对国产“安二”型民用飞机的几点说明

武盛立

国产“安二”型飞机已经普遍在全国各地使用，正胜利地完成预计的工作。这说明了我国年青的航空工业不但在数量上，而且在质量上也达到先进的水平，符合国家要求。

“安二”型飞机出厂后，有许多人有这样的看法：为什么现在还生产双翼机？为什么不生产大飞机等等。有这些看法的人是不难理解的，为使广大航空爱好者对此有比较明确的认识。我想简略地说明一下，以供参考。

“安二”型飞机是苏联设计师奥·柯·安东诺夫设计集团设计的。这是一种活塞式单发动机(Aш－62иp)的双翼轻型运输机。翼展18公尺，机身长13公尺，高5公尺。机体由机身，翼匣与尾翼三部分构成；机身是全金属半硬壳结构，由薄蒙皮铆接而成，分驾驶舱，货舱，尾舱三部分。机身上装有固定的起落架。翼匣是由上下机翼，翼间支柱与张线构成，汽油箱装在上机翼内，自动式的缝翼装在上机翼前缘上。上下机翼与尾翼同样是由金属骨架与蒙布构成。座舱内装有成套的现代化飞行仪表，无线电设备，可以在复杂的气候条件下飞行和夜间飞行。

为什么采用双翼

我们知道早在三十年代初期设计家们已经不再设计双翼飞机了，从那时起单翼机得到了极其广泛的发展，获得双翼机所达不到的要求(速度、外形等)，因而双翼机被淘汰了。为什么在单翼机在各方面都被人们公认为先进的时候，反而设计起双翼机？为什么我国目前还成批生产？其原因也不难理解，单翼机优于双翼机是肯定的，无可争辩的，只有单翼机才能达到高速(超音速)等其他性能。例如“图－104”飞行速度超过850公里/小时，这是双翼机根本达不到的。同时双翼机的机翼很薄，很难装可收放的起落架以及安装各种物件。但是“安二”飞机要求的飞行速度不高(巡航速度约180公里/小时)，为了安全起见，起落架可以不收放，作成固定的，因此单翼机的优点在“安二”飞机上就无法显示出来了。双翼机主要优点是机翼重量轻，其次翼展和飞机长度短，有良好的机动性。为了提高飞机的经济效果，增加飞机的有效载重量，从而减轻飞机的结构重量，双翼机是适合的。从下面的数字可看出：“安二”飞机，机翼面积每一平方公尺约重9.5公斤，而单翼机每一平方公尺机翼面积约重不小于25公斤。“安二”机翼总面积约71多平方公尺，如计算一下，相等的面积，双翼机和单翼机的机翼重量就有显著不同，虽然双翼机有两个机翼，迎面阻力有所增加，但比单机翼重量的增加要轻得多，总的来说还是有利的，对“安二”飞机双翼机是适合的(图1)。

双机翼多采用长方形平面形状，因为在生产上非常有利；长方形机翼沿翼展方向的翼剖面厚度和翼弦全一样，因此组合的零件尺寸相同，采用一个设备即可(见图2)。

为更明确其优点，不妨举几个例子作为比较(见图3)。

从图中看到三种类型结构的机翼，图3a为张臂式长方形机翼，如果单机翼采用此种机翼是不利的；力臂长，弯矩大材料未充分利用，结构重量增加，所以单翼机多采用梯形机翼(图3b)，因在翼尖处重量小，材料充分合理利用，弯矩小，从弯矩图上也可看出，向左弯矩大，向右弯矩小(弯矩=重力×力臂)。“安二”飞机采用长方形原因是因沿翼展方向有两个支点，一个支点在机翼与机身固定处，另一个支点在机翼与翼间支柱固定处，机翼就好像一个双支点梁一样，虽然采用长方形机翼，但所受的弯矩还是小的，从弯矩图也可看出(图3c)。

尾翼采用和机翼相同的平面形状，原因同上，不过尾翼只限于水平面上，同时支点不是翼间支柱而是尾撑杆(见图4)。

机身形状

“安二”飞机机身形状是根据各个部件(机翼，尾翼，发动机等)条件确定的。由于“安二”飞机以运输机为主型，多装货是主要的，同时外型上要保持流线型，机身前移由于发动机限制采用圆形而货舱采用近似长方形(见图5)。

圆形对载重不利，因为机身内的空间不能充分利用，长方形恰好相反，有效的利用空间，并使机身与机翼干扰小。机身外形是曲面的，曲面对生产上方便，在结构上也好(使蒙皮稳定性好)。驾驶舱突出机身，主要为获得良好的视界，尤其对农业机，渔业机等，更为重要，因“安二”飞机经常要作超低空飞行(离地面只有5公尺)，良好的视界是其首要条件(见图6)。

起落架

“安二”飞机的飞行速度不大(巡航速度约180公里/小时)，暴露在空气中的固定式起落架(图7)所引起的阻力较小，比其他部件：机身、机翼引起阻力要小的多。将起落架收起，如能减小15%的阻力，最大速度只不过增加(或加快)5%左右，而航程也只不过增加13－15公里。更重要的是起落架做成收放的不但构造复杂，也增加了重量，反而不利。固定式起落架不但结构简单，便于生产，而且非常安全可靠，不会产生因起落架放不下造成着陆时种种困难和伤亡事故。

近代飞机起落架多采用前三点。前三点的优点较多，如着陆安全，大速度可着陆，滑行时稳定性好，机身位于水平位置对于旅客及驾驶员方便等。前三点既然有这些优点，为什么在“安二”飞机上反而不用？主要原因不外乎以下几点：

1.采用前三点后，重量会增加：因“安二”飞机是螺旋桨活塞式发动机，为使桨叶不触地，势必将起落架加长，这样导致重量增加。

2.“安二”发动机在前面，如再装前起落架，会造成固定困难，并且为了加强前移零件也使重量会增加。

3.“安二”可在不平地面上着陆，而前三点在克服地面不平较后三点差，同时前三点在不平地面着陆时前轮易损坏。

4.后三点滑行时方向正确，克服前三点的偏摆度。

“安二”型飞机采用后三点，根据使用经验，不能说是最理想的，这有待于今后更好的改进。

螺旋桨

“安二”飞机上采用了形状独特的四桨叶，大直径马刀形螺旋桨(图8)。

四桨叶在重量上比三，二桨叶要重，(一般桨叶都是金属的)可是“安二”飞机螺旋桨叶都采用木质的，只在前缘上包一层金属，木头当然比金属轻，例如与三叶的里－2型飞机桨叶比就轻10公斤。更重要的是四叶的比其他桨叶有效系数大，尤其在起飞时，这点非常重要。采用马刀形的桨叶主要为在大圆周速度时马刀形桨叶迎面阻力小，可使尖端避免波阻的产生。学过三角及平面几何的同志都知道，在直角三角形ABC中，b大于a。

根据三角可知

a=b cosα

同理可知气流直吹到桨叶上的速度和斜吹到桨叶上的速度不同，相差Cosα(余弦)如图9。

普通桨叶：U1=U2

马刀形桨叶：

而U2=U1Cosα

U1直气流速度；

U2作用在桨叶上的气流速度；

U3未起作用的气流速度。这说明只有U2才真正作用在桨叶上，而U3滑过去了，根本不起什么作用，也不影响其性能。我们知道：速度大，产生阻力大，速度小，产生阻力小。在高转速时阻力(波阻)更是急剧增加。在相同的转速下，普通形状桨叶产生的阻力大，而马刀形产生的阻力却较小，这样可以更充分发挥马刀形桨叶的作用，提高转速增加拉力，从而提高飞机的性能。

附翼机构

附翼机构简单说即是在机翼上增加一些活动面，如前缘缝翼副翼，襟翼等，用来增加机翼的升力，某些情况下，还用来增加阻力，尤其在飞机着陆时，附翼机构的好坏有极其重要的意义。“安二”飞机采用附翼机构可以获得下列两个好处：

1.缩短了着陆滑跑距离，因为着陆速度降低，迎面阻力增加(见图10)。

2.缩短了起飞的距离，因为升力增加。其他如增加升阻比()、下滑角θ(为缩短起飞降陆距离)，以及提高飞机低空大攻角飞行安全性。

在附翼机构中现在主要介绍一下前缘缝翼。“安二”飞机只在上机翼前缘沿展向装有前缘缝翼，其用途是提高飞机在大攻角下飞行的安全性(不失速)，其次也增加些升力。飞机在飞行时前缘缝翼与机翼配合很好，形成一整体，被气流紧紧压在前缘上。在大攻角飞行时，机翼后面产生扰流(见图11)使阻力增加，并使舵面效应不高。为了避开和延迟扰流的产生，有了前缘缝翼即可保证这点，在大攻角飞行时，前缘缝翼自动打开，气流流过前缘缝翼和机翼的间隙。由于间隙小，压力大，气流速度很快，将刚要产生的扰流吹去了，保持升力增加(见图12)。

“安二”飞机的一般性能

以上简要说明“安二”飞机各部件选择的主要原因，现在再介绍一下它的一般情况。我们知道一架飞机的性能好坏，对它的生产、使用寿命具有很大的影响。对一般民用机的要求不外乎以下几点：

1.起飞、着陆性能好。

2.载重量大而经济。

3.稳定性好，操纵简单。

4.使用安全可靠，维护方便。

5.用途多。

6.结构简单，施工性好。

总之，要求是很多的，有些且是互相矛盾的，一架飞机同时满足这些要求(这些要求往往由订货方提出)是不可能的，如何解决这些矛盾，必须根据飞机的主要用途和性能来作适当的安排，满足主要的，放弃次要的。例如要提高飞机的经济效果，增加飞机的载重量，那就要减轻飞机的结构重量，如要提高飞行安全可靠，则必须增加零件强度，导致增加重量。又如采用附翼机构，对性能上大大提高一步，但重量增加，使经济效果降低，诸如此类，这说明任何一架飞机有其优点也必有其缺点。

“安二”具有其他飞机所没有的优点，就是：起飞降落只要180公尺长，经过滚压后的田野土地就可起落；能作5公尺超低空飞行；装有最新式的无线电导航，定向，盲目飞行和着陆等设备；双套操纵机构，防冰，防火等装置。特别要指出的是它的经济效果与同类飞机比较，载重系数大，耗油量小，前后重心极限范围大，便于装载货物，它采用蒙布的翼面，固定起落架以及较少的原材料品种规格，这就使得飞机造价较低。

“安二”飞机稍加改装可做运输机，旅客机、农业机、渔业机、勘测机、教练机等。在苏联其用途不下于四十多种，例如作运输机时，可载运一吨半货物或十名旅客。如作农业机，可以完成灭虫，播种，施肥，除草等工作，计算起用费相当便宜，如每架飞机一天工作六小时，可撒药粉3－4万亩，其工作效率相当于三万多个人工，而每亩费用还不到一角钱。起落架经改装后，不但在平坦的草地，泥地上使用，还可在沙漠上，水面上(能在0.8－1.2公尺深的水面上)雪地上等使用。由于“安二”飞机具有这些优点，对我国很适用，所以我国目前还成批生产，而且广泛地用于国民经济建设事业的各个方面。