的主要为门面，舱门各处负担的气动力比较平衡，它会均匀地将一部分力传给铰链及两个合页。若承力太大，舱门有向关闭的方向转动的趋势，对结构不会造成什么损害。而外形复杂的带梯舱门放下后，所受的气动力很难预测，有可能会发生抖震等情况。舱门的重力以及气动力、震动力等将全部传给顺气流方向安装的合页与铰链，前后两个合页及插在里面的转轴所承受的力和力矩是不一样的，拉扭力过大，且不均衡，机件就容易损坏。显然，除非遇到特殊情况，这种舱门是不宜在空中打开的。
简而言之，如果只在地面停放时使用，自带梯子的下翻式舱门的长处多一些，而若想在空中飞行时也能安全启闭，那么，侧开式舱门的适应性更好。
问：作为试验机，运-20表面似乎没有空速管，机头雷达罩上方的突起是不是压力感知器，能替代空速管吗？
答：对驾驶员来说，飞机的速度、高度、升降速度等参数是影响飞行安全、作战效能的关键信息，因此获取准确、连续的速度、高度读数非常重要。那么，怎样才能使飞行员知道座机当前的速度呢？在固定翼飞机上一般都是依靠空速管来进行相关数据测量的。
空速管也叫皮托管、总压管、总一静压管。它是感受气流的总压（也称全压）和静压，并将测得的压力数据传送给大气数据计算机、飞行仪表的装置。这种航空装置主要是用来测量飞行速度的，同时还兼具其它多种功能。
总压由两部分组成：静压与动压。知道了总压和静压，就能得出动压的数据。而动压又和飞机与空气相对运动的速度有关，气流的相对速度越大，动压就越大。有了动压便可算出空速，或直接将测量值转换为某些飞行仪表的读数。
总一静压管由两个同心的圆管组成：内圆管为总压管，外套管为静压管。两者合为一体直指飞行的方向。总压管的前端正中央处，开有一个顺气流（法线方向）的通心孔——总压孔。而静压管的顶部是封闭的，但在其后部气流不易受干扰的侧面部位上开有许多圆形的、垂直于来流的小孔洞——静压孔。
飞行时，迎面气流经总压孔进入总压室后受阻减速，并最终将速度降至零。流速为零的这个点，学名叫做“驻点”（也称“停滞点”或“零速点”）。在该点，气流的全部动能都转化为“势能”（又称“位能”或“压力能”），驻点处的压力，即为总压。接着，总压室将测量出的总压经导管传递给相关的飞行仪表或传感器、计算机。与此同时，由静压孔感受到的当地大气静压，则经静压室的导管输送出去。带缩涨膜盒的气压式仪表以及计算机、传感器根据获得的总压和静压，就可以计算、指示出空速来，并为飞行员提供驾驶飞机所需要的飞行高度、升降速度等信息。
由于速度、高度等数据对执行任务、保证安全非常重要，而测压用的空速管对流场的品质要求又很严格（受到扰动会产生误差），因此，一般都将它们设置在机头、机翼中外翼段前缘或垂直尾翼顶端等远离干扰、气流比较“干净”的地方。
为了确保飞行安全，有的飞机还在机身侧面安装有一两套备份空速管或独立的应急总压管、应急静压孔。当空速管发生故障时，由它们为飞行仪表提供相应的气流压力数据。有些飞机的空速管上还装有风向标（也称气流方向传感器或流向角感应器）。它们与精密电位计（或解析器）连接在一起，用于测量相对于纵轴的气流方向的电信号，以得出迎角、侧滑角等参数。
在许多战斗机、攻击机、轰炸机身上，空速管所处的位置都非常显眼。然而，除了试飞的原型机外，现代大型运输机一般在机头处都看不到这类细长、醒目的空速管。那它们的空速管都装在哪里呢？伊尔-76、C-17、安-70等机型是将4套互为备份的L型空速管分置于前机身或驾驶舱两侧。日本C-2运输机的原型机——XC-2首飞时在其驾驶舱的正前方竖起了一块垂直于机身轴线的矩形板子，空速管架在其上端。估计这是一个临时性的措施，主要用于对比和校正性测量，生产型飞机会取消。
从目前发表的照片看，运-20的确在机体的各部位都找不到空速管。那么，这种新型运输机到底配没配空速管？如果没有，那它选择的是什么样的空速测量装置？读者首先会想到，依靠GPS、“北斗”卫星导航系统就可以测速，许多汽车上都带有此类简便的信息工具。而且实践证明，GPS给出的数值有可能比车载速度表还准确。
这个想法无疑是对的。目前，许多有人驾驶的和无人驾驶的航空器都采用GPS导航定位系统，作为测量飞行速度的关键设备。但问题是，GPS提供的只是“地速”而非“空速”。
飞机驾驶员需要了解的飞行速度有几类：一是空速，即航空器相对于空气运动的真实速度（也称真空速）；二是指示空速，即根据海平面标准大气条件下动压与空速的关系算得的标准空速；三是地速，即航空器水平飞行时与地面的相对速度（平飞时从地面一点到另一点的实际速度）；四是升降速度，即航空器沿铅垂线的上升、下降速度；五是飞行马赫数，即航空器在某一高度层飞行时的空速与当地音速之比（也称飞行M数）。
我们知道，大气的物理参数（如密度、温度、压强等）是随高度的变化而变化的。动压、静压等也与大气密度或高度有关。在同样的相对流速情况下，若空气密度高，动压就大，密度低，动压便小，空速表内的波纹膜盒的缩涨率也随之改变。即空速一样时，空速表在不同高度层上的指示值是存在差异的：低空飞行时，空速表显示的刻度要比在高空时大。这种随高度而变化的空速被称为“表速”。常规的空速表盘上一般都有粗细两根指针，粗针指示的就是“表速”，细针指的则是经过修正的相当于海平面标准大气条件下的空速，这种不随高度的变化而变化的空速被称为“指示空速”或“实速”。
“地速”和“空速”这两种不同概念的速度对飞行都很重要。知道了地速，就能准确地掌握从某点飞往目的地所需的时间，计算出几点几分可以到达。而仅知道空速，可就无法准确预测了。那么，在飞行时是否了解地速就够了，空速无关紧要？情况并非如此。对于飞行员来说，只知地速，不知空速是绝对不行的。否则，将有可能出现下述情况：
——假设一架飞机的低空最大允许表度为1000千米/小时。如果该机在风速100千米/小时的情况下逆风飞行，测得地速为1000千米/小时，那么，它的实际空速可能已达到1100千米/小时，超出了临界值。低空的大气密度高，如果速压过大，对机体比较薄弱的部位（如进气口等），就会造成损害，甚至引发事故。
——假设一架战斗机的最小机动速度为220千米/小时，最小平飞速度为200千米/小时。若该机在风速40千米/小时的情况下顺风飞行，测得地速为220千米/小时，那么，它的实际空速只有180千米/小时。在这种情况下是不能实施机动飞行的，甚至连维持平飞都做不到。此时，若操纵不当，飞机很容易进入失速、螺旋等危险状态。
空速的数据既然那么重要，运-20为何不配皮托管？是否还有其它的测量空速的方法呢？答案是肯定的。比如说前面提到的，装在飞机上的应急总压管和应急静压孔（其孔洞通常开在机身侧面的蒙皮上）。可以将该装置看作是一个像机身那么粗的全一静压管。除此之外，利用下述的办法和技术措施也能获得飞机的空速数据：在机体上设置振筒式压力传感器、热敏式压力传感器、数字式压力传感器、压敏电阻式传感器、应变片式传感器、桨叶式（风速计）传感器、精密压力变送器、嵌入式大气数据传感器等等。
目前，一些先进战机为了增强隐身性能，已取消了突出于机体外的金属制空速管，改而采用与飞机表面融合为一体的智能化数字压力传感器。如果运-20没有安装空速管，那么它一定配备了新型的高精度的空速测量装置。
问：运-20机身呈现出黄色、绿色、白色等颜色，是不同材料？还是不同厂家制造？
答：运-20是全国大协作的产物，许多单位都参与了该型机的研发或承担了零部件的制造工作。
从颜色的基调看，运-20的原型机主要由黄、绿、白三种基本色彩构成。根据色块可以观察出，它大致分为这么几部分，机头与前机身、主翼与发动机吊舱、中机身与主起落架舱、后机身、垂直尾翼与水平尾翼等几个大型组合件。不同颜色的大部件肯定是由不同企业提供的，即使是相同的外表涂装，也不一定由一家生产。另外，有些特殊的颜色，表示采用了不同的材料。比如说，位于机头的白色雷达罩，采用的就是特殊的透波性能比较好的复合材料。（全文完）
[编辑/泰蓁）
作者：傅前哨
来源：《兵器知识》2013年第06期
