水轟-5(水轟5):發展沿革,需求背景,技術分析,配套遲滯,技術特點,氣動布局,結

水轟-5（中國代號：SH-5，英文：Harbin SH-5 Maritime Bomber），是20世紀70年代中國研製的第一型水上反潛轟炸機，由中國特種飛行器研究所（605所）設計、哈爾濱飛機製造公司製造，用於中近海域偵察、巡邏警戒、搜尋反潛等任務，也可監視和攻擊水面艦艇。

該機是世界上最大的水上飛機之一，具有大航程、超低空、全天候、大載荷等特點。

水轟-5原型機於1976年首飛成功，並有水轟-5基本型、水轟-5A、水轟-5B三型，總共製造7架。1986年水轟-5服役，裝備中國海軍北海艦隊水上飛機部隊。哈爾濱飛機製造公司曾於1987年6月開始研製水轟-5B型滅火機，並曾經進行過滅火試驗。但由於多種原因，水轟-5B滅火機最終並未定型投產。

基本介紹

中文名稱：水轟-5
英文名稱：Harbin SH-5 Maritime Bomber
服役時間：1986年
國家：中國
飛機類型：水上反潛轟炸機
研發單位：中國特種飛行器研究所（605所）
製造單位：哈爾濱飛機製造廠
首飛時間：1976年4月3日

發展沿革,需求背景,技術分析,配套遲滯,技術特點,氣動布局,結構機艙,動力航電,武器系統,難點局限,試製過程,原型試製,改進改型,後繼型號,性能數據,服役事件,總體評價,

發展沿革

需求背景

水上飛機是在陸地起降飛機的基礎上，根據水面起飛降落要求進行專門設計研發的新型飛機。採用船底結構、水密隔艙、浮筒等特殊設計使水上飛機要付出比陸基飛機高的多的製造成本；而大幅度增加的重量、阻力和涉及水動力的設計限制，又使其性能指標比同等級的陸基起降飛機有所降低。

大型軍用水上飛機適用性靈活，可執行直接支援陸戰隊登入，攻擊敵人灘頭陣地的作戰任務。但大型軍用水上飛機最實際的用途還是依據水面起降的特點，執行一些陸基飛機所無法完成的特殊任務，並且水上飛機的型號和裝備數量都比較少。

在訓練和作戰中不可避免出現會海洋上空的空勤人員彈射、跳傘，艦艇上的海勤人員落海；一些無法建設常規機場的海島上，駐守部隊也不可避免會出現緊急的後勤補給需求或者諸如重病、重傷人員需要儘快向後方轉移的情況。相對於大型水陸兩用直升機，大型水上飛機同樣能在目標範圍內水域降落、滑行、起飛，而其大航程、大裝載容量、長滯空時間、大飛行速度的性能優勢往往是無可取代的。

而諸如海上巡邏反潛/對艦攻擊、投布水雷封鎖航道港口之類的任務，大型水上飛機雖然理論上可以執行，但由於平台飛行性能的差距上實在過於明顯，其實際能力水平和可靠性遠遠不及陸基和艦載飛機。上世紀冷戰時期發展過的一些承擔攻擊任務的大型水上飛機，在後來的發展中也逐漸退役或者轉作他用。僅有日本由於戰敗國身份的特殊政治軍事條約限制，仍然在大力發展基於水上飛機的軍事巡邏、反潛能力。

總體上看，大型水上飛機的定位比較尷尬：裝備過多數量沒有意義，而數量很少但不可避免的偶發情況又對其嚴重依賴。考慮到中國海區有多達6000多個島嶼，且分布面積非常廣泛，大型水上飛機在裝備體系中仍然有一定存在價值。

技術分析

新中國的水上飛機部隊成立於1955年，當年中國從前蘇聯手中接過6架別-6型水上反潛飛機，由此海軍組建了中國第一支水上飛機大隊。1969～1970年期間曾對別-6加以改進，用國產渦槳5發動機替換原來的蘇制發動機，性能有明顯改善，取名別-6/青-6水上反潛機，並在六十年代末期退役。為了填補裝備缺口，中國在1968年籌建水上飛機研究所（605所，後改名中國特種飛行器研究所），與哈爾濱飛機製造廠（122廠）聯合研製新型水上飛機，即後來的水轟-5。水轟-5型總設計師是有中國水上飛機之父之稱的王洪章。這個項目非常緊迫，1968年605所還在組建過程中就已經開始了飛機設計；7月份開始方案論證以後，僅用了3個月時間就上報中央。有觀點認為這與1967年日本新明和公司研製的PS-1反潛水上飛機首飛有關，在浮躁的社會氣氛下，鄰國的刺激對項目的決策起到了巨大的推進作用。

飛機要克服重力在天空中飛行，需要通過機翼上下表面不同流動速度的空氣產生壓力差形成向上的升力。但就像人在空氣中快速揮動手掌很容易，而在水中則不僅費力而且速度也要慢得多；大型水上飛機同樣面臨水阻力遠高於空氣阻力、以及穩定性和抵抗遇浪等問題。水轟-5的機身底部外形、結構，就是參照船舶的水動力設計概念而來；事實上這種飛機的整個機身在飛機設計中都被稱為“船身”，而且大量沿用了包括甲板線、舭線等船舶術語。由於要在水面上高速滑行，水轟-5船身的結構要求比常規飛機高很多：在極限氣象水文條件下、時速接近200公里/小時仍然要能承受遇浪和著水的衝擊而不引起結構永久變形、破裂。在由於戰傷、與水面漂浮物、暗礁等碰撞引起結構破裂以後，仍然能保持較好的不沉性能。為此水轟-5採用了船底龍骨和水密隔艙等結構設計，全機分為10個水密艙，可以保證相鄰的2艙進水仍然不沉。艙與艙之間的水密隔框上設定可以承受一定壓力的水密門供飛行員等空勤人員通行。如果說船底龍骨和水密隔艙在原理上都和正常船舶沒有區別的話，那么水轟-5這種前低後高，而且中間通過一個台階（稱為斷階）形成不連續面的船底外形，就是水上飛機的獨有設計了。斷階前方的前船體部分是主滑行面，設計與高速快艇類似；水轟-5起飛時在發動機推動下不斷加速，水通過船底突出的分水體不斷被分流至兩側形成高速水流。它的外形對水面滑行過程中的阻力大小、姿態穩定特性，噴濺情況起到決定性的作用。

水轟-5底部中間明顯的斷階，則是針對起飛和降落做的最佳化設計。採用斷階後，前船體的主滑行面和高速水流被強行截斷，並在後方形成低壓區。經過針對性設計的低壓區有效的改善了水轟-5的水動力與飛機重心、氣動力的互動效果，使飛機縱向的傾角變化隨著滑行速度變化規律起來，保證了起飛降落中的穩定。最重要的是，斷階這種在常規飛機上會造成明顯阻力損失而不可接受的設計，通過巧妙的引入氣動力干擾水動力，使水上飛機在起飛性能上獲得了明顯的提升。隨著速度增加，水阻力也越來越大，在水上飛機達到起飛臨界速度時，水阻力會形成一個巨大的峰值。斷階設計形成的低壓區，在水轟五不斷接近起飛臨界速度、機翼升力大幅度增加使機身吃水深度減小時，會從斷階兩側不斷吸入空氣並逐漸形成空氣墊隔絕高速水流對後船體的沖刷，大幅度減小阻力。

配套遲滯

水轟-5配備於解放軍北海艦隊航空兵，專門組建了一個水上飛行團。但是實際製造和服役的水轟-5飛機並不多。這主要是長期未開發出適宜於水上飛機的軍事用途。一般來說，水上飛機主要用於遠程反潛巡邏，不但航程長，對陸地機場的依賴小，可以靠水上艦艇補給燃油。水轟-5曾經創下連續飛行8.5小時的紀錄。

但是中國的反潛設備長期落後，因而水轟-5可以說自服役以來一直無用武之地，因而製造量很小，也導致水上飛機研究所和水上飛行團長期以來都處於非常尷尬、備受冷落的局面。

再加上相當一段時期中國也沒有研製空中預警雷達，水轟-5的實際用途只剩下海上目視巡邏，再就是救援和捜索。其訓練也一直停留在為飛而飛，僅僅是為了維持飛行人員、延續飛行經驗。實際上說穿了，在現行的裝備體系中，水轟-5的地位就是雞肋——食之無肉，棄之可惜。這批水轟-5的服役時間已經達到28年，已經接近其先輩蘇聯別-6型的服役全壽命。水上飛機在海上飛行使用，高鹽度海水對其機體、發動機的腐蝕是相當厲害的，儘管水上飛行團的地勤機械師一直對其盡力維護，但終有力所不逮之處。

技術特點

氣動布局

水轟-5實際上是參照別-6水上飛機放大，並且更換機翼設計的產物。對於中國來說，當時也不存在別的選擇；但論證的過於倉促和航空工業能力的限制，使得水轟-5的飛行平台設計過於原始、簡陋，存在著嚴重的性能落後和功能局限性。水上飛機必須擁有儘可能低的起降速度。同樣速度下水阻力遠大於空氣阻力，速度越加大這個差距也加大的越快；起降速度的降低會使水上飛機大幅度的減小起飛臨界阻力，獲得非常明顯的性能優勢。另一方面水上起降面臨著水浪和漂浮物衝擊等問題，安全因素比陸地上要複雜的多，高起降速度和長距離高速滑行會嚴重的降低飛機的安全性能——超過90%的飛機事故都發生在起降階段。就像大多數水上飛機一樣，水轟-5出於安全因素選擇了上單翼布局：為了防止噴濺起來的水浪打壞螺旋槳，一般原則是螺旋槳的下端必須與靜水水面保證1.4米以上的距離。當時只能選擇775渦輪螺旋槳發動機（渦槳5甲），螺旋槳直徑3.9米，因此飛機的最大設計高度也被確立在4.5米。水轟-5由於飛機放大以後要使用4台發動機，取消了別-6的海鷗式機翼，採用了大展弦比（達到9）的平直翼。但是由於設計能力的嚴重匱乏，水轟-5實際上根本沒有做針對性的短距起落設計，不但機翼只能選取成熟但性能有限的翼型（翼根為NACA23018，翼尖為NACA4410），而且增升措施極為有限：除了螺旋槳滑流帶來的未做任何增強的動力增升外，僅在中外翼後緣設定了8個簡單開裂式襟翼。為了彌補機翼產生升力弱的問題，水轟-5把機翼面積加大到了144㎡，正常起飛重量下翼載荷只有250kg/㎡，但起飛性能仍然嚴重不足：離水速度達到145公里/小時，而離水滑跑距離達到482米。

結構機艙

水轟-5飛機的外形，採用修長的機身兼船身保證了水面漂浮時具有良好的縱向穩定性。機頭有一個雷達罩機鼻，稍下方是領航員的向下觀察透明艙。機頭上方是駕駛艙，可容納多人機組。通常為雙人駕駛機組，兩人均有全套操縱系統。大長寬比的機身有較大容積的貨艙，內可搭載電子器材或其他有效載荷。機艙為非氣密型，有高空飛行和應急供氧系統。機腹是相當長的單斷階船底，尾端帶有水舵，機尾是向後延伸數米的磁探儀。輔助機輪可收進機身。大展弦比梯形平直機翼裝在機身上部部，上面設有開裂式襟翼及擾流片。上反平尾兩端裝有2片橢圓形垂尾。水轟-5的機身按二艙破損進水不沉的原則設計，共分成10個水密艙段，機頭下有抑波槽和擋水板，減少了浪花的飛濺。座艙非氣密，但有高空供氧設備。機體考慮到中國海岸線長和沿海各島嶼的使用要求，多處採用防潮濕、防鹽霧、防黴菌措施。主要措施為機上鋼零件塗有環氧鋅黃底漆，再塗環氧硝基磁漆。鋁合金進行陽極化處理，再塗環氧鋅黃底漆。為防止雙金屬腐蝕，金屬間塗有XM-10膠。上述布局均可避免重要部件受起降時激起的波浪沖刷。機身為大長寬比全金屬半硬殼式設計，底部設有防浪肋條，減低肋起降時的波浪。經上述精心設計，水轟-5可以在海上、江河湖泊以及水庫中起降，並具有超低空、大航程、全天候、大載彈量短距起降和抗波浪性好等特性。水轟-5在水面起飛距離約500米，水上著陸距離大於800米，可在水深2.5米、長1500米、寬200米的水面起降。另外水轟-5也可在岸上機場著陸，但由於起落架較短小，安全係數不高，因此一般都採用水上起降，然後再通過岸邊坡道滑行上岸。飛機可連續飛行11小時55分鐘或4906千米。

動力航電

水轟-5的動力系統採用4台渦槳-5A渦輪螺旋槳發動機，額定功率為2059.4千瓦，最大功率2316.8千瓦，驅動四個J19-G10型金屬4葉螺旋槳。考慮到南方濕熱的天氣，渦槳-5A發動機經特殊措施，在30度氣溫時，仍能提供3150馬力的推力。J19-G10型金屬螺旋槳不僅有電防冰裝置，還具有順槳和反槳功能。操縱系統配備有自動駕駛儀和三軸複合液壓舵機助力器及氣液人感裝置，並隨時可由自動操縱轉換為人工操縱。為保證飛機在水面隨時能自行起動發動機，備有動力電源系統。

水轟-5機上電子設備包括XS-5A信標機、BWL-7自動無線電羅盤、263無線電高度表、773都卜勒導航雷達、搜尋轟炸雷達、航向系統、慣性都卜勒組合導航儀、高度速度中心儀、地形迴避設備、火控計算機、光學和雷射轟炸瞄準具及反潛專門設備。反潛設備包括多種聲納浮標和尾部的長桿狀磁力探測器。部分設備為後期改進加裝的。機尾裝有一個水舵。

武器系統

水轟-5飛機的武器，可以攜帶自導魚雷、鷹擊-8型空對艦飛彈、航空炸彈、深水炸彈等反潛武器，此外機身背部還裝有自衛的PX-5型炮塔系統，配裝兩門23-2型23毫米機炮。投擲武器分別掛在機身與內側發動機之間以及內外側發動機間的機翼掛架下面。另據報導，水轟-5裝備了C-101超音速反艦飛彈。C-101是中國軍隊裝備的第一代衝壓式低空、超音速反艦飛彈，1969年5月開始研製，1985年飛彈飛行實驗成功，經多次改良後定型。C-101制導採用末端主動雷達自動尋的方式，因此載機在發射後即可關閉自身的雷達，進行脫離。飛彈重達1847千克，射程45千米，使用液體衝壓發動機加火箭助推器。公開的資料中，C-101僅有岸艦型號和飛彈快艇攜帶的型號出現。

鷹擊101即C-101超音速反艦飛彈，北約代號CSSC-5"Saples"，是原為配備“水轟-5”而研製空艦飛彈，後改為艦載反艦飛彈，是一種超低空、超音速、多用途反艦飛彈，該彈採用液體衝壓發動機作主動力，配兩台固體助推器。

難點局限

水轟-5飛機由於是中國首次設計的水上飛機，技術積累和經驗不足導致沒有採取短距起降最佳化措施，未設計機翼前緣縫翼，後緣大面積的內、外襟翼以及複雜的附面層控制手段，所以水轟-5水面起降速度大、距離長。另外只在機翼前緣內有加熱除冰設備，而垂尾和平尾都沒有，對防止操縱面結冰引起失控十分不利。

水轟-5增升手段的欠缺，一部分是中國氣動研究水平的不足，另一方面則是航空工業能力根本無法支撐複雜的液壓、高壓氣體管路設計。中國航空液壓體系從建國起歷經了2代，分別是米格-21引進時帶來的21MPa體系和蘇-27引進時帶來的28MPa體系。水轟-5由於設計年代早而且倉促浮躁，其飛行控制系統甚至連全面21MPa液壓化都沒有做到：升降舵、方向舵是硬式操縱（拉桿、搖臂等）系統，副翼是混合式操縱（鋼索、拉桿、搖臂等）系統，連助力器都沒有。也就是說3、40噸重的水轟-5在飛行過程中，操縱面的偏轉完全依靠飛行員的體力通過機械結構放大後生拉硬拽——於今而言的飛機設計完全是不可想像的。

中國軍隊此後只接受裝備了4架水轟-5飛機，並一直服役。有看法認為水轟-5未能大量裝備的主要原因還是機載設備的落後使其作戰能力不如預期，反潛和反艦設備的性能落後和可靠性低下使其長期只能充當目視巡邏機使用。但這無法解釋後來國內有了堪用設備也並未恢復水轟-5生產的事實。水轟-5的窘境，歸根結底還是由於它自身的設計缺陷太多不堪使用，而且這些問題涉及基礎設計的方方面面；不把整個飛機徹底推倒重新設計，就沒有獲得本質上改善的可能。

試製過程

原型試製

根據中國海軍的各種需要，為解決別-6/青-6水上反潛飛機即將退役後的裝備空白，1968年12月，中國第三機械工業部（航空工業主管部）批准了命名為水轟-5的研製方案。研製工作由水上飛機設計研究所和哈爾濱飛機廠共同承擔，根據批准方案首批試製三架。1970 年2 月，水轟-5總體設計完成。同年10 月發出生產圖紙，並開始試製。1971年，裝出供靜力試驗用的01號原型機，以110%的設計載荷達到並超過全機靜強度破壞試驗的技術要求。1973年12月，供試飛用的水轟-5總裝完成，為02號原型機，同月實施首次地面滑行。1974年10月，運抵試飛現場。航空工業部和海軍司令部聯合組成試飛辦公室，具體領導試飛工作。1975 年5月至1976年3月，在湖北荊門漳河水庫下水，先後進行滑水試驗30小時，完成28個項目的靜水試驗和滑行試驗，還成功地進行了4次預起飛。

1976年4月3 日，水轟-5首次水上起降試飛典禮隆重舉行。上午10 時，飛機在水面上起飛，承擔這次任務的是海軍航空兵某部飛行中隊長黃星輝等7人，飛行時間為23分鐘，首次水上起降試飛獲得成功。

首飛之後，哈爾濱飛機製造廠又製造出首批4 架飛機。1985 年底，4 架飛機均完成了從湖北到湖南的三角航線試飛。1985 年11月到12月，在18 個飛行日的試飛中，飛機出勤率和科目試飛成功率達100%，實現了無故障飛行。1986 年後，水轟-5型飛機交付海軍使用，開始接替陳舊的別-6/青-6型水上飛機。1987年，水轟-5型飛機榮獲國家科技進步一等獎。

改進改型

水轟-5有幾種型號：

水轟-5型：多用途水上飛機為基礎型號；

水轟-5A型：為預生產型號，個別飛機被改裝為電子偵察機；

水轟-5B（PS-5）型：為滅火飛機，可載8噸水。

編號01的飛機為預生產驗證機，用於靜態試驗，編號02-03的兩架飛機為預生產樣品機，用於飛行試驗，編號04-07的4架飛機為量產型樣品機，裝備部隊使用。由於機載設備存在明顯缺陷，無法達到軍方要求，無法保障設計要求的搜尋並殺傷水面、水下艦艇的性能，水轟-5最終未能投入大批量生產。另外，水轟-5配備的C-101反艦飛彈由於類似技術原因，同樣未能大批量生產。

大興安嶺火災（1987年5月6日~6月2日）後，水轟-5B滅火機改型開始研製。1987年6月，水轟-5B的森林滅火改型在哈爾濱附近進行了首次滅火試驗。水轟-5B飛機先在水庫水面以每小時100千米的速度滑行，僅幾秒鐘即將容量達8噸的飛機水箱吸滿。隨後飛機加速滑行500米後離水面升空。到達投水地點後，飛機放下襟翼，下降減速，然後打開水箱門，8噸多水一泄如注，完成了此次投水試驗。機上增加了相應的吸水、放水裝置，如轟炸瞄準設備處增設放水按鈕。水箱有手動操作應急系統。水轟-5B滅火型飛機擁有以往型號的作戰能力。

後繼型號

中國特種飛行器研究所正式啟動了水轟-5的後繼型號——蛟龍-600型（代號：JL-600）水陸兩棲飛機研製項目。

蛟龍-600飛機可以在陸上二級機場和長1500米、寬200米、深2.5米的水域起降，可在晝夜執行滅火和救援任務。該飛機可在飛行中降至水面滑行汲水，滅火用儲水箱最大載水量12000千克，一次汲水時間不大於20秒，投水高度30～50米。

蛟龍-600最大起飛重量48000千克，最大平飛速度為每小時555公里，起降抗浪高度達2.8米，最大航程為5300公里。

蛟龍-600水陸兩用飛機，在任務定位上拋棄了不切實際的轟炸、攻擊用途，而是著重於緊急救援、水面滑行汲水並空投滅火。該機在水轟-5研製和使用經驗的基礎上進行全新設計，機身、機翼由西安飛機工業集團公司負責詳細設計和製造，而後機身與尾翼則交由陝西飛機工業集團公司研製。

蛟龍-600性能功能完善化、擺脫專用機場限制，其市場前景比水轟-5要強不少；雖然軍隊採購數量會很有限，但是海監等海洋部門，以及內陸一些歷來森林防火壓力很大而附近又有湖泊可以汲水的地區的政府，都有可能成為該機的新用戶，有望超過20架甚至接近30架銷量。

性能數據

水轟-5參考數據：機型、重量和性能
機長	38.9米
機高	9.8米
翼展	36米
機翼面積	144平方米
乘員	4人
全機空重	27724千克
正常起飛重量	36000千克
最大起飛重量	45000千克
最大載彈量	約6000千克（一說8000千克）
最大載油量	13417千克
最大速度	556千米/小時
最大航程	4900千米
作戰半徑	2200千米
實用升限	10250米
爬升率	11.3米/秒
起飛滑水距離	482米
著水滑水距離	653米
最大續航時間	11小時33分

服役事件

水轟-5飛機在1986年9月交付中國海軍北海艦隊航空兵使用，並未進行量產。中國海軍共編有7架水轟-5，包括1架原型機和6架生產樣品機。有訊息稱，現有3架水轟-5用於執行搜救行動，1架（編號06）用於滅火，保障消防安全。水轟-5主要部署在青島團島水上機場。

北海艦隊某水上飛行團曾經創下水轟-5連續飛行8.5小時的紀錄，與以往巡航4小時相比，作戰半徑成倍增長，遠程機動作戰能力大幅度提高。為實現創紀錄飛行，重點解決了機載雷達、通信、充氧等問題，並對放油系統、通氣系統、電路系統等進行了改進，進行了改裝到地面、空中放油試驗。

水轟-5還是中國機載相控陣雷達研製工作中的“急先鋒”。中國機載相控陣雷達的研製起步在1964年。1970年中國著手第一部機載無源相控陣雷達的原理樣機的研製，後因種種原因下馬。1978年，成功為水轟-5飛機研製出一維電掃旁側雷達天線系統，後因各種原因未批量裝備。

1989年8月12日水轟5在撲滅黃島儲油罐大火中發揮了重要作用。

2013年5月10日10時許，北海艦隊一架水上飛機，在青島膠州灣海域進行飛行訓練時失事墜海，沒有造成其他附帶損害。海軍和北海艦隊迅速組織力量全力施救。現場照片顯示，墜毀的飛機為水轟-5型水上反潛轟炸機。2015年6月《航空知識》的水轟5圖片說明披露：2013年5月10日一架水轟-5失事墜海，造成6名機組成員犧牲。

2013年5月31日新華社報導：北海艦隊航空兵水上飛機部隊是我軍惟一的水上飛機部隊。裝備的水轟-5具有超低空性能好、續航時間長、運載量大等特點，能夠在江河、湖泊、水庫和海上起降，具有執行海上巡邏、搜尋反潛、海上救護、轟炸突襲、空中運輸和岸基滅火等功能，曾在多項重大軍事行動及搶險救災中發揮重要作用。

總體評價

水轟-5是世界上最大的水上飛機之一，可用於近海海域的海上偵察、警戒巡邏、海洋監測、森林滅火等。具有大航程、超低空、全天候、大載荷等特點。

但是，水轟-5由於研製時中國的技術基礎和航空工業水平所限，導致機載設備、反潛和反艦裝備性能落後使其作戰能力不如預期，只能充當目視巡邏機使用。水轟-5需要最佳化水動力和氣動力設計，增加電傳飛控系統、增強的動力系統和氣密增壓機艙等等改進；要大幅提升了離水、著水時的操縱品質和整體飛行性能。

水轟-5