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空客A400M运输机使用复合材料比例高达35-40%

http://cn.newmaker.com 2/9/2010 9:26:00 PM 佳工机电网

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展厅 8	航空与航天设备展厅直升机, 无人机, 航空发动机, 航空材料, 飞机座椅, ...

“宽体化”的货舱设计使A400M的装载能力非常出色，根据不同的任务需要，货舱内部只需要一人就能在很短时间内就完成改装，安排最佳的货物装运固定方案。在运载大型装备时，货舱内可以前后串列安放2架“阿帕奇”或1架“超美洲豹”直升机，装运装甲车辆等装备时可以装运1门M109A6自行榴弹炮或装运3辆M1l 3装甲输送车；运送兵员时可乘载120名全副武装的士兵或伞兵，此时座椅为四排纵向排列，靠货舱壁的两排座椅通过绞链安装在舱壁上并且可以折叠收起来，中间的两排座椅可完全拆除；装运集装箱时可运载9个2.2 3 5×2.74 3米的标准集装箱，或以货盘在中间、人员靠舱壁乘坐的布局混合装运9个货盘和57名兵员。在执行战场救护任务时，该机可同时运送66副担架和10名医务人员。此外，机上还留了一块地方作为特殊医务处理用的幕帘区，可作为机上临时手术问。在货舱内，除设有一个固定的洗手池外，还设有两个固定的遮蔽式小便池，可谓是“人性化”方面考虑得非常周到。

在A400M货舱地板上布置有系留环、导轨和滚棒系统等机内自装卸设备，这些设备一直延伸到尾门货桥上，在不需要时可以把滚棒／系留环系统隐藏在货舱地板下，并可选装用于3.175米宽民用标准货盘的滚棒／系留环系统：在货舱的前端，飞机中线地板下的位置配有一台重型绞盘，用于牵引重型物资的装载。特别值得一提的是，在A400M机身后部装有一台最大起吊重量为5吨的起重机，其滑轨一直延伸到尾货舱外机尾处，能够直接从地面或从各种高度的卡车上吊装所有军用货盘和散装货物，货运员利用一个手持式遥控装置即可操纵这台起重机。目前，只有A400M才具备这种不依靠外部保障机械设备既可装运货舱外货物的能力。

为了提高装运效能，A400M配备有“自主式货舱操作系统”。该系统具有很高的自动化程度，可以精确测量出飞机在装卸载荷时所引起的重心变化，在地面装卸阶段就自动计算并在货运员工作站的显示器上标出最佳装载位置。“自主式货舱操作系统”与货舱内装卸系统相结合，在完全无机场保障设备的前提下只由一名货运员就能高效完成所有货物的装卸，而无须地面人员协助。在世界各国所有型号的运输机中，只有A400M和美国C一17才配备有这种高度自动化的货舱载荷管理系统。

在A400M运输机上，复合材料占结构重量的比例达35%～40%，特别是机翼，碳纤维复合材料占机翼结构重量比例高达85%，开创了使用复合材料为主要材料制造大型运输机机翼的先例。采用碳纤维制造的机翼，重量是同等强度铝合金机翼的75%至80%，并且不会产生金属疲劳，先进复合材料的广泛应用对于减轻结构重量相当有利。在A400M的复合材料设计和制造中，广r泛采用了计算机辅助设计软件，如土耳其航空航天工业公司就使用美国维斯特吉公司的Fibe r SlM软件来进行设计。土耳其航空航天工业公司作为空客A400M项目的签约合作方，在CATIAV 5CAD模拟环境中利用该软件为A400M运输机设计了副翼及扰流片等气动控制面。

A400M的机翼除前缘、前后缘支承结构及铰链采用铝合金外，其气动舵面、机翼蒙皮、桁条以及中央翼盒与外翼盒接头的某些部件也均为复合材料。但为了确保强度安全，A400M机翼与机身的接头采用钛合金制造并用螺栓以双钩环固定，以保证在断裂时有双余度保险。该机翼蒙皮与加强筋组成一体固定在碳纤维复合材料翼梁上，翼肋仍采用铝合金制造。因为其主要受压应力，此时用复合材料与用铝合金并无大的不同。除机翼外，A400M的尾部货舱门、起落架舱门、整流罩以及螺旋桨也采用高强度复合材料来制造。目前，空客公司正在进行一项更为“大胆”的重要计划――研制全碳纤维复合材料机翼，并已制造出6.2米的翼盒验证件。

为了获得0.72马赫高速巡航飞行时的气动性能并兼顾好低速性能和操纵性，A400M的机翼并没有采用以往战术运输机常用的平直机翼，而是设计了为适合高亚音速飞行的超临界翼形后掠机翼，机翼后掠15。，并有4。下反角。在A400M机翼的内部布置有7个油箱，总共可容纳640000升燃油；在每侧机翼上有一块外侧副翼、四块用于滚转操纵和减速的扰流片和两个双缝襟翼，这些气动舵面也均为复合材料制造。在外翼下方设有4个武器挂架，可用于挂装电子对抗吊舱或其他装备。

除大容量的机翼油箱外，A400M也可以通过固定在机头上方的受油管来进行空中加油。根据飞行任务的性质不同，这根受油管可以很方便地拆下或重新安装。值得一提的是，A400M飞行速度从最小的240公里／时到O.72马赫的最大巡航速度，所覆盖的飞行速度范围很大，因此改装为空中加油机后既可以为直升机进行空中加油，又可以为战斗机进行空中加油。目前除该机和安一7037],，其他任何一种运输机改装为加油机后都做不到这一点。与C一130、伊尔一76等运输机改装成加油机就必须回厂大改不同，A400M只需要利用简单的外场工具，在两个小时内就可以把两个软管加油吊舱装配到机翼的多功能连接点上，并在货舱内装上一套中轴线货盘固定式软管加油装置。为了加大供油量，还可以在货舱内加装一个容量为13吨的附加油箱。

A400M运输机尾翼为高置T型尾翼布局。由于A400M的发动机采用翼下吊挂安装，后机身的气流受到螺旋桨或其他结构的干扰，如果尾翼采用常规布局则无法满足对平尾结构气动效率的要求。而采用T型尾翼，水平尾翼处于机翼气流波动范围之外，高平尾在飞行状态时受机翼下洗流的影响最小，动压损失也最小，垂尾展弦比和根梢比也比较小，大大改善了水平尾翼的气动效率。另外，因为水平尾翼高置于垂直尾翼梢部，既可起到垂直尾翼端板的作用，减少垂直尾翼面积，又因为垂直尾翼的后掠可使水平尾翼获得较长的力臂，降低平尾面积。这样既降低了阻力，又减轻了结构重量，还能减少在地面装卸大型货物和装甲车辆时平尾被碰伤，或螺旋桨刮起的地面异物对水平尾翼造成损坏的可能性。

与常规布局相比，高置T型尾翼结构设计有其明显优势，但是其力臂较长，所以要求垂尾结构具有较大的扭转刚度。为了保证足够的结构刚度，A400M的T型尾翼设计为加强结构，并大量采用复合材料，碳纤维复合材料占结构重量比例高达97%～98%。垂尾主要由一个三粱主盒段、一个可拆卸的前缘、后缘隔板和一块方向舵组成，垂直尾翼的根部与后机身上一个机械加工的平直翼面连接。除了垂尾前缘和铰链，所有这些结构部件主要由复合材料制造。垂尾前缘是金属／复合材料的复合型部件，可改善抗冲击和防腐蚀性能，在垂尾翼尖装有预警保障措施短舱。方向舵是带铝合金铰链连接肋的碳纤维加强型结构，由两台液压伺服作动筒和一台电动马达驱动。A400M的垂尾面积较大，有着非常不错的航向稳定性。水平尾翼为铝合金中央结构翼盒和两个复合材料的外侧盒段结构，中央盒段为水平尾翼与垂直安定面的连接提供安装固定结构。水平尾翼两侧各有一块升降舵，其主结构也采用了碳纤维复合材料。

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