中俄重型直升机项目启动揭秘直升机世界有哪些重量选手?北晚新视觉

2015年9月8日在天津举行的中国直升机博览会上,中国中航工业集团的AHL国产重型直升机模型正式亮相。从图片看,国产重型直升机采用了传统的气动外形设计,中置上旋翼的高尾梁常规尾桨布局设计,整体外形布局与俄罗斯的米-26直升机相差不大,但机身高度更低,机头更具流线型,驾驶舱的视野更加开阔。

该机采用了带有欧洲HTH重型直升机风格的一体化桨毂和7叶复合材料桨叶,尾桨外形低矮,接近于国产直-8直升机。总体外形布局比俄罗斯的米-26或美国的CH-53E等类似机型都要先进。

根据当时说明图板上的性能数据,该机的最大起飞重量达到38.2吨,各项性能指标与美国正在研制中的西科斯基CH-53K超级“种马王'直升机非常接近。CH-53K计划于2018年交付美军使用,如果国产重型直升机也能按计划在2025年前完成研制,那么两者将成为21世纪初期重型直升机的双雄。

由于西方在高技术领域对中国的禁运,中国在很多航空航天合作可选择的面非常窄。因此,虽说是中俄合作,但在俄罗斯媒体的报道中,却可以体会出俄方的一些优越感。例如接受俄媒采访的俄军事航空专家德米特里·德罗兹坚科表示:“除俄罗斯以外,没有哪国能生产出符合中方要求的直升机发动机以及其他配套零件。”

那么问题就来了,谁都知道发动机是飞行器的心脏。俄罗斯说的这么牛,那么中俄联合研制最大起飞重量38.2吨的重型直升机,到底用什么发动机?

在2015年10月,俄罗斯媒体透露了一个关键信息,俄罗斯联合发动机制造公司市场经理亚历山大·科尔舒诺夫称,将在PD-14涡扇发动机的基础上研发中俄重型直升机的发动机,叫做PD-12V。PD-14发动机是俄方为其MC-21大飞机在国内市场准备的发动机。不过这种发动机的研制从2008年开始,直到2015年才基本完成进入测试阶段,俄方媒体称2016年PD-14发动机投入生产,年产20台至30台,但这是一种没有经过大规模检验的发动机,具体性能如何,谁也不知道。至于在PD-14发动机基础上研发的直升机用涡轴发动机PD-12V,什么时候才能用上,更要打问号。

需要点明的是,2016年俄罗斯开始研发PD-12V涡轮轴发动机,可不是只为了中国,还包括自己的米-26重型直升机。因为俄罗斯米-26重型直升机在发动机上,正被乌克兰“卡脖子”。俄米-26直升机,使用的正是乌克兰有着动力沙皇之称的“马达西奇”公司研制的D-136超大功率涡轴发动机。这种世界在役功率最大发动机,最大功率达7457千瓦。由于俄罗斯和乌克兰关系的迅速恶化,俄方才决定自己研制米-26需要的大功率涡轴发动机。

据俄方公布,PD-12V涡轴发动机为11500马力,换算后就是8575千瓦,这确实比现有的D-136涡轴发动机要大。俄方称PD-12V比D-136要重100公斤,但耗油率要比D-136低18%。如果要是俄自用,PD-12V有多先进那是他们自己的事,但是涉及到中俄合作,就比较复杂了。

米-26是当今世界服役中最重、最大的直升机,空重28吨,最大起飞重量56吨。在去年,俄罗斯军方的红星电视台曾经做过一次震撼的军事节目:由一架世界上最大的直升机:米-26“光环”,在空中吊运另一架米-26直升机。

为了满足吊运的需要,被吊运的这架米-26直升机卸掉了主旋翼和尾桨,否则吊运是不可能成功的。即便如此,俄罗斯电视台也称,这次演示是世界独一无二的,没有其他任何一个国家的直升机能够完成这一奇迹。相比之下,美国有名的支奴干直升机最大起飞重量只有22吨。

“米-26”是第一架旋翼叶片达8片的重型直升机,是迄今为止世界上叶片最多的单旋翼直升机,旋翼直径高达32米,两台发动机由乌克兰扎波罗日“进步”机器制造设计局研发制造,能进行动力互补,即在其中一台动力不足或失效的情况下,由另一台发动机输出更大功率以维持飞行动力。米-26的变速器只有3.6吨重,却能吸收高达20000马力的能力,这是因为米里设计局专门设计了一种非行星、分扭矩、中空轴的变速器来实现负载均衡。为了进一步减轻重量,整个发动机舱都是用钛合金打造。

用最重吊运最重,这种暴力美学只有在俄罗斯才能实现。不过由于克里米亚问题,乌克兰扎波罗日“进步”机器制造设计局估计不会再“伺候”俄罗斯的米-26直升机了。米-26总共建造了300多架,现在还在服役的并不多。俄罗斯军队自己也就只有20多架。因为这种直升机虽然性能强悍,但是耗油率太高,每小时费用高达13万人民币,而且自动化程度低、使用十分复杂,飞行时就需要两名飞行员、1名领航员、1名工程师和1名机械师,它的驾驶舱也是世界最大的直升机驾驶舱。由于“米-26”驾驶舱的标示为俄文,对不懂俄文的机组人员来说颇为复杂,要有专门的适应性训练。因此米-26的每次飞行,实际都是一次飞行特技。从它的服役经历来看,也确实只有在核电站事故、巨大自然灾害等极端条件下才使用。

因此,尽管米-26在2008年中国汶川地震、2010年大兴安岭森林大火中表现出色,但中国军方并没有进口,只是地方企业使用。毕竟直升机是一种航空装备,不是在表演空中杂技,过大过重都会限制其在运输上的表现。即便有极端情况,我们还可以使用地方企业购买的米-26。

CH-53海种马是美国海军陆战队1962年在“重型直升机实验”竞标中的产物,配置有T64-GE-6涡轮轴发动机,空重20吨。1967年10月,美国海军陆战队要求一种吊挂载荷1.8倍于CH-53、同时可被两栖攻击舰艇运载的重型直升机,这就是CH-53E“超级种马”的由来。CH-53包括更结实的变速器和高1.88米的机身。主旋翼更新为钛玻璃钢复合材料,并包括新型自动飞行控制系统,尾翼结构也改成更大的直型尾翼。在1974年,CH-53E初型首飞,后来美军总共装备了至少177架CH-53E“超级种马”重型直升机。CH-53E最大起飞重量33吨,最大挂载能力15吨,虽然指标上远不如俄罗斯的米-26,但在任务多样性和适应性上要远远超过米-26。

在2006年,美军提出更换现役的CH-53E,即研发CH-53K“种马王”。CH-53K基于CH-53E的设计,主要革新在于新型发动机和驾驶舱布局,CH-53K采用通用电气的GE38-1B发动机,最大起飞重量达到到38吨,会有超过两倍于CH-53E的吊挂载荷和飞行半径,更宽的货物装载量允许它内部容纳悍马军车,不过为缩短大致宽度,CH-53K要采用新型粗短的复合材料翼稍浮筒,但这会使直升机在舰上任务上的覆盖区更窄。

CH-47“支奴干”系列是最有名的现役重型运输直升机,该机1956年开始研制,1961年9月21日首飞,已服役40多年。有CH-47A、CH-47B、CH-47C、CH-47D等16种型别。CH-47“支奴干”是一种双旋翼的重型运输直升机,其双旋翼纵列式结构免除了一般直升机需要的尾部垂直旋翼。这种设计意味着CH-47的机舱和外挂点不受机体结构影响,机舱长而平直,三个外挂点也容易布置。其货舱能够装载45名全副武装的士兵,或10吨货物,或155毫米榴弹炮,或小型汽车。

这种设计的缺点是两个旋翼必须同步,避免互相间的碰撞。而且因为CH-47尺寸较大,加上两个旋转翼展达20米的旋翼,整架飞机起降时影响到的范围达100米。而其最大的缺点在于,由于旋翼重叠,产生的气流相互干扰,会导致较大幅度的功率损失。

美国的CH-47系列直升机驰骋世界战场几十年,屡建卓越战功,发挥了重要作用。该机从1956年开始研制,1961年首飞,在美国已服役了四十多年,共生产了1168架,有578架升级为CH-47D。现在18个国家和地区使用。目前,CH-47机群仍是美国主要运输兵力和武器装备的主战机种之一,共有746架,有479架升级为CH-47D,有望服役至2030年。其主要优势是:载重量大,空间尺寸小,利于舰载;同时,具有很高的悬停效率。通过不断的技术改进,其商载相当于3架10吨级通用运输直升机的总和,且迄今为止仍是世界上每吨千米成本最低的运输直升机。在海湾战争、科索沃、阿富汗和最近的伊拉克战争中,展示出了难以替代的优势,发挥了重要作用。美国正在不断对CH-47进行升级改造,如选定BAE系统公司为美国陆军新型CH-47F开发数字式飞行控制计算机。(木南)

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