中国黑鹰30年

2014-03-10 05:07温清澄
航空知识 2014年3期
关键词:西科斯基尾桨黑鹰

温清澄

1982年,在科研生产能力无法保障正常装备需求的情况下,我国酝酿引进适用于高原的直升机。1983年5月,在准备赴法国参加第35届巴黎航展前,听说我军准备筹建陆军航空兵的消息,这让我们巴黎之行使命感更强烈。

我们制定了高原直升机选型的战术技术要求,后来有人总结为“3个6”原则,即在海拔标高4 500米,10.8℃温度(相当于平原的夏天)条件下,利用地面效应起飞时,可携带600千米航程的燃油,600千克载重,动升限6 000米。还要求可在5 500米高度巡航,比如进唐古拉山口时,公路海拔已经有5 200米,为保证离地300米的安全高度,所以除了3个6,5 500也是个硬性要求。看似简单的几个数字,但这是一组经过70年代直5进藏几年试验积累下来的资料分析,而得出的可行的、也是在当时可实现的严格数据。还有一个要求看似严苛,但为保证在青藏高原的正常飞行,必须要求发动机在4 500米高度可靠起飞。这些数据,厂商说行是不够的,必须要实地测试。

1983年11月、12月,在以拉萨为中心的区域,对美国贝尔214ST、西科斯基S-70“黑鹰”,以及法国的“超美洲豹”进行了测试试飞。黑鹰表现优秀,在5 200米的高度都可以正常起飞。现在回顾,当时选型是成功的。在很多例如藏北救灾、墨脱救灾等急难险重的任务中,“黑鹰”表现令人赞叹。

坚实抗坠毁

“黑鹰”即美国陆军装备、西科斯基公司生产的UH-60直升机,起源于美国陆军于1972年提出的“实用战术运输飞行系统”(UTTAS)。于1977年7月开始小批量生产。1978年10月17日,暨其首架原型机YUH-60A首飞成功4周年纪念当日,“黑鹰”生产型首飞成功。1979年6月开始交付作战部队使用。

在5年后,“黑鹰”来到中国的时候,已经累计飞行20万飞行小时了。各方面数据都十分漂亮,让我印象最深刻的是一段在巴黎航展上西科斯基展示的视频。视频中在突发状态下,直升机迅速下坠,在落地后尾桨完全摔毁的情况下,机上人员并无大碍。

“黑鹰”机体结构强度大,抗坠毁性能好,驾驶舱可以承受12.6米/秒的垂直坠毁速度触地时的撞击,乘员不会受伤,机舱容积可保存 80% 。机身为普通的半硬壳式轻合金抗坠毁结构,4条纵向龙骨架和4个主要受力框连接在一起。主要创新在于,机上的固定式抗坠毁起落架以及机身下部的蜂窝状填料都能变形,以吸收能量,据悉可吸收60%的冲击力。驾驶员及成员座椅采用了高效减震座椅,也代替机上人员承受了坠毁时的冲击。

还有一点十分重要,“黑鹰”在坠毁后从未失火。机上的坠毁传感器和易断连接器可以在直升机坠地瞬间切断电气系统,防渗漏燃油管路及自封油箱将保证坠机后不至于因漏油而失火。不失火很重要,即使坠毁不损毁,但一着火也是没有意义的。

心灵美才完美

第一次见到“黑鹰”是在1983年的巴黎航展上,开幕当天从宾馆到布尔歇机场的路上堵车极严重,厂商便让直升机来接我们,可以身亲考察乘机体验,顺便避开拥堵参加航展。

在巴黎,一行人试乘“黑鹰”、贝尔214,在马赛坐了“超美洲豹”。我国飞行员驾机将“超美洲豹”飞上了巴黎境内的阿尔卑斯山4 800米处。不过,在西藏实测时,在载重能力上,在上述环境条件下,“黑鹰”以近700千克的载重完胜另外两种机型。

“黑鹰”动力装置为两台当时世界先进的通用电气T700-GE-700涡轮轴发动机,并列安装于机身顶部的两肩位置,单台功率1 565轴马力。虽然贝尔当时也采用了T700民用型号CT7。但实际上,西科斯基进藏试飞的“黑鹰”携带的已经是T700-GE-701发动机,比700性能提升了10%。在同美方谈具体合同时,我们要求交付时也必须保证701,而不是常规装备的700。着实也为难了美方代表,因为在当时,美国陆军还未装备701。

最终交付时,在美国本土总装的“黑鹰”装配T700-GE-700发动机,但同时单独海运T700-GE-701发动机,到达我国后换装。就这样,我们几乎与美军同步,装备了当时最先进的直升机发动机。

当时西科斯基豪言壮语说他们提供的发动机有5 000小时寿命(不包含地面试车),单纯指飞行时间。在地面怎么试车,试多长时间都不影响其5 000小时的发动机寿命,可见对其强大动力充满信心。除了强有力地心脏外“黑鹰”机身大量采用了玻璃纤维等复合材料,自身重量较轻,这也保障了其拥有更大的载重。两台发动机都具有独立的润滑和进气道粒子分离器,通过自由离合器输入主减速器,采用单元体结构,简化了维护。在机库现场,维护发动机的工具只有6、7种,可见其简便程度。

“黑鹰”采用并列式座舱布局,正副驾驶员座椅都有防护装甲,机舱内可以装载11名全副武装的士兵,高密度布局时可以装载14名士兵,两扇推拉式舱门开关方便,可保证载员迅速进出。这种可搭载整建制一个班士兵贴地飞行的良好战术性能,让陆军赞不绝口。在海湾战争中,近300架以“黑鹰”为主的直升机蛙跳式突击进入战场,表现完美。

好飞机一定是漂亮的

“黑鹰”整体布局合理,也保障了其后续可以在此基础上不断改进,发展为一个成系列的家族。其座舱高度1.38米,油箱在机身中部不好安排,只能放置于后部,不得已导致其要面对直升机十分忌讳的重心后移问题。直升机前进时,机身需前倾,保证旋翼有足够的倾角带动整个机身上升。如果重心后移,前倾难度增大。美国人巧妙地将尾桨倾斜,平衡机身扭矩的同时可产生向上的分力,使机尾抬起,机身前倾,获得前进动力,降低主旋翼的负荷。倾斜的尾桨还有一个好处,可使其末端最低点提高,防止误伤地面人员及设备,也防止地面扬起的沙石打伤尾桨。

“黑鹰”主旋翼为4片桨叶的全铰接式大弯度旋翼,并采用了西科斯基自行研制的SC-1095高升力翼型,低速和高速飞行时都能满足升力要求。在同贝尔214采用同样发动机的情况下,虽然有军民用的差别,但旋翼的贡献使其足足多出2 000磅(900千克)的拉力。同时使得其机动性非常好,“黑鹰”最大能承受3.5g过载。桨片后缘有调整片,目的是避免前行桨叶在巡航时产生气流分离。桨叶大梁由钛合金制成,桨叶由Nomex蜂窝芯、玻璃钢/环氧树脂等复合材料构成,桨叶可以承受23毫米炮弹损伤。桨叶前缘有电加温防冰覆盖层,在严寒地带可以正常执行任务,桨毂由钛合金整体锻造而成。主旋翼的寿命大于直升机的整体寿命。4片式尾桨为碳纤维复合材料制成,十字梁构架,尾桨上无需任何铰链,尾桨位于垂尾右侧。尾部有尺寸较大的水平尾翼,可增加飞行中的稳定性。为了快速部署,主旋翼可以折叠。折叠后,一架C-130可以运输一架,C-141可以运输2架,C-5则可以运输6架。在运至目的地后,可以在机场现场组装,组装时间为2小时。

自己造的更漂亮

我国一共引进了24架“黑鹰”直升机,除一架在青海执行任务过程中出现尾减速器故障,齿轮轴疲劳断裂,由美方负责赔偿,属机械事故之外,另外的几次事故都是由恶劣环境造成的飞行事故。特别是过墨脱多雄拉山,西伯利亚寒流与印度洋暖流在此交汇,风切变严重,我们不幸在那里出过事故。在青藏高原飞直升机,真的很难,很难。

“黑鹰”在中国30年,表现优异,赢得了军民广泛赞誉。但毕竟也过去了30年,虽然后续我们引进米-17弥补“黑鹰”数量上的不足,但如今米-17也奇货可居地价格翻番,远没有当年5架米-17相当于1架“黑鹰”的价格优势。

我国幅员辽阔,从青藏高原到长长的海岸线,从冰天雪地的寒温带到南海热带,各类型直升机均有需求。但不会有一款外国的直升机是为我们量身打造的。因此国产直升机的研制一直在踏踏实实地推进,近年也是硕果累累。近期网络等媒体曝光的直20,让我感到由衷骄傲,它比“黑鹰”更漂亮,更美!

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