飛機牽引車 沒了它可沒法倒機？

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導(dǎo)語：汽車倒車依靠發(fā)動機帶動輪子，掛個倒擋就可以實現(xiàn)，飛機一旦降落到地面，由于飛機上的機輪沒有動力源后退，就只能由飛機牽引車來幫助。特別是航母艦載機牽引車，號稱“單車價值百萬美元相當(dāng)于20輛勞斯萊斯”，今天來聊聊飛機牽引車為什么這么貴。

一、 牽引車這么貴，可以讓飛機自己倒車嗎？

1)飛機發(fā)動機向后噴，飛機不就可以后退了嗎？

現(xiàn)實中還真有這樣的飛機。麥道公司的MD-80系列飛機就能實現(xiàn)反推倒車，這個叫做發(fā)動機反推裝置。但是這個其實并不是用來倒車的，它的功能應(yīng)該是剎車，僅在飛機降落到跑道上時用上20秒左右，讓部分氣流往前吹，幫助飛機減速，實現(xiàn)剎車。

葉柵式反推力裝置的工作原理

這個發(fā)推倒車功能在很多飛機上都有，但是目前已經(jīng)被很少使用了，這是因為在反推過程中揚起的雜物和產(chǎn)生的亂流對飛機發(fā)動機的壽命并不太友好，而且燃料的消耗也非常巨大，有可能造成追尾或溜機等問題，客機大都禁止用反推裝置倒車的，起降條件相對苛刻的C-17、運20等大型運輸機，在野外沒有飛機牽引車的情況下，能夠利用反推進行倒車。

C-17運輸機倒車

2）飛機輪子裝上動力，能自己倒車嗎？

其實關(guān)于給飛機輪子加動力的研究已經(jīng)有很多了，1943年的時候美國就已經(jīng)率先開始這方面的研究，并且還申請了專利。

2010年一家德國公司研制出了一款飛機電動前輪，不用牽引車，不啟用主發(fā)動機就能自己在地面行走。但是目前關(guān)于飛機機輪真正加裝動力設(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，一套電機對于“斤斤計較”的飛機設(shè)計重量可不輕。為了助力飛機在地面行駛，就要飛機全程帶著電機來個“免費飛行”，這是妥妥的無效重量，總體來看得不償失。

再者，機輪要想加裝動力裝置，位置大概率是在起落架上。但是起落架作為飛機上的一個關(guān)鍵部位，不僅要起到支撐的作用，飛機降落時更需要幫助飛機緩沖吸能使機輪剎車，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件眾多，如果再加裝一套動力裝置，其出現(xiàn)故障的概率恐怕會大大增加。所以想要飛機輪子依靠自己的力量行走，現(xiàn)在基本是玩不轉(zhuǎn)，所以這個吃力不討好的活，就只能留給地面上的飛機牽引車來完成了。

二、 拖拉機，成為人類歷史上第一輛飛機牽引車

你沒有看錯，就是拖拉機。

拖拉機以其良好的環(huán)境適應(yīng)性和強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被“應(yīng)征入伍”，用來牽引飛機和大炮，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)用于飛機牽引的拖拉機，這種拖拉機有別于傳統(tǒng)用途的拖拉機。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

在同時期德國有一種叫做舒赫（Scheuch-Schlepper）的小車，原本是一種結(jié)構(gòu)簡單且經(jīng)濟實用的農(nóng)用拖拉機，可以在后方用螺栓固定一只小輪，變成三輪拖拉機，也可以在車體前后安裝鉤犁等農(nóng)機設(shè)備。

大約是在1943年前后，德國空軍將舒赫拖拉機開發(fā)成軍用牽引車，可以用它在機場牽引彈藥車，更重要的是牽引沒有常規(guī)起落架的Me-163火箭戰(zhàn)斗機。

舒赫拖拉機開發(fā)成軍用牽引車

在二戰(zhàn)中的約克城號航母上也出現(xiàn)了拖拉機的身影，由于當(dāng)時的艦載機很輕，可以說拖拉機當(dāng)牽引車非常好用。

約克城號航母上的拖拉機

其實拖動一架幾百噸的飛機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，飛機的重力乘以地面的摩擦系數(shù)，而摩擦力遠小于飛機的重力。因此就有了大力士徒手拉飛機的娛樂表演。除此之外一些汽車廠商為了展示自家汽車的性能，也會進行汽車拖飛機的表演性實驗。

三、牽引桿從有到無

專業(yè)的車干專業(yè)的事， 飛機牽引車按與飛機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

有桿式是飛機牽引車早期技術(shù)，需要根據(jù)不同機型的牽引桿才能與飛機連接在一起，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，空駛時油耗較高。當(dāng)推著飛機后退時，有桿牽引車在操控難度方面比無桿牽引車要高得多，對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，不僅可以使用硬式牽引桿，還能使用軟式鋼索來牽引飛機，可以在一些特殊場合大展神威。

有桿/無桿式飛機牽引車機構(gòu)對比

2)無桿式：個頭不大，力量大，輕松“抱起”大飛機

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的前輪，牽引車本身將作為飛機的前輪實現(xiàn)飛機的移動。這樣不僅可以自由轉(zhuǎn)向，而且能夠向飛機提供牽引力，牽引質(zhì)量比大，可高達20，而常規(guī)飛機牽引車僅在5~10之間；駕駛員一人即可完成全部操作，進退操控調(diào)度飛機更為靈活準(zhǔn)確，最重要的一點，無桿牽引車可以由飛機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，減少了車輛空駛時的能量消耗，簡單來說就是把牽引車當(dāng)成一個帶動力的輪子。用它替代了飛機的前輪，這樣就能拖著飛機走了，操作簡單而且消耗小。

飛機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牽引車技術(shù)，源于軍事航空，起初用于調(diào)度艦載機，增強飛機的快速反應(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，在作業(yè)效率、安全性等方面取得了良好的成績，經(jīng)濟效益明顯，在歐美國家已普遍使用。

飛機牽引車典型的機輪夾持-舉升機構(gòu)

全球飛機牽引車主要廠商有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、 液壓機構(gòu)是飛機牽引車的核心技術(shù)壁壘

飛機牽引車是隱形的“土豪車”。在實現(xiàn)進口替代以前，一輛進口牽引車的售價往往在千萬元級別，幾條輪胎的價格就相當(dāng)于一輛豪華汽車。其液壓機構(gòu)這塊具備一定的經(jīng)驗積累的技術(shù)壁壘，更是加高了其的售價。

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)飛機牽引車。隨著我國電池機動系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)的快速發(fā)展，在關(guān)鍵技術(shù)電液混動傳動系統(tǒng)實現(xiàn)了突破，國產(chǎn)飛機牽引車性能全面達到了國際標(biāo)準(zhǔn)，倒逼其售價普遍降到了百萬級別——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)動及傳動技術(shù)、混合動力技術(shù)等新技術(shù)和新的設(shè)計思想被不斷應(yīng)用到飛機牽引車中，從而帶來飛機牽引車結(jié)構(gòu)和動力系統(tǒng)的不斷開展和變革。

早期的純機械傳動已基本退出了使用舞臺，使用電力傳動的也不多，混合動力技術(shù)目前只限于中小型牽引車上使用。

在民航飛機牽引車領(lǐng)域，由于配套元件、 空間、技術(shù)限制等原因，還沒有混合動力形式的無桿式飛機牽引車出現(xiàn)。目前飛機牽引車主要采用的是液力傳動和液壓傳動，而且有向后者開展的趨勢。液壓傳動方式由于具有更好的控制性能、更寬的無級變速范圍更快的響應(yīng)速度和更優(yōu)越的過載保護，布置起來更加靈活方便，特別適宜車身高度低矮、軸距短的飛機牽引車的設(shè)計要求，從而替代了液力傳動成為了當(dāng)前飛機牽引車的主要傳動方式

國產(chǎn)大飛機C919從總裝下線到成功試飛、再到正式商業(yè)運營，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認證試驗過程，完成了匹配試驗，成功取得中國商飛簽發(fā)的第一張無桿牽引車NTO認證（即牽引無技術(shù)障礙驗證），為大飛機的研制作出了貢獻。

國產(chǎn)牽引車為國產(chǎn)大飛機C919護航

隨著液壓技術(shù)的迅速發(fā)展，更寬的無級變速范圍、更好的動力制動特性、更優(yōu)越的過載保護和變矩器所沒有的連續(xù)變換輸出動力(大小和方向)的能力，使液壓傳動方式正逐漸成為大中型飛機牽引車的主流傳動方式。

威海廣泰研發(fā)的雙電機直驅(qū)“虎躍”飛機牽引車，是一種全橋驅(qū)動的中型飛機牽引車，具有多種轉(zhuǎn)向模式、電液智能控制等優(yōu)勢，可服務(wù)320噸以下的客、貨機。它采用世界首創(chuàng)雙電機直驅(qū)動力系統(tǒng)，依靠雙電機直驅(qū)動技術(shù)及控制方法，運用線控制動技術(shù)、安全冗余控制，輔以車聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)，在海內(nèi)外市場廣受贊譽。

“虎躍”雙電機直驅(qū)電動牽引車

結(jié)語：國產(chǎn)飛機牽引車起步較晚，但近幾年開展迅速。雖然飛機牽引車的覆蓋范圍、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”為契機，將自主研發(fā)出更多具有世界先進水平的飛機牽引車。

參考文獻：

[1]《卷宗》飛機牽引車現(xiàn)狀分析. 徐紅波、李家宇

[2] 飛機牽引車結(jié)構(gòu)及動力傳動系統(tǒng)的發(fā)展.閆岷、趙立軍、姜繼海、劉濤