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直升機是一支軍隊戰(zhàn)斗力的重要標志,中國研制的直-20新型直升機前不久成功進行了首飛。直-20的誕生填補了我國中型直升機的空白,也改變了我國中型直升機依賴國外進口的不利狀況。
直-20是中國軍隊先進武器裝備大家族中的新成員,在通用運輸型基礎上,未來可以衍生出運輸型、突擊型、電子戰(zhàn)型、加油型等,廣泛執(zhí)行空中突擊、特種部隊滲透等各種軍事任務,它必將成為一款耀眼的明星裝備。
七年艱辛 自主創(chuàng)新
隨著對快速機動能力、特別是對高原機動能力需求的不斷增長,我國對運輸直升機的需求越來越大。尤其是對起降場地要求不高,能夠裝進中型運輸機內(nèi)空運的直升機,需求更為迫切。
但中國的直升機要么太大,要么太小,一直缺乏在中間起骨干作用的中型通用直升機。為此,我國曾于20世紀80年代從美國引進過一批“黑鷹”直升機。隨著“黑鷹”日益老化,加上多架“黑鷹”在高原地區(qū)失事墜毀、美國對中國實行禁運政策,中國必須依靠自己的力量研制中型直升機,以填補大型直升機和小型直升機之間的運力空缺。
從海軍反潛的角度看,中國海軍艦載反潛直升機,要么載重小、航程短、反潛作戰(zhàn)效率低、只適合近岸防御,要么個頭太大、安全系數(shù)低、艦載機數(shù)量少。這與中國海軍走向深藍的雄心壯志很不適應。
所以,中國海軍“求賢若渴”,迫切需要一款功能強大、占據(jù)艦艇空間小的中型反潛直升機,能夠前出數(shù)百公里進行大范圍反潛搜索,以保護艦隊安全。
為此,20世紀80年代,我國曾制定了按噸位系列發(fā)展的直升機遠期規(guī)劃,其中就有中型通用運輸直升機。后來,我國曾嘗試仿制“黑鷹”直升機,但因為當時工業(yè)水平有限,一直未能成功。
經(jīng)過多年不懈努力,中國研制出了與SH-60B“海鷹”(“黑鷹”的海軍型)反潛直升機處在同一個級別的發(fā)動機,為中國研制中型通用運輸、反潛直升機打下了堅實基礎。
在2006年的珠海航展上,中國航空工業(yè)第二集團公司展出10噸級高性能通用運輸直升機的模型。隨后,該機被賦予“直-20”的序號并且正式立項。經(jīng)過7年艱苦攻關(guān),終于迎來了2013年12月直-20的成功首飛。當然,直-20是大家按照直-10、20、30的序列進行的通俗化命名。它的正式裝備名稱,只有等服役之后才會給出。
直-20的綜合技術(shù)性能符合中國的國情和實際需求,是我國直升機工業(yè)的集大成之作,集中體現(xiàn)了我國直升機研發(fā)的水平與能力。它的研制成功,濃縮了中國航空工業(yè)多年來自力更生、艱苦奮斗的汗水,也說明我國已經(jīng)擁有全套先進直升機研發(fā)、生產(chǎn)體系。為研發(fā)直-20而帶動的鈦合金鍛件等多種產(chǎn)品的研制成功,必將推動我國新一代直升機朝著大速度、高機動性、高生存力、高安全及可靠性等方向發(fā)展,從而進一步加速我國直升機產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展。
五大優(yōu)點 一個短板
從總體布局和直升機外形來看,直-20酷似美國“黑鷹”直升機和歐洲NH-90直升機。但直-20的外形設計是靠風洞吹出來的,并不是“黑鷹”的復制品。直-20在吸收“黑鷹”設計理念的同時,也加入了中國特色的技術(shù)。它在外形細節(jié)上與“黑鷹”大有不同,而且其性能也超過“黑鷹”直升機。與“黑鷹”及國外同型先進直升機相比,直-20具有以下幾個顯著特點:
第一,直-20擁有低噪音的氣動布局。它采用了旋翼帶尾槳式的典型布局,這是一種5槳葉旋翼和4槳葉尾槳系統(tǒng)。飛行時轉(zhuǎn)速較低,因而振動小、噪聲低。
直升機采用下平尾設計,平尾翼呈固定角度安裝在尾梁的末端,是典型的反升力翼型。尾槳和S-70C“黑鷹”一樣,安裝在尾斜梁右側(cè),并沒有采用“黑鷹”直升機向左傾斜20度角的尾槳設計,而是采用通常的垂直水平面安放。這說明直-20重心的布置還是放在主旋翼軸的前面。
尾槳的4片鉸接式槳葉,呈“X”型(剪刀型)安裝在槳轂上,而不是普通的十字型交叉結(jié)構(gòu)尾槳。兩對尾槳不在同一平面內(nèi),還帶有彈性軸承和粘彈減擺器,減少了每對靠近的槳葉尖端渦流的氣動耦合,使尾槳具有效率高、噪聲小的突出優(yōu)點。這一點與美軍著名的AH-64“阿帕奇”武裝直升機十分相似。
旋翼的外延采取了后掠布局,是一種低噪聲旋翼。直升機的噪聲是其容易暴露的軟肋,所以,直升機的隱身,關(guān)鍵在于隱聲。直-20采用這種設計,可在很大程度上避免出現(xiàn)“機未來,聲先到”的不良局面。
第二,直-20擁有實用的特殊構(gòu)型。
直-20的旋翼為第三代先進的球柔性旋翼。球柔性旋翼槳轂又稱為三鉸合一式槳轂,由彈性軸承提供槳葉的擺振,避免了全鉸接式槳轂構(gòu)造復雜、重量大、維護檢修工作量多以及疲勞壽命低等缺點,具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、維護方便、安全可靠的優(yōu)點。槳轂支臂上裝有槳葉變距搖臂,與變距拉桿相連。5個槳轂支臂與槳轂中央件之間還裝有液壓減擺器,可以減小直升機的振動。
該機采用了不可收的后三點式起落架。不可收的好處是在直升機突然墜落時有更強的安全性,這說明直-20在設計考慮上更重視直升機的抗墜毀和成員的存活率。后三點式起落架的好處是,在粗暴著陸時,尾輪首先觸地而消除了直升機的慣性,不需要在較高的抬頭姿態(tài)飛行時保護機體的尾撐或其他相關(guān)裝置,從而大大減少了后機身的載荷和重量。
從實用化的角度看,尾輪的突出優(yōu)點是在貼地飛行時可用作“探頭”,這樣,飛行員就更有信心進行超低空飛行,而不必擔心直升機觸地引起機體的重大損失。當直升機進行地面搬運時,后起落架與主起落架間隔距離較大,直升機更加穩(wěn)定,不容易向后翻倒。這一優(yōu)點在野外不平的地面上顯得更為突出。直-20的起落架還有雙腔式吸能裝置,能使直升機以很高的下降速度著陸,并能承受近10噸的沖擊載荷。
該機機身為扁平形,外形低矮,目的是為了更好地滿足空運要求,有利于未來上艦時與軍艦的機庫相適應,還有助于減小雷達反射面積和降低地面人員目視發(fā)現(xiàn)的概率。
直升機的前部為全玻璃駕駛艙,艙內(nèi)并排放置著正副駕駛員座椅,駕駛艙的風擋為兩片式,可使駕駛員獲得清晰的視野。駕駛艙后面是座艙,座艙可裝載12名全副武裝的士兵,中部兩側(cè)各有一扇較大的滑動艙門,便于人員迅速登機和離機。兩側(cè)艙壁從前到后安裝了兩對大塊方形舷窗和一對圓形觀察窗,便于機上人員觀察窗外情況,增強了乘坐的舒適性。
直-20的油箱是抗墜毀油箱,油箱位于座艙后部,并留有內(nèi)部輔助油箱、外掛輔助油箱和空中加油的管路以及接口,以進一步增大直升機的航程。
第三,直-20擁有自動化的航電系統(tǒng)。
直-20采用最先進的綜合化航空電子系統(tǒng),取消了傳統(tǒng)的機械儀表,取而代之的是大屏幕高清晰度主動矩陣液晶顯示器。駕駛員可以很方便地從儀表臺的顯示器上看到各種信息。包括飛行參數(shù)、導航和數(shù)字地圖、動力系統(tǒng)信息、報警信號以及各種戰(zhàn)術(shù)信息等。并且,這些信息可以在多個顯示器之間互相切換顯示。
直升機的4軸自動飛行控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)系統(tǒng)、雷達測距系統(tǒng)、GPS全球定位系統(tǒng)和發(fā)動機管理系統(tǒng)等通過總線與兩臺中央計算機相連。這種總線型模塊式結(jié)構(gòu)使該機能夠很好地利用先進的“外掛物管理系統(tǒng)”,并保證直升機在惡劣氣候條件下的晝夜飛行。
第四,直-20使用了大量高質(zhì)量的復合材料和新技術(shù)。
直-20的機身采用半硬殼式結(jié)構(gòu)和符合“三性”(可靠性、維修性、保障性)的設計技術(shù),并且運用了大量復合材料、新技術(shù)、新手段。包括大噸位鈦合金球柔性槳轂、先進復合材料槳葉、新構(gòu)型彈性元件等。槳轂的鈦合金鍛件無論從鍛件結(jié)構(gòu)、尺寸以及各項性能指標上看,都達到了國外同類產(chǎn)品的先進水平。它不僅降低了直升機的重量,使直升機具有較好的控制性和機動性,還可大大提高其使用壽命以及耐腐蝕性能。機上運用了外場可更換模塊,能最大限度地提高直升機的使用效能。
第五,直-20使用了大升力的多槳葉旋翼。
與“黑鷹”的4槳葉相比,直-20采用了5槳葉旋翼。更多的槳葉意味著更大的升力和更小的阻力,從而提升內(nèi)部載重和外部吊掛性能,增大直升機的整體載重能力。同時,還意味著更小的直徑和轉(zhuǎn)速,這將十分有利于在狹窄空間起飛和著陸。當然,5槳葉與4槳葉相比,也增加了結(jié)構(gòu)重量和維護難度。
該機機身和尾梁連接處也有較明顯的過渡結(jié)構(gòu),目的是進一步優(yōu)化機艙的運輸性能。專家們估計,直-20的整體載重能力可達5噸左右。
但是,必須正視的是,直-20的動力系統(tǒng)仍需依賴進口。
發(fā)動機一直是我國航空工業(yè)的短板。目前,國外先進直升機的發(fā)動機都配有雙通道全權(quán)數(shù)字電子控制系統(tǒng),并采用單元體和耐久性設計,還裝有綜合監(jiān)視診斷系統(tǒng),能夠?qū)Πl(fā)動機實施維護。
直-20直升機面臨的最大難題也是動力系統(tǒng),其發(fā)動機目前仍需要依賴進口。因為國產(chǎn)的直升機發(fā)動機功重比低、油耗大,難以適應直-20的使用需要。當然,在使用進口發(fā)動機的同時,軍用型直-20在發(fā)動機排氣口安裝了紅外抑制器,以增強直升機的低可探測性。
用途多樣 前景廣闊
作為一款全新的中型運輸直升機,直-20將采用一種直升機、多種構(gòu)型的方式,來滿足各種軍用和民用的需求,并以此提高各種機型的通用化水平。因此,其發(fā)展空間很大。可在通用運輸型基礎上,衍生出運輸型、突擊型、電子戰(zhàn)型、加油型等適用于多種需要的龐大家族。
它們可以成為具有空中突擊、特種部隊滲透、后勤支援、近海海域作業(yè)支援、搜救、戰(zhàn)場運輸、火力支援和中繼制導等多種功能和型號的直升機,成為我國未來三軍通用直升機裝備的主力,廣泛執(zhí)行各種軍事任務。未來的直-20將猶如曙光破曉,將萬丈光芒灑向中華大地,人們將隨處邂逅它那修長的身影。
直-20一旦入役,將會增加我軍直升機的裝備數(shù)量,提高陸航部隊的裝備自主性,大幅緩解我軍缺乏特種用途直升機的窘境,為中國陸軍“插上翅膀”。中國陸軍就能迅速被投送到熱點地區(qū),形成機動突擊能力,改變陸航僅僅只能實施支援地面作戰(zhàn)的模式。
因此,裝備直-20后,就能真正組建中國的空中突擊作戰(zhàn)部隊,使陸航成為真正意義上的空中獨立突擊力量,并成為陸軍決戰(zhàn)的主力。直-20一旦帶上導彈,再與大型運輸機運-20相互配合,還可進一步提高我軍的戰(zhàn)略戰(zhàn)役機動能力、遠程投送能力和快速反應能力。
我國西藏、新疆等高原邊境地區(qū),地理條件特殊,自然環(huán)境惡劣,非常需要中型運輸直升機擔負搶險救災、高原哨所補給等多種任務。要在3000米以上的高原地區(qū)自由地部署兵力和裝備,直升機必須要有強大的動力和非常好的機動外形。一般的直升機很難達到這一要求。目前中國還沒有一款如“黑鷹”一樣的優(yōu)秀中型直升機,來守衛(wèi)祖國南大門的天空。一旦將直-20部署在這些地區(qū),就能夠更好地維護高原邊境地區(qū)的安全穩(wěn)定。因此,上高原就成為直-20的重要應用之一。
在我國區(qū)域地質(zhì)災害,特別是地震、洪水、泥石流等較為多發(fā)的情況下,維護簡便、使用成本低廉的直-20在抗災救援等方面將堪當大用。有了直-20,解放軍的救災行動將如虎添翼。所以,直-20未來很可能會成為中國航空抗災救援力量的核心機型。
如果直-20發(fā)展成為海軍型的艦載機,不僅能執(zhí)行遠距離巡邏、反潛、反艦、掃雷、救護等任務,還可以執(zhí)行警戒、偵察、補給、反艦中繼制導、遠程通訊中繼等任務。屆時,折疊式機尾將使其占據(jù)更小的空間,一艘驅(qū)逐艦、甚至護衛(wèi)艦就可搭載兩架這種直升機,中國海軍的反潛能力必將會向前邁出一大步。
直-20一旦加入海軍陸戰(zhàn)隊,登上未來的兩棲攻擊艦,就可以參與奪島作戰(zhàn),使我們能更好地應對島礁沖突等各種風險。所以,有專家認為,直-20未來在戰(zhàn)艦甲板上擁有的一片天空,甚至比在陸地上更“陽光燦爛”。
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