延安二號,1噸級輕型直升機,純國產試飛成功卻未能定型

2020-12-22 北雁自南歸

中國航空工業自主研發推出成品直升機中,關於2噸級輕型多用途機型只有一款,它就是直-11。當然往深入點說又得把法國人找出來,它的設計參考原型是法國宇航公司——AS350「松鼠」輕型多用途直升機。

上世紀80年代,陸航成立後接收了一大堆新老機型,包括老邁的直-5、較新款的直-9,以及美制S-70「黑鷹」,還有充當武直使用的AS-342L「小羚羊」等。林林總總機型看似不少,實際堪用反正沒多少,隨著陸航發展規模不斷擴大、訓練強度也在逐步提升,對於新手飛行員的培訓工作勢必需要加強。

在此背景下,1988年,陸航開始著手論證教練用輕型多用途直升機,機型命名直-11。按照要求這是一款2噸級,單發雙操縱多用途直升機,早期主要是定位訓練教學,實用後還包括通信聯絡、救護、巡邏、武裝攻擊、警用等任務。參考法國AS350「松鼠」直升機研製,1989年立項,1998年批量入役,前後十年時間完成我國首款定型併入役的輕型直升機。

AS350「松鼠」直升機

基本性能參數如下:2噸級6座位(機組2名,乘員4名),採用渦軸-8D發動機常規布局。空重1.25噸,最大起飛重量2.2噸,最大飛行速度278千米/小時(巡航速度220-240千米/小時),最大航程600千米。除了發動機比原裝阿赫耶渦軸發動機使用壽命短點之外,其他方面基本差不多,衍生出來版本很多也有部分出口,直-11歷經專利引進、測繪仿製,最後邁向獨立設計成為完全國產化的一款重要機型。

出口到阿根廷的直-11

直-11很符合我國航空工業發展力求自主創新思想,它的成功是基於全套的技術引進,以及有了積累沉澱的科研基礎。不過時間再往前推一點,上世紀60年代各方麵條件、資源可沒這麼豐富,由於當時直升機領域只有一款已顯落伍的4噸級直-5充當主力,對應下代中型直-6以及大型直-7還沒開始動工。因此不論是輕型、中型還是重型直升機都缺,除了努力向外求購獲得新機型外,航空工業同樣堅守著自主研發這條道路不放鬆。

直-5直升機

同期邊境地區巡防任務很重,當時交通運輸條件差,特別是一些環境惡劣區域,比如碰上大雪封山對於傷病員後撤救護、物資運輸以及偵察都帶來很大影響。在多種因素考慮下,軍方向航空工業提出研製小型直升機要求。

1964年,三機部召開的「303」會議上提出航空工業發展規劃,首次將輕型直升機列入研製規劃。這裡就引伸出兩條線兩款機型,首先是112廠利用從印度繳獲的美制貝爾47G3直升機,然後作為參考原型進行仿製,成品是701型輕型直升機。貝爾47G3是一款1噸級輕型直升機,空重709千克,最大起飛重量1.11噸,最大飛行速度160千米/小時,最大航程382千米。標配1名飛行員,機身兩側可以固定拉兩個傷員,用於戰場救護相當便捷方便。

貝爾47直升機

701型直升機1965年正式開始研製,製造了5架原型機,一路拖到1979年被放棄。實際上已經進行了大量試飛,如果堅持一下合理調配生產計劃,其實完全可以批量生產而且還是一款成熟穩定的好機型。

701型直升機

另一款機型是西工大的「延安二號」輕型直升機,同樣在1965年開始研製,配套單位有南航以及湘江機器廠。從它在我國航空工業中的定位可以看出重要性,這是我國第一架自行設計,並初步完成試飛成功的輕型直升機。

正是它完全自主研發的重要性,因此在1965年輕型直升機研製過程,上面提到的701型直升機差點直接被擠下馬。理由很簡單,兩款直升機定位基本一致,關鍵性能參數也接近,對於自主國防來說延安二號當然要優先考慮。設計之初的「延安二號」性能要求如下:最大飛行速度180千米/小時,最大航程500千米,最大升限5000米,乘員兩名(飛行員加乘員不超200千克,相當於載重400千克)。

「延安二號」輕型直升機

1965年,國防科工委根據軍方要求正式下達研製任務,同年9月「延安二號」研製工作全面展開。西工大負責整機設計、製造及相關試驗;而湘江機器廠則承擔發動機、廢氣渦輪增壓器、主減速器等設計製造工作。進度很快,1967年就製造出兩架原型機,其中01號作為靜力試驗機。02號則在後來地面試機時發生共振事故,直到兩年後於1969年經過大量試驗共振問題才得以解決,改進後製造出03號原型機準備用於試飛。

意外再次到來,1970年由於航空院校專業調整,西工大直升機專業併入南京航空航天大學,延安二號隨直升機專業搬遷至南航(後期南航主導)。然後又開始了各種修改,增加雙操縱和助力操縱系統(飛行教學),針對改型又進行了大量地面測試試驗。一路拖延直到1975年9月才完成試飛(701型早在1970年1月完成首飛),時間雖然消耗不少但基礎工作很細,飛起來之後試飛員反應良好。

「延安二號」輕型直升機
「延安二號」輕型直升機

相比直-5優勢明顯,主要表現在:飛行姿態穩定性及操控性更好,操縱更簡單易於上手(新手的標配),更重要的是座艙視野好(比701型還是差點)、艙內噪音小(乘員間可以直接交談)。雖然研製起源於上世紀60年代,但在設計之初「延安二號」就已經充分考慮儘量採用先進技術及材料,包括機身座艙、艙門及過渡段等蒙皮都採用複合材料,對於直升機最重要的槳葉在1976年後也開始更換為新式複合材料。

「延安二號」是一款雙座單發常規布局直升機,採用前三點式固定起落架,除飛行員外可以再帶一名乘客。飛機中部是發動機減速器艙,配套安裝一臺活塞6丙發動機(270馬力),主旋翼為鉸接式三片槳葉(原為矩形鋁合金,後改為梯形複合材料),具有更好氣動性能和抗疲勞特性。尾槳部分是兩片半剛性槳葉,承力件是扁形厚鋁管,玻璃鋼蒙皮內部填充塑料泡沫。

「延安二號」輕型直升機
「延安二號」三視圖

「延安二號」輕型直升機,按計劃可以執行教練、偵察、巡邏以及通信聯絡等任務,不過雖然已進行試飛但遲遲未能定型。原因也是多方面的,首飛已是1975年和提出研製過去了十年,這其中世界航空發展變化很大。包括性能更強的渦軸動力直-6中型直升機,直-7大型直升機正在研製或收尾下馬階段,從蘇聯進口了米-8中型直升機、米-6重型直升機,還有基本同級的法國「雲雀」III輕型直升機。

上面不論哪款機型性能都優於採用活塞式發動機的「延安二號」,引進這麼多款機型對於軍工研製理念的提升絕對更大,特別是基本同級的「雲雀」III輕型直升機加入,對於「延安二號」的衝擊更明顯。從最終性能上兩者對比也是差距較大,「雲雀」Ⅲ最大起飛重量2.2噸,最大航程540千米,最大飛行速度220千米/小時。而「延安二號」空重900千米,最大起飛重量1.15噸,最大載重350千克;最大飛行速度190千米/小時(巡航140千米/小時),最高升限3500米,航程230千米。

看下圖「延安二號」輕型直升機,其實還是挺小巧靈活,如果能早點誕生應該還能有一席之地。

「延安二號」輕型直升機
「延安二號」輕型直升機

到了80年代,法制、美制等多款機型再度引進,「延安二號」作為活塞動力直升機基本處於淘汰邊緣。1984年水利電力部曾試圖購買,但是作為未定型產品無法提供,1986年總參謀部也曾派人觀看飛行表演,但也只是肯定了它設計上的成果。總體來說,研製時間過長是導致它沒能定型的最重要因素,而且隨著航空工業在引進西方先進技術基礎上,在思路以及技術要求方面明顯追求更高水準。

「延安二號」輕型直升機

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