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飛機(jī)牽引車 沒了它可沒法倒機(jī)?
www.163.com 2023-12-26 18:05
出品|網(wǎng)易新聞
導(dǎo)語：汽車倒車依靠發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)輪子，掛個(gè)倒擋就可以實(shí)現(xiàn)，飛機(jī)一旦降落到地面，由于飛機(jī)上的機(jī)輪沒有動(dòng)力源后退，就只能由飛機(jī)牽引車來幫助。特別是航母艦載機(jī)牽引車，號(hào)稱“單車價(jià)值百萬美元相當(dāng)于20輛勞斯萊斯”，今天來聊聊飛機(jī)牽引車為什么這么貴。
一、 牽引車這么貴，可以讓飛機(jī)自己倒車嗎?
1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴，飛機(jī)不就可以后退了嗎?
現(xiàn)實(shí)中還真有這樣的飛機(jī)。麥道公司的MD-80系列飛機(jī)就能實(shí)現(xiàn)反推倒車，這個(gè)叫做發(fā)動(dòng)機(jī)反推裝置。但是這個(gè)其實(shí)并不是用來倒車的，它的功能應(yīng)該是剎車，僅在飛機(jī)降落到跑道上時(shí)用上20秒左右，讓部分氣流往前吹，幫助飛機(jī)減速，實(shí)現(xiàn)剎車。
葉柵式反推力裝置的工作原理
這個(gè)發(fā)推倒車功能在很多飛機(jī)上都有，但是目前已經(jīng)被很少使用了，這是因?yàn)樵诜赐七^程中揚(yáng)起的雜物和產(chǎn)生的亂流對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命并不太友好，而且燃料的消耗也非常巨大，有可能造成追尾或溜機(jī)等問題，客機(jī)大都禁止用反推裝置倒車的，起降條件相對(duì)苛刻的C-17、運(yùn)20等大型運(yùn)輸機(jī)，在野外沒有飛機(jī)牽引車的情況下，能夠利用反推進(jìn)行倒車。
C-17運(yùn)輸機(jī)倒車
2)飛機(jī)輪子裝上動(dòng)力，能自己倒車嗎?
其實(shí)關(guān)于給飛機(jī)輪子加動(dòng)力的研究已經(jīng)有很多了，1943年的時(shí)候美國就已經(jīng)率先開始這方面的研究，并且還申請(qǐng)了專利。
2010年一家德國公司研制出了一款飛機(jī)電動(dòng)前輪，不用牽引車，不啟用主發(fā)動(dòng)機(jī)就能自己在地面行走。但是目前關(guān)于飛機(jī)機(jī)輪真正加裝動(dòng)力設(shè)施的消息卻基本沒有了，原因的就在于尚沒有很成熟的技術(shù)。
基于現(xiàn)在的科技水平，一套電機(jī)對(duì)于“斤斤計(jì)較”的飛機(jī)設(shè)計(jì)重量可不輕。為了助力飛機(jī)在地面行駛，就要飛機(jī)全程帶著電機(jī)來個(gè)“免費(fèi)飛行”，這是妥妥的無效重量，總體來看得不償失。
再者，機(jī)輪要想加裝動(dòng)力裝置，位置大概率是在起落架上。但是起落架作為飛機(jī)上的一個(gè)關(guān)鍵部位，不僅要起到支撐的作用，飛機(jī)降落時(shí)更需要幫助飛機(jī)緩沖吸能使機(jī)輪剎車，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件眾多，如果再加裝一套動(dòng)力裝置，其出現(xiàn)故障的概率恐怕會(huì)大大增加。所以想要飛機(jī)輪子依靠自己的力量行走，現(xiàn)在基本是玩不轉(zhuǎn)，所以這個(gè)吃力不討好的活，就只能留給地面上的飛機(jī)牽引車來完成了。
二、 拖拉機(jī)，成為人類歷史上第一輛飛機(jī)牽引車
你沒有看錯(cuò)，就是拖拉機(jī)。
拖拉機(jī)以其良好的環(huán)境適應(yīng)性和強(qiáng)大的扭力輸出一直被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)耕種。但在第二戰(zhàn)期間的一部分拖拉機(jī)被“應(yīng)征入伍”，用來牽引飛機(jī)和大炮，甚至在建造航空母艦的工程中也起到了巨大的作用。
1940年應(yīng)英國皇家空軍要求，大衛(wèi)布朗公司專門研發(fā)用于飛機(jī)牽引的拖拉機(jī)，這種拖拉機(jī)有別于傳統(tǒng)用途的拖拉機(jī)。它們需要能適應(yīng)較大速度區(qū)間的變速箱以及需要額外的配重。
德國舒赫拖拉機(jī)
在同時(shí)期德國有一種叫做舒赫(Scheuch-Schlepper)的小車，原本是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的農(nóng)用拖拉機(jī)，可以在后方用螺栓固定一只小輪，變成三輪拖拉機(jī)，也可以在車體前后安裝鉤犁等農(nóng)機(jī)設(shè)備。
大約是在1943年前后，德國空軍將舒赫拖拉機(jī)開發(fā)成軍用牽引車，可以用它在機(jī)場(chǎng)牽引彈藥車，更重要的是牽引沒有常規(guī)起落架的Me-163火箭戰(zhàn)斗機(jī)。
舒赫拖拉機(jī)開發(fā)成軍用牽引車
在二戰(zhàn)中的約克城號(hào)航母上也出現(xiàn)了拖拉機(jī)的身影，由于當(dāng)時(shí)的艦載機(jī)很輕，可以說拖拉機(jī)當(dāng)牽引車非常好用。
約克城號(hào)航母上的拖拉機(jī)
其實(shí)拖動(dòng)一架幾百噸的飛機(jī)并不需要上百噸的力量。需要的只是克服輪胎與地面之間的摩擦力，飛機(jī)的重力乘以地面的摩擦系數(shù)，而摩擦力遠(yuǎn)小于飛機(jī)的重力。因此就有了大力士徒手拉飛機(jī)的娛樂表演。除此之外一些汽車廠商為了展示自家汽車的性能，也會(huì)進(jìn)行汽車拖飛機(jī)的表演性實(shí)驗(yàn)。
三、牽引桿從有到無
專業(yè)的車干專業(yè)的事， 飛機(jī)牽引車按與飛機(jī)的牽引連接方式分為有桿式和無桿式兩種。
1)有桿式技術(shù)在逐漸被淘汰
有桿式是飛機(jī)牽引車早期技術(shù)，需要根據(jù)不同機(jī)型的牽引桿才能與飛機(jī)連接在一起，而且還需要由自身配重來保證輪胎與地面有足夠的摩擦力，空駛時(shí)油耗較高。當(dāng)推著飛機(jī)后退時(shí)，有桿牽引車在操控難度方面比無桿牽引車要高得多，對(duì)駕駛員控制水平要求較高，但是有托桿的牽引車比無托桿的牽引車的適應(yīng)能力強(qiáng)，不僅可以使用硬式牽引桿，還能使用軟式鋼索來牽引飛機(jī)，可以在一些特殊場(chǎng)合大展神威。
有桿/無桿式飛機(jī)牽引車機(jī)構(gòu)對(duì)比
2)無桿式：個(gè)頭不大，力量大，輕松“抱起”大飛機(jī)
無桿式的牽引車只通過液壓夾持-舉升裝置抱住并且提升飛機(jī)的前輪，牽引車本身將作為飛機(jī)的前輪實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的移動(dòng)。這樣不僅可以自由轉(zhuǎn)向，而且能夠向飛機(jī)提供牽引力，牽引質(zhì)量比大，可高達(dá)20，而常規(guī)飛機(jī)牽引車僅在5~10之間;駕駛員一人即可完成全部操作，進(jìn)退操控調(diào)度飛機(jī)更為靈活準(zhǔn)確，最重要的一點(diǎn)，無桿牽引車可以由飛機(jī)自身重量為牽引車輪胎提供足夠的地面摩擦力。所以車子本體可以做的比較輕，減少了車輛空駛時(shí)的能量消耗，簡(jiǎn)單來說就是把牽引車當(dāng)成一個(gè)帶動(dòng)力的輪子。用它替代了飛機(jī)的前輪，這樣就能拖著飛機(jī)走了，操作簡(jiǎn)單而且消耗小。
飛機(jī)牽引車的的幾種基本形態(tài)和專業(yè)狀態(tài)
無桿牽引是目前主流飛機(jī)牽引車技術(shù)，源于軍事航空，起初用于調(diào)度艦載機(jī)，增強(qiáng)飛機(jī)的快速反應(yīng)能力。美英的航母和大型兩棲攻擊艦上都普遍使用無桿式牽引車。
國外20世紀(jì)80年代后出現(xiàn)的大型全功能無桿牽引車，已可用30km/h的高速安全牽引400T的巨型客機(jī)，在作業(yè)效率、安全性等方面取得了良好的成績(jī)，經(jīng)濟(jì)效益明顯，在歐美國家已普遍使用。
飛機(jī)牽引車典型的機(jī)輪夾持-舉升機(jī)構(gòu)
全球飛機(jī)牽引車主要廠商有TLD group、TUG和TREPEL等，目前主流專用的抱輪式飛機(jī)牽引車還是大多被德、法、英、美等歐美公司壟斷，不過中國制造也開始嶄露頭角。
四、 液壓機(jī)構(gòu)是飛機(jī)牽引車的核心技術(shù)壁壘
飛機(jī)牽引車是隱形的“土豪車”。在實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代以前，一輛進(jìn)口牽引車的售價(jià)往往在千萬元級(jí)別，幾條輪胎的價(jià)格就相當(dāng)于一輛豪華汽車。其液壓機(jī)構(gòu)這塊具備一定的經(jīng)驗(yàn)積累的技術(shù)壁壘，更是加高了其的售價(jià)。
我國目前只有北京金輪、山東威海廣泰等少數(shù)幾家企業(yè)生產(chǎn)飛機(jī)牽引車。隨著我國電池機(jī)動(dòng)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，在關(guān)鍵技術(shù)電液混動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了突破，國產(chǎn)飛機(jī)牽引車性能全面達(dá)到了國際標(biāo)準(zhǔn)，倒逼其售價(jià)普遍降到了百萬級(jí)別——這就是“中國制造”的巨大威力。
國產(chǎn)GTL160無桿牽引車
無桿式牽引(抱輪)技術(shù)、電力驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)技術(shù)、混合動(dòng)力技術(shù)等新技術(shù)和新的設(shè)計(jì)思想被不斷應(yīng)用到飛機(jī)牽引車中，從而帶來飛機(jī)牽引車結(jié)構(gòu)和動(dòng)力系統(tǒng)的不斷開展和變革。
早期的純機(jī)械傳動(dòng)已基本退出了使用舞臺(tái)，使用電力傳動(dòng)的也不多，混合動(dòng)力技術(shù)目前只限于中小型牽引車上使用。
在民航飛機(jī)牽引車領(lǐng)域，由于配套元件、 空間、技術(shù)限制等原因，還沒有混合動(dòng)力形式的無桿式飛機(jī)牽引車出現(xiàn)。目前飛機(jī)牽引車主要采用的是液力傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)，而且有向后者開展的趨勢(shì)。液壓傳動(dòng)方式由于具有更好的控制性能、更寬的無級(jí)變速范圍更快的響應(yīng)速度和更優(yōu)越的過載保護(hù)，布置起來更加靈活方便，特別適宜車身高度低矮、軸距短的飛機(jī)牽引車的設(shè)計(jì)要求，從而替代了液力傳動(dòng)成為了當(dāng)前飛機(jī)牽引車的主要傳動(dòng)方式
國產(chǎn)大飛機(jī)C919從總裝下線到成功試飛、再到正式商業(yè)運(yùn)營(yíng)，就有國產(chǎn)無桿牽引車的身影。威海廣泰無桿牽引車參與了C919的NTO認(rèn)證試驗(yàn)過程，完成了匹配試驗(yàn)，成功取得中國商飛簽發(fā)的第一張無桿牽引車NTO認(rèn)證(即牽引無技術(shù)障礙驗(yàn)證)，為大飛機(jī)的研制作出了貢獻(xiàn)。
國產(chǎn)牽引車為國產(chǎn)大飛機(jī)C919護(hù)航
隨著液壓技術(shù)的迅速發(fā)展，更寬的無級(jí)變速范圍、更好的動(dòng)力制動(dòng)特性、更優(yōu)越的過載保護(hù)和變矩器所沒有的連續(xù)變換輸出動(dòng)力(大小和方向)的能力，使液壓傳動(dòng)方式正逐漸成為大中型飛機(jī)牽引車的主流傳動(dòng)方式。
威海廣泰研發(fā)的雙電機(jī)直驅(qū)“虎躍”飛機(jī)牽引車，是一種全橋驅(qū)動(dòng)的中型飛機(jī)牽引車，具有多種轉(zhuǎn)向模式、電液智能控制等優(yōu)勢(shì)，可服務(wù)320噸以下的客、貨機(jī)。它采用世界首創(chuàng)雙電機(jī)直驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)，依靠雙電機(jī)直驅(qū)動(dòng)技術(shù)及控制方法，運(yùn)用線控制動(dòng)技術(shù)、安全冗余控制，輔以車聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，在海內(nèi)外市場(chǎng)廣受贊譽(yù)。
“虎躍”雙電機(jī)直驅(qū)電動(dòng)牽引車
結(jié)語：國產(chǎn)飛機(jī)牽引車起步較晚，但近幾年開展迅速。雖然飛機(jī)牽引車的覆蓋范圍、作業(yè)能力等方面與國外產(chǎn)品還有一定的差距，但在結(jié)構(gòu)性能上的差距逐漸在減小，從輸入國到輸出國，從全面落后到換道超車，以我國的“大飛機(jī)”為契機(jī)，將自主研發(fā)出更多具有世界先進(jìn)水平的飛機(jī)牽引車。
參考文獻(xiàn)：
[1]《卷宗》飛機(jī)牽引車現(xiàn)狀分析. 徐紅波、李家宇
[2] 飛機(jī)牽引車結(jié)構(gòu)及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展.閆岷、趙立軍、姜繼海、劉濤
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