关键技术国产化——国产直升机的进击 AC313

关键技术国产化——国产直升机的进击 AC313

写在前面

在十一月份我开始对一系列直升机进行全面且完整的介绍起,就不时有读者留言说:

有没有介绍中国的直升机?什么时候讲讲中国的直升机?

有一说一,中国的直升机发展其实不算慢,在西方世界的重重技术封锁下,从一无所有到艰难起步到突破旋翼系统、传动系统、操控系统等一系列直升机关键技术,也是相当不容易了。但是受限于发动机技术的瓶颈、直升机研制经验的极度匮乏,目前来说,离美俄这种领头羊差距仍然巨大,比之欧洲诸国也要落人一头。

在这种情况下,AC313 中型直升机的研制成功可谓是为国产直升机注入了一针强心剂,一方面让人看到了中国航空工业多年艰苦奋斗所取得的长足进步,另一方面也让我辈航空人对国产直升机的未来更具信心。本文就将对AC313的研制背景、设计特点和技术参数进行介绍,与诸君共赏。

本号持续针对旋翼飞行器理论、设计、未来等相关内容进行深度解读,感兴趣的读者欢迎关注。

中航工业直升机公司(Avicopter;AVIC Helicopter Company)的AC313是一型民用直升机,一般也被称为”昌飞 Z-8F-100“。它是早期的哈飞直-8的衍生型号,从这个意义上来说,它也是法国宇航超黄蜂直升机(Aerospatiale Super Frelon)的国产版本。

发展历程

AC313是在早期的哈飞直-8上进行升级而发展出的一型民用直升机,同样也是法国宇航超黄蜂直升机的衍生版。第一架AC313原型机于2010年3月18日在江西景德镇完成了首次试飞。该型直升机设计载客数量为27人,据现有报道,其最大航程可达900公里,最大起飞重量达13.8吨,能够在海拔高达4500米的机场起飞,升限可达6000米。

AC313 是国内仅有的第二种能够在青藏高原上执行任务的直升机,第一架是1983年在拉萨进行过测试的西科斯基S-70C 黑鹰直升机(Black Hawk)。AC313是一月份在内蒙古的呼伦贝尔市进行了飞行测试,测试起飞重量为13吨,测试最低温度达-46℃,该测试证明了这架亚洲产的最大吨位直升机能够在极短的低温和高海拔情况下执行任务。在该项测试中,AC313最大飞行速度达到了336千米/时。AC313也是中国民用航空局授权的第一架能够在超过4500米海拔上进行飞行的国产飞行器。中国民用航空总局(CAAC;Civil Aviation Administration of China)也授予了AC313型号合格证(Type Certificate)。

关键技术国产化——国产直升机的进击 AC313

图——风雪中的AC313

2011年,在获得民航局认证之后,昌飞向飞龙特种航空公司(Flying Dragon Special Aviation)交付了第一批次共计5架AC313直升机。中航工业直升机公司也计划在欧洲和美国取得适航许可证并寻找AC313的潜在买家。AC313 的总设计师徐朝梁曾透露过AC313 已经与国内外的客户签订了32架的采购合同。据称,从2015年开始,中航工业拟每年量产300架AC313,并借此跻身国际直升机主要供应商的行列。

设计特点

AC313是目前为止最大的国产直升机,配备了3台普拉特·惠特尼加拿大PT6B-67A(Pratt & Whitney Canada PT6B-67A)型发动机,每台发动机长1.9米,高0.9米,最大输出功率达1427千瓦,PT6B-67A发动机继承了三级轴流式和单极离心式压缩机,且整合了自动燃油控制系统和电机。AC313 的构型是常规的单旋翼带尾桨构型,主旋翼桨叶为6片,尾桨桨叶为5片。座舱为全玻璃布局(all-glass cockpit),驾驶员的座位是典型的横列两侧布局,起落架不可收放。尽管整体设计风格仍然是基于上世纪60年代的直-8,但是AC313采用了全复合材料桨叶以及钛合金旋翼系统。整架直升机的一半材质用上了复合材料,另一半材质则是钛合金。机内配备了现代化的集成数字航电系统,机舱高有1.83米,舱内容积有23.5立方米。作为一架运输直升机,AC313能搭载两名飞行驾驶员外加27名乘客,此外,它还被设计用于贵宾专机、医疗疏散以及紧急救援等任务。在货运方面,AC313能够装载4吨的内部载荷或5吨的外挂载荷。AC313 也装备了先进的电子飞行仪表系统,包含四轴自动驾驶控制系统以及挂在在鼻端的搜索雷达。凭借着先进的仪表着陆系统(Instrument Landing System),AC313能够在极端的暴雪天气进入高原地区执行紧急救援任务。

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图——电子飞行仪表系统

超黄蜂入华小记

从1975年十二月到1977年四月份,我国接收了总计12架法国宇航的SA 321 超黄蜂直升机(Super Frelon)。这些直升机主要分为两种特别型号:一种用于反潜战、一种用于搜索救援。超黄蜂可以说是中国人民解放军第一批能够实现舰载起降的直升机。在接收了这一批超黄蜂之后,我国逐步实现了超黄蜂的本地量产版本——也就是诸君熟知的哈飞直-8。超黄蜂一直在中国人民解放军海军中服役直到2014年。

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图——法国海军的超黄蜂直升机

在上世纪八十年代早期,中国人民解放军海军使用超黄蜂直升机频繁进行舰载反潜和搜救演习。针对反潜战任务,直-8配备有搜索雷达和法制HS-12 吊放声呐,同时在机身右舷侧装备有Whitehead A244S 鱼雷。早期的直-8更多被用于从补给船运送物资到水面舰艇或者将作战部队从登陆舰运送到岸。海军的搜救版本一般被称为直-8S,装备有更先进的航电系统、探照灯、前视红外吊舱以及起重绞盘,该型号在2004年12月首飞。海军还开发了另一种救援的衍生型号——直-8JH——其上配备有充足的医疗装备。

1999年2月获得适航认证的直-8A是一种专用于部队输运的衍生型号。2001年,一组直-8A交付到军方用于评测,然而最后军方还是打算采购额外的米-17V5。最后仅有6架直-8A在2002年11月交付给解放军,该型号保留着鼻尖的天气雷达和侧边的浮筒。从2007年开始,中国人民解放军空军提出了采购一批升级版直-8K和直-8KA的需求,其主要用途是执行搜救任务,这一型直升机配备有前视红外炮塔和机身下方的探照灯,同时装备有起重绞车和照明弹发射器。

AC313 则是超黄蜂国产后的第一种民用型号,上文已经详细介绍,此处不再赘述。

在2008年汶川地震之后,直-8直升机的产量被要求迅速提升,因为汶川之殇让人民和政府都认识到了直升机在人道主义救援中的巨大价值和不可或缺性。中航工业直升机所对直-8长期以来积累的问题进行总结分析后提出了对新型发动机和新的总体设计布局的需求。武警部队也购买了18架直-8,到2013年,至少5架已经交付给武警部队并主要用于森林灭火任务。

2018年,解放军陆军航空兵发布通告称由于在役的直-8直升机已经逐渐”老迈“,性能低下且维护成本居高不下,因而陆航决定逐步淘汰直-8直升机——尽管在发布这一通告的时候,有些直-8的服役时间仅有6年左右。从目前来看,直-8编队将会被哈飞直-20中型直升机编队所替代。

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图——直-20 直升机


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