在我们的日常生活中，大家可能都坐过国产支线客机新舟 60。但今天要给大家介绍的是它的一个特殊版本 —— 新舟 60 灭火型飞机，这可是一款在应急救援领域有着重要作用的神奇飞机。
强大的投水能力你能想象排空一个 6 吨的水箱只需要 3 秒钟吗？新舟 60 灭火机就可以做到，它能在 3 秒内向火场投放 6 吨水。这对于灭火来说是非常关键的能力，要知道森林火灾一旦蔓延，后果不堪设想。
新舟 60排水
复杂的改装设计①装水问题。新舟 60 灭火机需要装载 6 吨的水或者灭火剂。这看似和客机搭载乘客及行李重量差不多，但实际设计却复杂得多。客机的乘客座位分散在各处，而水如果也这样分散放置，水箱设计会极为复杂，上下水也会不便。所以，新舟 60 灭火型采用了 4 个水箱，每个可装 1.5 吨液体，这些水箱集中在一起，方便控制和投水。
不过，这样一来，分布载荷变成了集中载荷，对飞机的结构设计提出了新要求。而且水箱既要装液体，又要能把液体投下去，这就需要有出口与外界相连。同时，水箱还必须和飞机内部舱室隔绝，否则投水时座舱会失压，这就导致这架飞机的气密部分和原来的新舟 60 完全不同。原来新舟 60 的整个机舱是一个整体气密舱室，而灭火型需要在气密舱室下面隔出四个与大气相连的部分，这些部分要承受很大的集中载荷，因此机身结构几乎要重新设计。
水箱排列
②投水与重心问题。新舟 60 灭火型要在 3 秒左右投下 6 吨水，这意味着飞机会在短时间内减重约 30%。如果减重不均匀，比如重心突然大幅偏移，无论是往前（头轻脚重）还是往后（头重脚轻），都可能让飞控系统或飞行员来不及反应，导致飞机失控。
所以，水箱的位置设计就非常关键，它们基本上在飞机的机翼附近，这里结构强度能更好地满足要求，而且靠近飞机的重心位置。这样在投水过程中，虽然重心会往前偏移一点，但这其实是个巧妙的设计。当飞机平飞时，升力等于重力，处于受力平衡状态。投水后重力减小，如果飞行速度和姿态不变，升力会大于重力，飞机会往上蹿。而投水时重心往前移产生的低头趋势，恰好能抵消因重力减少带来的上升趋势，让飞机能更好地控制。
精准投水的奥秘投水可不像我们想象的那么简单。当水从飞机上排出时，一开始是水柱，但很快就会被风吹向后偏转，水柱像是被空气 “掰断” 一样，破裂成大面积水体，这些水体的表面在气流作用下又会剥离成小液滴，这个过程叫做表面破碎。大面积水体和小水滴受气流影响不同，投水的最终形状与飞行速度、高度、出水口形状、排水速度都有关系。投得高、速度快，水就成水雾；投得低、速度慢，水就成水柱。我们既希望覆盖面积大，又希望单位面积的水量足够灭火，所以不能随意投水。
新舟 60 灭火型从 2023 年 7 月首飞开始，进行了 100 多个架次的投水实验，投下过几百吨的水。根据这些实验和计算结果，建立了一套自动投水系统。这个系统的原理和投弹有相似之处，都借鉴了飞行员对地攻击的连续计算投放点（CCRP）原理。
但投水比投弹复杂得多，因为水是液体，除了要考虑风速、风向等外部环境影响，还要考虑水的分子内聚力、表面张力、投放惯性力、重力等，这些力综合作用会使水经历边界失稳变形、扩散雾化的过程。新舟 60 灭火型设计了一个精准投放系统，这个系统嵌入了投水轨迹模型，考虑了水的扩散特性，并且经过飞行验证，能够自动根据飞行速度、高度、火点情况等修正准心，只要把准心对准目标投放，就能投得很准。
多功能应急救援利器新舟 60 灭火型不仅是一架优秀的灭火飞机，还可以进行应急人员和物资运输。而且它上面的传感器还能进行巡逻预警和火情监控。如果把 AG600 比作火场的重装骑兵，那么新舟 60 灭火型就是火场上的轻骑兵，它灵活机动，使用维护成本更低。我国有着 2 亿公顷的森林面积，过去 10 年里，森林火灾平均每年发生 3000 多起，火场面积达 4 万多公顷，还时常伴有人员伤亡。
传感器火情监控
如果新舟 60 灭火型能够大范围投入使用，常态化进行火场巡逻，就可以迅速发现和上报火情，并迅速执行灭火任务，把火情扼杀在摇篮里。在遇到大型火情时，全国的机队和人员物资还能在 3 小时内实现跨区域集结，集中力量扑灭火灾。随着我国应急救援飞行器体系的不断完善，像新舟 60 灭火型这样的飞机将为我们守护美好家园提供更有力的保障，帮助我们更好地应对突如其来的灾难。
文章来源：苟胜老师
