壯志未酬身先死,回顧直-6中型直升機翱翔在共和國低空的那段歲月

這是中國自主研製直升機嘗試的開始

二十世紀五十年代末,中華人民共和國航空工業基於蘇制米-4直升機仿製成功了直-5直升機,雖然因為產品質量問題磕磕絆絆的到六十年代中期才實現質量過關的批量生產,但總算是創起了中國自己的直升機工業的基礎。也正是由於質量問題的磕絆,導致直-5直升機一經問世就屬於落伍的淘汰品(由於直-5型直升機採用落後於時代的活塞式發動機,功率低、高原性能差,另外有效載荷也較小,服役之時已經落後於世界先進水平)。雖然直-5直升機用途比較廣泛,除了軍用運輸之外,還能用於客運、農業、測繪、醫療救護等眾多領域。但其最大起飛重量不到8噸,運兵只能裝載11人,僅為一個標準的步兵班;運貨載荷不到2噸,只能搭載一輛輕型吉普車;如同三腳貓一般的看似“樣樣通”實際“樣樣松”,作為空中突擊力量的價值十分有限。因此中國空軍需要一款比直-5裝得更多、飛得更高、更快的新一代直升機。

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航空博物館中的直-5武裝型直升機

1966年7月11日,當時分管航空工業的第三機械工業部(簡稱:三機部,即航空工業部)給負責直-5的仿製和生產的哈爾濱飛機制造廠(代號:122廠,今中航工業哈爾濱飛機工業集團有限責任公司的前身)和哈爾濱東安發動機廠(代號:120廠,今中國航發哈爾濱東安發動機有限公司的前身)下達了在直-5直升機基礎上研製新型中型直升機的任務。要求能搭載20名全副武裝的士兵(2個步兵班)或者一輛帶有無後坐力炮加上全部炮班(5人)和兩個基數彈藥(約80發炮彈)的吉普車;動力要求採用符合當時主流潮流的渦輪軸發動機,並且儘量的採用直-5直升機的現有部件來降低研製成本。

接到研製任務後,1966年9月122廠和120廠隨即展開了前期論證設計,設計代號“直-5改”。122廠設計室提出了採用120廠最新設計製造的792渦輪軸發動機為動力裝置的方案,內容包括全機協調、打樣設計和設計樣機圖紙,樣機的主要任務在前艙和動力艙。並進行了先期可行性試驗:如模型樣機的試製、模型吹風、全機靜力試驗等,並在1967年3月完成了1:1的論證模型樣機的裝配。

3月22日,空軍司令部派出樣機鑑定小組與當時工廠技術負責人共同對方案模型樣機進行鑑定,對方案基本肯定,並提出40餘條改進建議。工廠立即採取措施改進。

1967年4月17日,122廠將“直-5改”設計方案以廠技字(67)85號文件上報了《“直-5改進”協調樣機審查意見》。當年12月末,122廠設計室發出“直-5改”設計方案全部圖紙和技術文件。

“直-5改”新方案送達中央軍委,經毛主席親自圈閱和周總理的親自批示同意後正式獲得中國人民解放軍總參謀部、國防工辦、國防科委的立項批准,於1968年正式列入國家計劃任務,作為部隊列裝項目上馬。正式將項目代號定名為“直-6”直升機。當年體制改革中,航空工業部與航空研究院“部院分開”,直-6直升機的機體設計工作由位於江西景德鎮的中國直升機設計所(代號602所,今中航工業直升機設計研究所的前身)承擔,製造工作歸122廠負責。渦軸-5發動機的設計任務由株洲發動機設計所(代號608所,今航空渦輪軸發動機設計研究所的前身)承擔,製造工作由120廠負責。

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本廠長繪製的直-5和直-6等比例對比側視圖

為了節約成本和加快研製進度,直-6直升機直接採用直-5直升機第8框以後(包括尾梁和蛤殼狀對開式尾艙門在內)的後部機身結構,內部結構也基本相同(僅僅在尾梁末端部位進行了微調),第8框前部(連帶駕駛室和主機艙)的前機身重新設計。主要升力部件如旋翼、槳轂、自動傾斜儀和傳動系統中尾減速器及旋翼剎車等都採用直-5直升機的現成部件,所以立項初期研製進度推進得比較快。1969年初,122廠生產的第一架直-6靜力試驗樣機6001號機制造完畢。

但是在1969年2月的靜力試驗中6001號機沒有經受住考驗:飛機的起落架在達到標準受力臨界值之前就發生了折斷;另外飛機的機身結構框、動力艙等主要結構都存在強度不足的問題。根據試驗結果,122廠隨即對上述薄弱環節進行了改進。

在接下來的1年多的時間裡,6001號靜力試驗機在1969年3月完成了10個項目60個狀態的試驗。試驗結果表明,直-6的機身、操縱系統、發動機架、起落架、水平安定面、減速器架等結構部件的強度性能符合靜力試驗大綱的要求。隨即122廠開始裝配用於試飛的6002號試飛樣機,但在6002號機在裝配期間,122廠沒有閒著,利用經過改裝的直-5直升機(安裝了部分直-6直升機的關鍵部件)進行了部分直-6直升機的性能試飛工作,如:強度試驗、操穩試飛、自轉著陸試飛等。

1969年11 月,6002號試飛樣機總裝完畢。12月15日,試飛員王培民駕駛6002號機進行了成功首飛(地面滑行、空中懸停和近地面飛行)。1970年1月25日,直-6完成全部試飛科目,歷時42天,14個飛行日,34架次,總飛行時間20小時26分。

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本廠長繪製的帶領航員艙的直-6-6002號原型機二視圖

1970年3月,6002號機飛往北京對空軍領導進行彙報表演飛行,過程比較順利,除了有輕微的振動外其餘的表現基本令人滿意,空軍隨後提出幾條修改意見:艙門的強度需要加強,主軸要加高,機頭散熱器罩要流線型,去掉領航員艙,發動機要改為0級可調和前4級可調等。

122廠隨後邀請相關專家去哈爾濱協助排除振動問題並開始組裝按照空軍領導提出的修改意見改進後的6003號和6004號機。

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本廠長繪製的改進後的6002號直-6原型機二視圖

1970年8月,6003號機飛往正處在盛夏,如同火爐一般的南京,在大校場機場進行高溫試飛。試飛結果是:起飛質量為8100千克,可以作無地效懸停25米以上起飛。在 1000米高度上最大平飛速度為200千米小時,最小平飛速度為70千米/小時。表現可算中規中矩,證明直-6型直升機可以在高溫環境下正常使用。之後,6003號機又遠赴蘭州榆中機場、青海西寧機場進行高原試飛。也取得令人滿意的結果,證明該機可以在高原地區使用。

但很快,一起事故給了直-6當頭一棒:6003號機在成功的完成高溫高原試飛後向哈爾濱返航途中,經過唐山時輸油管在空中突然斷裂,機組駕機迫降過程中旋翼碰到了電線杆導致機體翻滾落地,機上10人全部受傷(經調查,輸油管斷裂的原因是操縱油路接嘴管壁太薄所致),幸虧6003號機主體經受住了考驗,只是旋翼報廢,機身結構沒有大的損傷,具備修復價值。但這次事故並沒有影響到直-6的研製進度,直-6直升機的基本形態也就此確定下來。

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6003號機試飛畫面

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6003號機懸停試飛畫面

相比直-5直升機,直-6型直升機最大的改動就是換裝了一臺基於120廠試製的792渦輪軸發動機發展而來的渦軸-5型渦輪軸發動機,發動機的功率為1618千瓦(2200馬力),比直-5型直升機的活塞-7型氣冷星形14缸活塞發動機的1250千瓦的最大功率有了很大的提高。

在佈置形式上,直-6摒棄了直-5的機頭佈置發動機的佈置形式,而是將發動機安置在機身上部的動力艙中(這也是直升機的傳統動力佈置形式),克服了直-5不適應高溫高原使用的缺點,極大的擴展了適用環境和範圍。直-6的儀表比較安全,各系統工作安全可靠,可以適應四種氣象條件飛行。和裝活塞式發動機的直-5相比,直-6起動迅速,起飛功率大,外型設計流暢,而且在操縱性和靈活性上兼具了直-5的優點,試飛證明其噪音和振動明顯小於直-5。

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直-6直升機正面特寫

直-6直升機的主旋翼由槳轂和4片矩形金屬槳葉組成。槳葉為全金屬膠接結構,槳葉通過槳根接頭與槳轂連接。旋轉方向為仰視左旋。槳轂為鉸接式的,它連接4片槳葉,並與主減速器的旋翼軸構成一個整體。槳轂上裝有揮舞鉸及帶摩擦減擺器的擺振鉸。槳轂上還有變距鉸和變距搖臂,用以改變槳葉的安裝角。尾槳由3片梯形玻璃鋼槳葉組成,是推進式的尾槳,安裝在尾減速器延伸軸的法蘭盤上。

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直-6直升機的主旋翼特寫

直-6直升機為全新設計,機身由前艙、中段、尾斜梁3部分對接組成,為變截面全金屬半硬殼式鉚接結構。前艙由起整流作用的前罩、上部的駕駛艙和下部的設備艙3部分組成。駕駛艙內裝有正、副駕駛座椅,複式操縱系統和全套飛行儀表等。左右兩側裝有可應急拋放的滑動式駕駛艙門,設備艙內裝有電氣、無線電等設備。機身中段是機身的主要組成部分,它由2號油箱艙、上構件艙以及尾門組成。位於機身1~3框之間的2號油箱艙上部右側為領航艙、左側為中部設備艙。貨艙位於機身第3框至第16框,左側裝有側艙門。整個貨艙可裝載體積為15立方米的貨物,或者18名傘兵,或者9名傷病員。上構件艙位於貨艙的後上部,它包括1號油箱艙和後部設備艙。尾門為左右開啟式,供裝載重型貨物或抬送傷病員使用,關閉後與機身後部構成完整的氣動外形。

尾斜梁由呈圓錐形薄壁結構的尾梁和斜梁組成。尾傳動軸、中間減速器和尾減速器都裝在尾梁內部。尾梁後下方裝有尾橇,以防止著陸時尾槳著地。尾梁兩側裝有水平安定面,以保證直升機的縱向穩定性和消除自轉下滑時的低頭力矩。

直-6直升機的著陸裝置由前起落架、主起落架和尾橇組成。起落架和尾橇都裝有單腔油液—空氣式緩衝器。主機輪裝有單面囊式剎車裝置。該機操縱系統包括正、副駕駛可單獨操縱的複式手操縱(縱向操縱和橫向操縱)、腳操縱、槳距-油門操縱裝置,並配有旋翼剎車操縱和發動機應急停車操縱裝置等。水平安定面操縱與槳距-油門操縱聯動。

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直-6的機外油箱和主起落架

直-6直升機裝有主液壓系統和應急液壓系統兩套液壓系統,主液壓系統一旦失效,應急液壓系統便自動開始工作。液壓系統安裝在主減速器艙內,由液壓油箱、兩個齒輪式液壓泵、主液壓系統和應急液壓系統附件安裝板、3個液壓蓄壓瓶、單向閥等組成。該機冷氣系統專供主起落架機輪剎車用。為保證直升機在可能結冰區內的正常飛行,機上備有旋翼槳葉、尾槳槳葉及駕駛艙風擋玻璃的液體防冰裝置和發動機進氣道前緣的熱氣防冰裝置。為保證發動機正常起動和無線電設備、儀表設備、電力驅動裝置、照明及信號裝置等正常工作,機上裝有一臺QF-6A起動發電機和兩個12-HK-28蓄電池,提供電壓為27伏的直流電源,由DBL-750A變流器提供115伏、400赫茲的交流電源。

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直-6型直升機頂部的控制面板

直-6直升機的儀表系統包括全套航行駕駛儀表、發動機工作檢查儀表、傳動系統檢測儀表,以及表明各個系統正常工作的信號指示裝置。無線電設備包括CT-1超短波無線電臺,WL-5自動無線電羅盤,WG-2A無線電高度表和TT-5A型機內通話器等(這也是直-5的全套無線電設備)。機上還備有為執行空降、救護、運輸和外吊運輸任務用的可拆卸設備。

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直-6直升機的座艙儀表

在122廠完成6004號直-6原型機的組裝後。由於當時的122廠正在全力忙於直-5型直升機的生產和改造,顯得分身乏術。為了避免“撐死的撐死,餓死的餓死”的局面,三機部決策將直-6直升機的後續生產轉交給位於江西“瓷都”景德鎮的昌河飛機制造廠(代號:372廠,今中航工業昌河飛機工業集團有限責任公司的前身)。372廠在接到指示後全力進行技術準備,在從122廠接收了全套的生產設備和散件後在1970年年底就成功的組裝了6005號機,隨後經過一系列的試飛和性能測試表明性能指標完全符合要求,該機隨後轉場北京進行了飛行表演並獲得了好評,局面一片大好。

當時的形勢背景下,地方興起轟轟烈烈的“大辦航空”運動,正當372廠準備好好生產直-6的時候,三機部的一紙新命令又改變了一切,將直-6的研發、定型和生產任務轉移到江蘇省。江蘇省受命後立刻組織全省400多家科研單位和工廠的精銳力量參加到直-6的生產協作工作中,並將總裝工作交給常州變壓器廠負責。為了讓之前毫無直升機生產經驗的常州變壓器廠能夠快速實現轉產,三機部指示122廠派出25人組成的技術工作組支援常州變壓器廠,提供全套產品圖樣、技術條件、說明書和技術手冊。提供試製用的5架份原材料和部分工藝裝備原材料以及3架份使用的備份材料,技術組將在常州工作到直-6正式定型投產後再返回122廠。

經過2年時間的準備後,常州變壓器廠在1972年6月成功的利用122廠提供的材料組裝出第一架樣機6006號機並且試飛成功。三機部於1972年正式發文將直-6研製定型任務轉到江蘇省。

但很快,直-6項目就遭受了一次沉重的打擊。

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本廠長繪製的6003號直-6原型機二視圖

1972年8月7日上午,6002號和6003號樣機從哈爾濱起飛,準備前往江蘇與常州組裝成功的6006號機匯合後再次在南京進行高溫試飛和在甘肅和青海進行高原試飛。但兩機在編隊飛行在9時32分經過吉林公主嶺附近的劉房子公社時,6002號機突然失去動力下墜,以機長傅貴法為首的機組搶救無效,飛機墜地後起火,機上6人無一生還,釀成直-6直升機第一起也是唯一的一起一等飛行事故。

事後經過調查,事故是因發動機體內減速器抱軸突然卡死而引起的,602所隨即針對問題對直升機的發動機進行了11項技術改進,基本解決了減速器抱軸卡死的隱患。

1973年,根據三機部的最新文件,122廠正式停止全部的有關直-6直升機的研製生產工作,全力投入到國產直-7型大型直升機的試製工作中。原屬122廠的6001號靜力試驗機和6003號原型機於1974年6月被無償調給南京航空學院作為教學、科研使用。

隨著研製工作的深入,許多關鍵部件繼承自直-5的直-6直升機的一些先天性設計缺陷開始逐漸暴露出來。最大的問題集中在只裝有一臺發動機上所帶來的安全性的擔憂上,飛行中唯一的一臺發動機萬一發生問題那整架飛機將陷入萬劫不復,因此有技術人員提出要多加裝一臺發動機以提高安全性。但是經過研究後發現,增加一臺發動機會破壞整機的重心平衡,牽一髮而動全身,一步改步步改,最終會將原設計推倒重來,還不如重新研製全新型號來得乾脆。所以,雙發直-6的想法甚至沒有形成初步方案就被“掐死”在萌芽狀態。

另外,經過和直-5的對比試飛後發現,直-6除了在高原和高溫環境下的飛行性能有顯著提升外其餘方面比如飛行速度、升限、航程、最大載重等方面較直-5提升有限。尤其是在中國空軍在1972年從蘇聯購入了一批米-8中型直升機後發現直-6在總體性能上劣於前者,對換裝直-6的熱情也就迅速的被降溫。直-6的研製進入了進退兩難的境地,一方面機型已經越發的落伍,不再適合空軍的最新要求;另一方面已經在先期投入了大量的人力物力以及財力,如今研製已經進入尾聲的時候突然放棄,那麼多指著直-6項目發工資的研製單位和生產廠家的“人民群眾”們絕不會答應。在這種糾結的氛圍下,直-6的研製依舊在磕磕絆絆的艱難推進著。

終於,在1976年10月28日,直-6終於迎來了航空定型委員會的組織鑑定驗收。四個月後的1977年2月28日,航空定型委員會正式出具了直-6型直升機和渦軸-5型渦輪軸發動機的定型批准許可,准予正式定型並報國務院、中央軍委正式批准。1978年,直-6型直升機連同渦軸-5型渦輪軸發動機一起獲得了全國科學大會科技成果獎。一片形同論功行賞的皆大歡喜背後,局內人或多或少的都明白,這個獎項其實只是給參加直-6這個項目的科研團隊和單位的“安慰獎”,因為空軍再也不需要直-6這個機型了,對直-6而言,1978年的獎項就如同第二天準備上斷頭臺的死囚在頭一晚領到的一餐豐盛的斷頭飯而已。

果不其然,1979年2月,三機部在北京召開的企業幹部會上決定:因直-6型直升機的機型落後,單發安全性不足,擬下馬停產。隨即直-6的批量生產準備工作被全面叫停,從1970年至1977年,常州變壓器廠總共組裝出11架直-6型直升機和18臺渦輪-5型渦輪軸發動機(算上122廠試製的1架靜力試驗機和2架原型機和372廠試製的1架原型機總共生產了15架,常州變壓器廠生產的直-6最顯著的改動就是取消了左側邊門上的舷窗)。直-6型直升機累計試飛362小時,臺架試機5000小時。

1980年國家計委、國務院國防工辦正式下文決定直-6直升機項目正式下馬。自1963年開始研製至1979年停止研製,歷時16年,耗資1.5億元人民幣,中國自行設計的第一種渦輪軸直升機宣告結束。

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保存在北京航空博物館的直-6原型機

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保存在常州變壓器廠中的直-6原型機

15架原型機中除了已經墜毀的6002號原型機外,只有2架被分別保存在北京小湯山的航空博物館和常州變壓器廠的一處廠區內(保存在常州的那架編號097,估計是胡亂塗的),其餘(包括6001號靜力測試機在內的)12架原型機下落不明,推測被拆毀。

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本廠長繪製的常州變壓器廠生產的097號直-6原型機二視圖

直-6型直升機是中國自行設計和研製的第一種渦輪軸直升機,該機成功首飛是中國直升機發展史上的一個里程碑。邁出了中國直升機從活塞式走向渦軸化的關鍵一步。但由於發動機選型不當,單發動機不安全等原因最終葬送了直-6。

丞相祠堂何處尋,錦官城外柏森森。

映階碧草自春色,隔葉黃鸝空好音。

三顧頻煩天下計,兩朝開濟老臣心。

出師未捷身先死,長使英雄淚滿襟。

直-6直升機性能數據

乘員:機組2人+載員20人

長度(連帶旋翼尾槳):20.015米

旋翼直徑:21米

高度:5.593米

空重:4820千克

最大起飛重量:7600千克

發動機:一臺渦軸-5渦輪軸發動機,單臺最大功率2200馬力

經濟巡航飛行速度:180千米每小時

最大載重航程:651千米

實用升限:6000米


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