旋翼劈空乾坤赤

2019-11-22 07:57王笑梦
兵器知识 2019年11期
关键词:黑鹰直升机发动机

王笑梦

10月1日,纪念伟大祖国母亲70华诞的盛大阅兵仪式在天安门广场隆重举行。6架直20战术通用直升机在如潮水一般涌来的直升机群中备受瞩目,旋翼划开空气的巨大声响让大地为之震动,机身上耀眼的红色军徽映衬蓝天,壯美的景象让人激动不已。

从“猎犬”到“黑鹰”

我们来看新设计的陆军军种符号非常有意思,整体为象征胜利的“V”字造型,中间为代表战车负重轮的车轮形象,两条边以装甲履带抽象而成,代表了机械化装备,而两边分别向外延伸形成机翼图形,则代表着“插翅雄鹰”——直升机!

曾几何时,美国电影《野战排》中那遮天蔽日的UH-1“休伊”直升机群反复出现在中国军人的梦中。中国陆军拥有直升机的历史开始于改革开放后组建陆军航空兵。中国陆军航空兵是陆军序列中非常年轻的一个兵种,仅有33年的历程。1985年,在百万大裁军的同时,为了提高集团军协同作战能力,中央军委批准于1986年起筹组陆军航空兵部队。1988年,重点集团军首先成立了直升机大队,中国陆军航空兵之路由此开始。30多年过去了,中国陆航已经从成立时候一个默默无闻的辅助兵种发展为全世界位居前列的雄狮劲旅,不但出色地完成了各项军事任务,还先后在98年洪灾、汶川地震、玉树地震、舟曲泥石流等重大灾害救援中承担了空中运输、救援、勘察等任务。在机队的规模上,陆航从初创时不足百余架东拼西凑的直升机,到如今形成较大规模。据外媒推断,到2020年,中国陆军将在每个集团军组建一个陆航旅(团),并参照美国模式组建以直升机为核心力量的空中突击师(旅),届时中国陆军航空兵装备的直升机有可能达到2000架。

虽然中国陆航是1986年成立的,但中国直升机工业的历史却要早得多。中国直升机工业起源于1956年,当年苏联援建的米4“猎犬”7吨级中型直升机生产线正式启动,标志着我国直升机工业正式起步。1958-年12月18日,仿照米4的第一架直升机首飞成功,我国将其命名为直5直升机。该机首飞成功对中国直升机工业的崛起具有划时代的意义,是中国直升机工业发展史上的第一座里程碑。到1979年停产,直-5共生产了558架,基本满足了国防建设和国民经济建设的需要。在保卫祖国边疆的多次反击作战中,直5出色地完成了人员运输、后勤补给和边境巡逻等任务。我们敬爱的周总理还曾乘坐直一5直升机到邢台地震灾区视察。此外,还有共计87架直一5出口援助第三世界国家。

采用活塞发动机的直-5直升机

到了上世纪60年代,我国开始自己尝试研制直升机。1965年7月研制成功了701轻型直升机,西北工业大学也在同一时期研制成功了延安-2号轻型直升机。虽然两个机型最终并未列装,但在中国直升机研制历史上仍然占有重要地位。当时,世界范围内直升机开始由装备活塞发动机向装备涡轴发动机发展,我国也在直-5基础上进行了换涡轴发动机的尝试。1969年,一种被称为直-6的新直升机首飞成功,1976年设计定型,成为我国第一次自主研制设计的中型直升机。虽然该机后来存在这样那样的问题,但为我国发展第二代直升机技术进行了积极的探索。当时的直升机主要装备空军直升机部队,1969年3月空军提出了自主研制新型运兵直升机的初步意见。1970年3月,航空工业开始研制装备2台涡轴发动机,最大起飞重量14.4吨,可一次性运送一个加强排的直-7重型直升机。但在当时的技术条件下,想要设计制造完成如此重量级的直升机显然困难重重,直-7于1979年6月不得不下马。而在直-7研制的同时,中苏之间因局部冲突而紧张的局势开始有所缓和,苏联当时也为了减轻欧洲方面的冷战压力希望和中国缓和关系。因此,作为向中国方面“示好”的礼物之一,世界上最大直升机之一的米-6“吊钩”重型直升机在1970年来到了中国。可惜的是,由于米-6操作困难,解放军中能飞米-6的合格机组非常短缺,再加上维护保养困难及备件来源不稳定等因素,导致这批米-6使用效率并不高、出勤率很低,1985年左右陆续退出现役。

中国航空博物馆收藏的直-6直升机

不过,中国始终没有放弃对中型和重型直升机的追求。1985年,直-8在景德镇首飞成功,随后经过诸多波折终于在1994年11月设计定型。在此基础上,陆军运输型直-8开始装备陆军航空兵,目前最新型的陆军型直-8相继研制成功,拥有较强的内装和外吊载荷能力,成为了陆军航空兵重要的空中突击力量。

在上世纪80年代,陆军航空兵初创之时,由于中国直升机工业产量不足,型号落后,陆航成为了第一批将目光看向国外的兵种。那段中西方蜜月期最大的收获是从美国引进了S-70“黑鹰”中型直升机。这种直升机一直使用至今,由于“黑鹰”实用升限可达6000米,始终是高原飞行的主力机型,曾多次执行高原救援或抗震救灾任务,表现非常出色。

中国曾装备的米-6超重型直升机

始于高原用于全域

在70周年大庆的阅兵解说中,“全域作战”这一词曾经多次出现,直20直升机正是在“全域作战”这一大背景下上马研制的。分析原因,可能有以下几方面。

首先,纵观世界,10吨级(指最大起飞重量)通用直升机尺寸、重量、价格适中,型号众多,适应领域更广。代表机型如美国的“黑鹰”/“海鹰”,法国“超美洲豹”,欧洲新型的NH-90,以及更早期的英国在美国SH-3直升机基础上发展的著名反潜直升机“海王”。这类直升机大小适中,通常装2台发动机,购置、使用维护成本比装3台发动机的“超黄蜂”、EH-101要低,但载重等指标强于小型直升机,成本、场地适用性、灵活性又超过重型和超重型直升机。陆军使用,如美国“黑鹰”,除运输人员物资外,直升机底部可外吊105毫米榴弹炮,海军“海鹰”可以由驱逐舰、护卫舰携带,其反潜运输能力都要强于“海豚”这类5吨级直升机,而13吨级的“超黄蜂”一类直升机由于尺寸大,不方便由驱护舰搭载,一般搭载在吨位更大的登陆舰、航母上。因此,10吨级直升机陆海军通用,在警用、民用领域也有广泛空间,是各国大力发展的主力通用直升机。我陆军航空兵装备有大量13吨级俄制米-17/171系列直升机:海军航空兵也有直-9、直-8、卡-28等多种直升机,但型号太多太杂。而在10吨级直升机领域,除少量美制“黑鹰”外,我们却缺少国产机型。

中国陆军航空兵装备的高端民用版“黑鹰”直升机

其次,高原使用需求。高海拔地区空气密度小,含氧量低,发动机功率大幅降低,导致直升机性能明显下降。根据国际使用经验,海拔3000米时直升机发动机功率就将减少40%左右,在满足500千米航程的情况下,米-17V7直升机最多能够搭载10人,而在低海拔平原上正常起降的米-17V7能够运载27人之多,差距非常明显。在高海拔地区,高原性能不佳的直升机要么干脆不能飞行,要么飞到高海拔地区后发动机不能停车,因为一旦停车,要么无法再次起动,要么需要很长时间旋翼才能达到正常转速。随着国际风云突变,我国再也没有向美国采购过“黑鹰”直升机,从时间上推测,这批“黑鹰”的寿命已经所剩无几,俄罗斯米-171由于改装新型发动机,高原性能有一定提升,但装备该机也只是权宜之计。

直-20采用后三點起落架布局

我国西南边疆地区多高山、高原、盆地,多属于干旱或高寒气候,气温较低,经济文化和交通运输都不够发达,大部分地区不适宜现代军队行动。从地形看,青藏高原有着“世界屋脊”之称,海拔7000米以上的高峰就有50座,藏北的阿里地区向东南倾斜,至青海东部海拔才降到3500米。整个高原地区面积约250万平方米,雪峰林立,峡谷纵横,地势险要,平坦地域非常少。与此同时,这里的气候恶劣多变,风、雪、雨、云、雨变换迅速,高原常年平均风速达到3.5米/秒,15米/秒的大风也并不罕见,有时候甚至高达30米/秒,七级以上大风日每年达140多天。此外,在山区因为山高谷深,地形切割严重,局部气象复杂多变,浓雾、风切变和其它危险气象因素多发,在此地上空飞行的直升机往往险象环生。从社会经济发展来看,当地经济基础比较薄弱,基本工业制品、生活用品甚至粮油也不能做到完全自给自足,无论是边境城市的社会生产还是对边防卡点的就地补给都非常困难,需要祖国大后方的支撑。虽然经过几代人的艰辛奋斗,目前终于将火车开上了拉萨,并基本实现了高原上县以上城-市通公路,但由于受到地形限制,陆上交通线少而脆弱,很容易在频发的自然灾害或人为破坏下被阻断,因此“天路”的存在至关重要。自行研制直-20直升机,才能彻底满足我军高山、高原地区的军事需要。

直-20驾驶舱后部的舷窗打开,该部位可装机枪等轻武器

我军边防要点多分布在4000米以上的高原上,高原高寒地区生存环境恶劣,平时难以屯驻大量兵力,战时又难以从战略、战役纵深快速调集地面作战力量,此时直升机则可以不受地形、道路或机场限制迅速向作战地区输送兵力、兵器,及时抢占战场要点。同时,由于高山深谷阻隔,横向道路较少,我作战行动将被局限在一些相对独立的方向和区域内,指挥协调和各项勤务保障难度都比较大,也需要运输直升机未承担空中指挥通讯和各类运输保障任务。

在此情况下,我军急切需要研制生产一种高原性能更佳、可靠性更好、变形能力更强的10吨级国产通用直升机,直-20的研制正好可以满足需求。

珠海航展中国航发集团展出的1600千瓦涡轴发动机

直-20性能推测和未来展望

我国军事航空项目,凡是标注为“20”的机型无不是改变战争格局,影响我军装备体系大变革的机型。歼-20隐身战斗机、运-20战略运输机等两款机型已经证明了自己的价值,直-20对我军装备体系发展具有同样重要的意义。

从阅兵视频及照片观察,直-20是一款双发单旋翼加尾桨常规布局的中型直升机,外观神似美国“黑鹰”直升机,推测最大起飞重量10吨左右,能够在全域使用,该机还有可能通过运-20大型运输机进行快速部署。

直-20的主旋翼为五桨叶式,桨叶数量比“黑鹰”多一叶,其优点是在同等环境下通过增加旋翼面积降低桨荷。直-20采用了十字型尾桨,未来还可能采用在直-10上验证过的X型尾桨以降低噪音。

对照“黑鹰”,直-20的驾驶舱应可容纳2-3名机组人员,而载员舱可以搭载全副武装的士兵10余人,或多副运载伤员的担架。较宽的侧拉式主舱门,方便人员进出、机降。在驾驶舱门和侧面主舱门之间还有一扇舷窗,该位置可以方便地布置机枪或自动榴弹发射器。直-20机身上部为发动机舱,据外媒猜测,该机采用了中国国产单台功率1600千瓦的涡轴发动机,比美国最新型的GE T700-701D发动机还要强一些,这些特点使它能够在海拔4000米的高原机场上起降执行任务。

直20最引人注目的是采用了类似“黑鹰”直升机的低尾梁设计。在直升机设计中,尾梁的高低会影响到直升机起落架和尾门设计,低尾梁直升机较多设计为后三点起落架,同时从空气动力学的角度说,尺寸逐渐收缩的低尾梁也比直挺挺的高尾梁阻力更小,便于提高直升机的速度。当然,低尾梁设计不能像直-8或米-17那样采用大尺寸尾门运装货物。

在武器装备和电子设备方面透露的并不多,在机头部有一个鼓包,可能安装飞行用气象雷达,另外在机身一些位置似乎有告警系统和卫星导航装置。直-20主起落架上方的机体明显加强过,今后很有可能参照“黑鹰”直升机的发展,通过加装短翼来悬挂机枪、火箭弹甚至是反坦克导弹,使其发展为武装突击直升机、战斗搜救直升机、特种部队直升机等多种型别。此外,在直-20基础上还能够进一步发展出海军航空兵用的舰载反潜直升机、多用途直升机,空降部队空突旅使用的突击直升机及电子战直升机等。在民用领域,可以抢险救灾、医疗救护、警用巡逻等。

直-20直升机研制成功还为我国未来重型武装直升机发展提供了可能。目前我军主力武装直升机是直-10直升机,该机实现了中国专用武装直升机零的突破,但由于发动机功率限制,使得量产型不得不大幅减重,代价是装甲薄弱、火力受限,不能成为“重武直”。

我们可以参照米-8直升机发展为米-24武装直升机、UH-1“休伊”直升机发展出AH-1“眼镜蛇”武装直升机,以及“黑鹰”直升机与10吨级AH64“阿帕奇”武装直升机之间的微妙关系,以直-20作為基础框架,发展一款性能优良的10吨级重型武装直升机,将进一步提升陆军航空兵、海军航空兵、空军空降兵空中突击作战实力。

结语

直-20战术通用直升机,极大地提高了我陆航部队的空中突击能力,中国陆军有名的“铁脚板”终于炼成了“飞天侠”,将在未来战争中积极发挥立体突击、快速反应、远程机动的优势!相信不久的将来,以直-20家族为代表的国产新型中型直升机将成为大江南北低空的主角。

【编辑,行健]

猜你喜欢
黑鹰直升机发动机
我是人体的“发动机”
“黑鹰”坠落传奇
TWP100C涡喷发动机
发动机阻力矩计算和起动机介绍
2016国际年度发动机大奖公布
万花筒
直升机很热等5则
美国“黑鹰”直升机在大学坠毁