艱難的演進-國產直8直升機綜述

去年年末,一張新型直升機的圖片在網絡上掀起波瀾,在這架直升機的身上,我們又看到了直8的影子。根據後來消息透露,這是一種直8的重大改進型號,改進後的寬大機體使其整體性能有了飛躍般的進步。直8直升機是國內一款13噸級的中型通用運輸直升機,從首飛到現在已有30餘年的歷史。應該說直8是中國自改革開放後依靠西方標準自主研製的第一種直升機。在那個經濟有限的年代裡中國在直8身上投入了大量的精力和資金,幾乎沒有回還的餘地,但受國內工業水平和環境局勢所限,直8的發展並不順利,這種窘迫狀況直到國內相關項目有了技術突破才算得到緩解。近幾年來各種直8的改進型號遍地開花,更新型的寬體直8也馬上將入列裝備,以法國“超黃蜂”直升機為基礎仿製而來的直8在30多年後終於要大放異彩了。

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引進“超黃蜂”

在上世紀70年代,中國決定將在太平洋海域進行洲際彈道導彈實驗,即著名的“718”工程。根據計劃在718工程中,事先部署的觀測船隊需要依靠直升機搜索和回收落入海中的導彈彈頭,而當時國內還沒有一款直升機可以擔負此類任務。因此,為保證718工程的順利進行,中國經過多方考察後於1973年陸續向法國購買了14架“超黃蜂”直升機。1980年,經過改裝後的“超黃蜂”直升機在洲際彈道導彈試驗中圓滿地完成了任務,其出色的表現也給當時在場人員留下了深刻的印象

sa-321“超黃蜂”直升機是法國國營航宇工業公司在1960年研製的一種中型多用途直升機,其多個改進型號在當時法軍中主要執行運輸、搜索、救援、警戒、反潛等任務。中國進口的是運輸型,空重7噸,最大起飛重量13噸,最大速度275公里/小時,實用升限3150米,最大燃油量3900升,航程820公里,續航時間可達4小時,發動機為3臺1590馬力的TM3C6渦軸發動機,駕駛艙2人,可搭載27-35人或可以吊掛5噸的外部載荷。

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研製的開始和中斷

“超黃蜂”直升機的出色的性能對國內航空工業的觸動很大,其先進的駕駛性能和可靠性遠超當時國內現役和在研的直升機。隨後國內決定以“超黃蜂”為基礎,測繪仿製國產新型直升機,並將其命名為直8直升機。有了中央的拍板,直8的仿製工作很快展開。1976年當時的昌河飛機廠任命慄在儉為總師,同時抽調150餘人開始了直升機的設計工作,其他配套部門也先後派出百餘人蔘加直升機的研製工作。由於應用了很多新的工藝和技術,新機型的設計工作並不順利,研製人員只能一邊修改設計思路一邊攻關技術難題。雖然投入的人力物力不少,但是到1980年也僅裝配了一架靜力試驗機,工裝及零部件研製也只完成了70%。

到了1980年,國民經濟進入了全面調整期,中央要求以經濟建設為中心,國防開支大幅壓縮。這段時間裡很多軍工廠被迫關閉或轉產民用,技術骨幹則另謀出路。作為非必要品的直8研製項目同樣被航空工業部暫時中止,幸虧當年昌河飛機廠力排眾議,頂著風險自籌資金繼續研製直8直升機,否則一旦直8的項目組解散,整個直升機的研製工作將前功盡棄。即便如此,直8的研製工作也幾乎陷入停滯,只能保證技術人員不會流失。

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誰能想到當年的昌河飛機廠還能造汽車

轉機的出現

1983年5月,出於海軍對反潛型直升機的迫切需求,中央領導重新開始審視直8的研製工作。1984年6月,經國務院批准直8的研製工作重新開始,同時根據實際需求調整了直8的研製進程。同時中央為加快直升機的研製進度和減小風險,從國外進口了部分關鍵設備和零件。由於前期工作準備充分,直8的原型機於1985年12月11日率先首飛。首飛成功後,直8開始了大量的飛行試驗和改進工作,先是完成了性能試飛和自動駕駛儀的試飛,到1988年又進行了直升機操縱系統的剛度試驗和全機振型振頻試驗。經過多達上千小時的飛行試驗,直8的性能基本達到了定型服役的要求。1989年8月,首批直8運輸型開始交付海軍航空兵使用。

直8的服役解決了中國沒有國產直升機的歷史,但仍存在著大量的問題。比如直8的外形仿製於“超黃蜂”,而擁有浮筒和船型底的直升機並不適合陸軍使用。槳葉、減速器等大量關鍵設備需要從國外進口,國產化率不足50%,而且故障頻繁需要經常維修。最關鍵的是仿製TM3C6而來的渦軸6發動機功率低壽命短油耗高,連基本的飛行使用都很難保證。所以,基本型的直8生產數量並不多,而急需直升機的陸軍選擇了蘇聯的米17運輸直升機。

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國產化後的悲涼

直8在初步定型後開始了國產化的改進工作,由於在早期的直8設計中奠定了基礎。很多進口的設備的國產化替代工作進展順利,1990年自動傾斜儀完成,1991年尾槳轂設計定型,到1993年主槳葉和主槳轂的設計工作相繼完成,1994年8月,直8的國產化通過國家設計定型。

這次定型後的直8國產化率達到了80%以上,但發動機和減速器的關鍵零部件無法取得突破,中國不得不從國外進口,這一致命限制再次導致直8無法量產。雪上加霜的是,90年代中國海軍艦艇只能搭配輕型直升機,中型的直8僅能作為岸基航空兵使用,生產數量不得不一再壓縮。再加上當時臺海局勢升溫,中國不得不將注意力轉向更加急迫的方向。因此,1997年昌河飛機廠在僅僅生產了17架直8後停止了後續機型的量產工作。同時期為陸軍設計的直8A也面臨著可靠性差、壽命低、缺乏高原飛行能力等諸多問題,其研製工作同樣陷入了進退兩難的境地。

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重新啟動

進入21世紀,面對新的形勢解放軍迫切需要一款新型通用運輸直升機,因此中國開始重啟直8項目。根據外電報道,在2002年中國準備恢復直8的生產,同時將進口新型直升機發動機,對現有型號進行新的改進。首先出現的是直8F直升機,新型號的機身和槳葉大量使用先進複合材料,整機採用更加先進的玻璃化座艙,動力系統換裝了加拿大普惠公司的PT6B渦軸發動機。直8F於2002年8月正式立項研製,2004年8月28日首飛成功。經過大量試飛後證明,改進後的直8F非常成功,可靠性、經濟性和故障率均優於早期的直8,特別是直8F第一次擁有了高原飛行能力,為中國陸軍航空兵增添了新的翅膀。直8F定型後,國內各軍種根據各自要求又進行了諸多改裝,比如直8F的陸航版本稱直8B,空軍搜救版本稱直8K,空降兵使用的叫直8KA。

隨著國產大型登陸艦、補給艦的逐步服役,海軍對直8的需求也日益增加。2002年,以直8A為基礎的海軍艦載型直升機直8J開始研製。直8J使用的仍是國產渦軸6發動機,主要改進為使用可摺疊的尾樑和螺旋槳,更新電子設備和通信設備,增加穩定著艦系統。直-8J的主要執行由海到陸的兩棲登陸任務,大部分配備在登陸艦、大型運輸艦或其他大型艦艇上。2005年,直8J交付海軍使用。

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閱兵時的直8B

再次改進

受2008年汶川地震的影響,中國開始加大對直升機工業的投入。2009年,在直8F基礎上研製的一種重大改進型號上馬,這次改進的幅度之大遠超人們的意料,外形上原有的浮筒結構被改成了起落架艙,機身下部經典的船形底也消失不見;新型複合材料的使用率再次提高,比例超過50%,螺旋槳和減速器也進行了技術升級,保證性能的同時又降低了重量;機艙內仍使用玻璃化座艙和先進的綜合化航空電子顯示系統,保證直升機可以在複雜氣候環境下正常飛行。新型號民用版仍使用普惠公司PT6系列渦軸發動機(軍用版因資料不足無法確定是否使用了國產渦軸發動機),保證了其具備高原飛行的能力,這次順利改進實現了中國運輸直升機整體技術水平由第二代向第三代的跨越。中國直升機工業在這次“考試”中交出了一份令人滿意的答卷。2010年,該型號的民用版本AC313在江西景德鎮首飛成功。

不久AC313首飛後不久,軍用版本也在公眾中露面,2014年被稱為直18的新型直升機相繼露面,有除了陸軍使用外還有海軍使用的運輸、反潛和預警三個型號。陸軍型被稱為直8G,外形和AC313大致相同,只是機頭形狀變得更加尖銳;海軍型則沒有更改起落架,仍保留原有的浮筒。發動機根據猜測仍在使用普惠公司的PT6系列,也有傳聞說使用了國產的渦軸6G發動機。

直18的服役,解決了中國不能量產中型運輸直升機的尷尬,其性能也達到了世界先進水平,可以徹底替換中國陸軍航空兵的米17/171系列直升機。在此後的短短數年間,百餘架新型的直18入列中國人民解放軍,這個數量幾乎是國內直8系列的總和。

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AC313

掣肘的發動機

2007年一場波折將再次將發動機推上前臺,當年中國為直10配備的PT6發動機,由加拿大普惠公司提供。國外媒體在得知後迅速披露了“中國武裝直升機使用普惠公司產品”這一消息,美國之後則立刻對其展開調查,並以違法出口禁令為由,要求普惠公司停止為直10提供發動機同時還向其處以高額罰款。這次事件,雖然並未對直8F造成影響,但給中國再次敲響了警鐘,關鍵設備受制於人的後果不堪設想。

可惜的是直升機的“心臟病”問題目前一直沒有得到有效解決,根據網友的推測,目前國內服役的直18和直8F直升機的動力系統很有可能仍為進口的PT6渦軸發動機。雖然不斷有報道稱國內的渦軸發動機“取得突破”,但是尚未有公開來源宣傳稱直8使用的是完全的國產化渦軸發動機。目前更新一代的渦軸發動機正在研製之中,何時可堪大用仍是未知數,直8的發展仍然任重而道遠。

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使用進口發動機的直8

未來的展望

目前,寬體直8正在緊鑼密鼓的測試之中,這種使用了新型起落架短倉和外置油箱的直升機肯定會給我們帶來很大的驚喜,但筆者更希望中國能夠早日突破發動機的桎梏,讓直8系列直升機真正引領中國運輸直升機的發展。

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