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水陆两栖飞机是飞机大家族中的一个“特殊存在”。看机翼,它是一架飞机;看机腹,它又似一条船。它入水似鲲,上天为鹏。今天,我们一起来看一下它的特殊本领,以及设计师们是如何实现这些功能的。
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水陆两栖飞机要在水上完成安全起降,就必须具备一定的漂浮能力,才能确保飞机不会下沉,且具有合适的漂浮姿态。为此,设计师将飞机机身下部设计成船体结构,它是飞机在起降及漂浮过程中与水直接接触的主要部分。“船体”的蒙皮设计成水密的形式,利用浮力就可以保证飞机能够在水上漂浮。
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7 d9 o# ?0 J9 U: Z 如果飞机长时间在水上漂浮,仅仅靠蒙皮是不可能做到完全水密的。缓慢的渗水聚集到一定量时,就需要进行排水。因此,飞机的“船体”上还设计了排水口,用于排走渗漏到船体内部的水。
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当飞机着水时承受过大载荷或遭遇撞击等意外,致使船体结构出现破损时,大量的漏水会使飞机的漂浮能力恶化。为了应对这种现象,设计师在船体内部设计一种叫“水密隔舱”的结构,它与中国的福船技术非常相似。4 y) H0 b, ? C. f3 }/ |0 v
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福船,是我国古代航行于“海上丝绸之路”的最优秀的木质帆船,更是我国使臣出使海外的重要交通工具。北宋徐兢出使高丽、明朝郑和下西洋都是乘坐福船。这种被商人和海盗们称为“宝船”的福船,其身怀的绝技就是“水密隔舱”制造技艺。
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* S& }7 i) g9 [5 K) P x* K% C “水密隔舱”,就是将船体内部空间以隔舱板分隔划分成若干个“小房间”,它们彼此独立且互不透水。+ V: z Z) c& D6 z) D# ~/ N0 _
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每个单独的隔舱均由隔舱板、船体壳板和机舱地板围成。当飞机遭遇意外造成船体局部破损时,破损的水密隔舱渗水不再为飞机提供浮力,但其他独立的水密隔舱依然可以提供足够浮力,从而保证飞机能够继续漂浮而不会快速下沉。
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同时,设计人员还进行了大量的计算与论证,分析不同组合任意相连两舱破损后,船体的浮力依然能够提供足够大的正稳定余度,使飞机倾覆的概率减至最小。. W4 Y O, e4 i* X
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和大型水陆两栖飞机不同,小型水陆两栖飞机往往采用的是双浮筒的布局形式,即在机身下方安装两个浮筒,在水面起降时,浮筒就承担着支撑飞机的作用。为了保证水上起降安全,浮筒也需要采用分舱设计,且需保证任一浮筒的任何两个隔舱破损时,飞机仍具有漂浮在水面上而不倾覆的能力。4 p% K Q+ g/ {
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在实际工程中,工程师除了对浮筒进行水密设计外,往往还在浮筒隔框内部填充疏水材料。这样,当浮筒破损时,破损的舱室仍然有能力提供浮力,就可以进一步提升飞机漂浮的能力。 X p% K+ |' _: Q8 I( Z
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