傅前哨解读运-20运输机

万磁王

　　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。

万磁王

　　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。

珠海航展的最新照片表明运-20采用了先进的分布式大气数据系统，机头除了多个L型空速管外，还有迎角传感器、侧滑角传感器、静压及总压传感等

万磁王

　　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。

空速管的结构

　　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。

万磁王

　　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。