速度与高度，用创新铸造航空强国梦

刘宏福 何欢

直20是航空工业最新研制的第四代多用途直升机，代表当前中国直升机工业的最高水平，它的横空出世见证了中国直升机工业技术能力的不断提升，也彰显了我国航空装备领域跨越式发展。作为直升机研发的“国家队”，航空工业直升机所在航空报国的征途上砥砺奋进，建立起与世界先进水平逐步接轨的设计、试验和试飞技术体系，在产品、技术和能力等方面取得了辉煌成就，用“速度”和“高度”为国防建设和经济发展作出了突出贡献，这是国产直升机飞行的速度和高度，更是直升机所赶超国际先进的速度和打造中国直升机事业的高度。

攻坚克难 铸造国产腾飞利器

我国国民经济发展和国防建设的需要，推动了直升机工业自主研发和制造能力的提升，为产业的发展提供强劲的动力支持。中国直升机工业起步初期，工作基础薄弱、各项资源匮乏、研制条件艰苦。伴随着新中国的成长，中国直升机工业从无到有、从弱到强，取得了令人瞩目的成就。

20世纪60年代末，国家在江西景德镇成立了直升机设计研究所，在极端困难的条件下，直升机厂所联合研制直8，为我国直升机事业打下了坚实基础，培养锻炼了一大批人才，初步探索出一条适合中国国情的直升机发展道路。直8的成功研制填补了我国大型直升机的空白，满足了保卫祖国海域的急需，同时也使我国成为世界上少数几个能生产大型直升机的国家之一。

1994年，我国第一个自行研制、拥有自主知识产权的直11型机首飞成功。不同于仿制、测绘仿制和改型设计，直11是第一次按照新机研制程序走完全过程的型号，它结束了我國没有自行设计直升机的历史。至此，直升机厂所成功迈出了自行设计研制直升机的步伐。从1991年开始研制到1994 年首飞成功的几年，科研团队先后攻克全机静力试验提前失稳、地面共振、地面长试、寿命与可靠性等技术难关。

直9武装直升机的成功研制为我国自主研制具有世界先进水平的专用武装直升机提供了技术和人才等多方面的保证。世纪之交，直10专用武装直升机的研制拉开了国产直升机争锋世界的征程。2003年4月，直10成功首飞。此后历经持续的优化设计。2012年11月，直10在珠海航展向公众亮相。直10的研制的成功全面促进了我国直升机工业的跨越发展，形成第三代专用武装直升机创新研发技术体系，同时带动了航空涡轴发动机、直升机机载专用武器和辅机产业的快速发展，将中国直升机工业整体技术水平向前推进了20年。

直升机天然具有军民两用性，20世纪90年代，直升机厂所开展民用直升机研制。在直8基础上，同时沿用直10技术成果研制的AC313系列直升机，飞行范围可覆盖我国全部疆域。AC311直升机的研制也是建立在军机直11的基础上，该机是我国首款通过AEG评审的民用直升机，打破了国外同类直升机民用市场上垄断的局面。AC311升级版AC311A，利用新技术对现有民机平台进行持续改进升级，使得国产直升机在这个细分市场上有了更具有竞争力的产品。

迄今为止，直升机所立足国内自主保障，大力推动科技创新，建立了较为完整的研发、生产、配套、材料等体系，形成了“军民结合、一机多型、系列发展”的产品格局。从建业初期仅有的一个产品机型，发展到覆盖不同重量的多型号、多系列直升机，铸造了一个个中国腾飞的利器。当前，以直8、直9、直10、直11、直19和直20等为代表的系列直升机研发和交付，为我国国防建设作出了突出的贡献。以AC311、AC313、AC352为代表的AC系列直升机以及AR500无人直升机为代表的国产民机，为提升社会公共服务能力和提高人民的生活水平发挥了重要作用。

锐意创新突破核心关键技术

核心关键技术的一次次突破，自主创新能力的提升极大地促进了国产军民用直升机的发展。直20 是我国首次开展关键技术成熟度评估，首次应用电传飞控系统，首次使用自主研制的旋翼防除冰系统等的国产直升机，直20的成功研制不仅填补了国内直升机的多项空白，而且实现直升机技术从第三代到第四代的跨越。

旋翼系统是直升机区别于其他飞行器的标志性部件，它是直升机完成垂直起降，前飞、侧飞、后飞等各种飞行姿态的关键，旋翼技术水平也成为衡量直升机先进程度的关键指标。在20世纪80年代，为了实现自主创新，改变受制于人的境地，直升机所开始着手攻克旋翼系统关键技术，启动先进旋翼原理样机研制，先后突破球柔性桨毂、尖削后掠式桨叶外形、复合材料结构桨叶设计等关键技术，最终实现先进旋翼原理样机装机首飞。

通过全尺寸旋翼原理样机的研制， 直升机所全方位掌握了旋翼研制的技术，从此结束了中国不能研制实用旋翼系统的历史。直升机所以重点型号为牵引，逐步突破了全复合材料桨叶、球柔性桨毂旋翼系统设计技术，自主研发的大型复合材料桨叶、球柔性旋翼等第三代旋翼系统已装机应用，广泛装备部队。近10 年来，直升机所朝着更先进的旋翼技术发展迈进，在旋翼折叠和防除冰技术领域实现了突破，填补了国内空白;在无铰/ 无轴承旋翼技术等第四代旋翼技术取得了重大进展，并掌握了智能旋翼研究中的一整套研发流程和关键技术。

我国地域辽阔，地形复杂，高原和高寒地区广大，严峻的自然环境、地形地理条件给直升机的运用带来了较大挑战。要彻底解决直升机高原使用问题，必须突破直升机旋翼防/除冰技术。直升机所科研团队立足国内自主研制，经多轮反复迭代，集智攻关，通过冰风洞试验、喷洒塔试验、空中真机试验验证，最终攻克了旋翼防/除冰关键技术难题，成功研制出了国内首套旋翼防/除冰系统。2018年，研发团队开展国内首次直升机真实结冰云层的防除冰试飞并取得圆满成功。

随着以旋翼技术为代表的技术突破，直升机所同步攻克了以总体气动、航空电子系统、飞行操纵与控制系统、民用直升机技术、无人直升机技术为代表的技术，具备了自主开展直升机总体设计和验证的能力，掌握了直升机气动设计技术，具备直升机气动设计与分析能力;掌握了先进航电总体设计与系统动态综合试验技术;掌握了电传飞控设计与系统动态综合试验技术。在民机领域，基本掌握了民用直升机适航取证技术，突破了民机适坠性、传动系统“干运转”等关键技术。在无人机关键技术上实现了重大突破，形成了无人机的自主研制能力，并达到了国内领先水平，这些关键技术的突破，使中国直升机工业迈上了新的台阶。

积极求变 厚植工程研制根基

从一份设计方案图纸到一架直升机凌空而起，再到设计定型，背后有成千上万的航空人赋予了直升机强健的生命。从最初的测绘仿制、引进专利，到后期的改进改型、联合设计、共同开发，再到当前掌握关键技术、具备自主研制能力，直升机所始终坚持走创新驱动、自主研发的发展之路，建立了一套成熟的直升机研发流程，积累了丰厚的直升机工程经验。

建所初期，薄弱的基础条件制约了直升机关键技术的突破和重大项目的研发。直升机设计人员在山沟低矮房子里手工绘图，型号研制和预研课题中大量计算和设计任务要派员工出差到外地租用外单位计算机来完成，严重影响了型号研制和技术发展。改革开放后，随着国民经济的发展，国家在直升机工程领域逐步加大投入，引进大型计算机用于直11辅助设计，完成了有关设计图纸任务并发往所外，节约了大量时间和经费。

自20世纪90年代初开始，直升机所加强信息化条件建设，研发手段、工具不断升级换代。1995年，直升机所引入新的设计软件，首次在产品研制中采用了全三维实体设计方法。此后，直升机所加快了计算机软硬件及网络系统建设，大力引进数字化设计软件，在其后一系列直升机型号研制中，均采用了三维数字化设计技术开展初步设计和详细设计，这些设计直接面向企业的装配和制造。

正是通过广泛开展三维数字化设计和计算机工程出图，为按节点完成日益繁重的型号研制任务提供了基本保障。2010年底，直升机所建立了以数字样机设计技术为基础，以产品数据管理为核心，以直升机产品研制过程为主线的数字化协同设计平台，数字化研制成为直升机研制的基本模式。由标准件/材料/成品等设计资源库、MBD工具集以及基于CI的技术状态管理等构成的基于MBD的全三维直升机产品研制数字化体系有效提升了直升机协同和快速设计能力，不仅大大提高了设计效率、减少了70%以上的工作量，还提高了协同效率和产品设计质量。

2009年，直升机所天津研发中心挂牌成立，直升机所构建了津景协同研发以及设计与制造异地协同环境，按“一所两地、一套体系”思路运行，津、景两地协同办公、协同研发，支撑了数个军机民机和预研团队800余人在天津所区工作，带动型号研制工作不断迈上新的高度。当前，直升机所建成了较为完善的直升机研发技术体系和数字化协同设计、制造环境，支撑了12个系列60余个新研或改型直升机型号的研制和改进改型。

试验是直升机研制的重要一环，为直升机首飞和科研试飞提供了有力的依据和安全保障。建所早期，技术人员和工人白手起家，土法上马，自行研制了各种试验台架等设施，逐渐摸索形成了庞大的直升机试验数据和方法经验。目前，直升机所逐步建成了覆盖不同重量的直升机通用设计和验证平台， 包括：强度试验、试飞测试两个试验中心;旋翼噪声、低速风源、“铁鸟”台、旋翼塔四个大型综合试验平台，电气、燃/ 滑油、航电、飞控四个主机系统综合联试试验室;打通了数字化设计生产线，有力提升了直升机设计、试验验证能力，形成了自主研制第三/ 四代直升机能力，试验条件涵盖直升机研制全过程。

近些年，直升機所加快研发模式转变，实施跨学科的系统工程设计方法，注重定义用户需求，集成所有学科和专业，构造一个从概念、生产到运行的结构化过程，从而将传统的“需求满足型”的研发模式向“需求驱动型”的研发模式转变，直升机所已经在多个型号研制中推广使用系统工程方法。目前，全球正在经历智能制造转型，直升机工程设计将继续朝着数字化、设计与制造技术一体化和智能化方向发展。未来直升机工程设计能力提升将以需求论证和持续创新等两大核心能力建设为重点，逐渐形成基于需求的正向研发模式，最终实现从传统的“设计- 制造- 试验”研制模式向“数字设计- 虚拟综合-数字制造- 物理制造”工业新范式的跨越。

振翼蓝天技术牵引打造一流

技术创新是引领直升机发展的第一动力，技术是型号孵化、产品研制和客户服务保障顺利开展的根本保证。当前，全球正在经历新一轮科技和产业革命，直升机行业处于机遇和挑战的新时期。为满足研究所战略转型和未来发展对顶层策划的需求，直升机所在国家实施创新驱动战略背景下，以“策划顶层技术发展，运筹型号和预研技术管控，搭建技术创新平台，推动技术创新发展和应用”为主线，紧盯前沿技术和热点动向，扎实推进技术创新。通过理念创新、制度创新、管理创新等多项举措，着力打造领先创新力，并取得一系列重大突破。

直升机所围绕军民用直升机背景型号关键技术、基础技术、前瞻性技术的研究，重点突出直升机特色专业的技术发展和能力提升，在总体气动、旋翼传动、结构强度、飞行控制、航电系统等领域取得了丰硕的科研成果，形成一大批自主知识产权技术与产品。直升机所专利申请实现年递增20%，发明专利达到80%以上，重点型号及其预研成果中的专利数量占主导地位。截至2019年底，直升机所实现专利申请累计1300余项，获授权专利证书共计500余项。

为激发科技人员的创新热情，直升机所于2015年正式批准设立所级创新基金，先后完成变距多旋翼无人机技术、磁悬浮飞行技术、仿生扑翼飞行技术、无人机自主充电技术、有缆多旋翼飞行技术、自主避障飞行技术等一大批重要技术，研发出旋翼液压阻尼器、便携式可交互驾驶员操作PAD、航电光纤总线等科技产品，为直升机所航空产业提供源源不断的发展动力。2019年，直升机所新成立了“创新特区”——科技创新中心，为具有创新意识的设计人员搭建创新平台和环境，使其专注于重大技术攻关和前沿创新，致力打造若干以技术创新为使命、以产品集成为依托、以型号应用为最终目标的直升机新技术研发团队。2020年4月11日，直升机所设立创新项目投资基金，首期投入金额6000万元，将全部用于直升机前沿技术项目研究。

直升机所建立“前沿技术探索、基础技术预研、关键技术攻关、批产技术提效”的技术创新体系，实现我国直升机技术全面发展;构建全项目管控能力和多项目精细化管理能力显著提升，形成主导产业突出、业务结构合理、盈利能力增强的发展格局，建立起支撑组织高效运行的管理体系，知识工程初步建成，MBSE构架融入流程，建立全球人才共享机制，全方位提升研究所人才核心竞争力。

当前，直升机所站到了与国际同行同台竞技的新高度。直升机所构建具有完整的直升机研发技术体系，拥有总体气动、动力学、旋翼传动、系统试验和综合保障等40多个专业，具备覆盖不同重量的直升机（含无人直升机）的通用设计和验证平台能力，形成了国产直升机谱系，强有力支撑了陆、海、空和武警部队的装备现代化和国民建设。

新一轮科技革命和产业变革为航空前沿技术、颠覆性技术提供了创新源泉。科技领域竞争日趋激烈，人工智能、无人驾驶、电动技术、量子技术、5G 等颠覆性技术的广泛应用，可能对直升机产业产生颠覆性影响，未来直升机将朝着高速化、智能化、无人化等方向发展。直升机所也将持续加大自主创新投入，增加核心关键技术储备，培育行业领军人物和高端专业人才，进一步提高自主创新能力，为打造国际一流直升机研发机构奋辑前行。