直-20高原試飛的背後,國產發動機獲重大突破,遠超美式「黑鷹」

2020-12-12 東方映象館

不久前,我國的直-20所運用的「旋翼除冰技術」獲得了「航空航天月桂獎」。該項技術可以讓直-20在高原山地區域順利飛行,這也標誌著國產發動機成為了真正的「中國心」。

央視曝光直-20

在央視的軍事節目對鄧景輝總設計師的報導中,直-20也是佳音連連。其一,直-20在近日的高原測試中能夠成功飛行,充分證明了自己與美制「黑鷹」直升機具有同樣的能力;其二,據透露,直-20能夠發展成為一個多軍兵種、多用途的平臺。

在視頻中,我們可以看見直-20直升機在雪域高原上輕鬆地翱翔,證明直-20能夠適應高原這種低溫、低氧的環境。尾翼上三位數的機號,表明這架直-20屬於中國飛行試驗研究院,而試飛院是中國唯一的一所軍用飛機試飛鑑定機構。高原試飛科目的試驗一直是作為直-20定型前的重要步驟,在這之前的殲-20、運-20在試飛過程中,也都經歷過這樣的高原高寒地區的實驗。

據稱,這次直-20在高原雪域地帶現身實驗,並不僅僅是為了鑑定定型這麼簡單,其背後的含義令人深思。一直以來,高原飛行對於直升飛機而言一直是一項重大的考驗。直升飛機所用的渦輪軸發動機在低溫、低氧、低氣壓的高原地區會使得燃油燃燒不充分,「掉功率」的現象十分嚴重。

在過去的阿富汗戰爭中,聯軍中的歐洲幾個國家比如德國、法國所使用的直升飛機,抵達高海拔指定的作戰區域打算搭載人員時,發動機的功率顯著下降,出現了搭載人員不能上飛機這樣令人啼笑皆非的事情。這就導致直升飛機只能長途飛行回到本國,改裝其動力系統。

國產的渦軸發動機成了

同樣我國的軍用直升機也面臨著這個問題。我國地域遼闊,有很大一部分是高原、高山地帶,這就要求軍用直升機必須具備在高原飛行和作戰的能力。長期以來,我國自己的國產直升機受發動機這個「心臟」的限制,在高原上飛行的能力比較薄弱。

自從上世紀八十年代我國從美國進口了一批能在高原地區飛行的「黑鷹」直升機之後,我國空軍才能在青藏高原這樣的地區執行任務。就比如在汶川地震中,汶川、青川這樣受災最嚴重的川北高海拔區域,只能使用從俄羅斯購買的米-171通用直升機來執行任務。米-171通用直升機優秀的高原飛行能力,讓其成為了汶川地震中最有力的搜救隊伍。也正是汶川地震,讓國產直升機明白,必須要具備高原飛行的能力。

從這次直-20在雪域高海拔地區的成功試飛中可以看出,我們已經解決了國產直升機是否能夠高原飛行這個任務。最核心的自然是憑藉著國產某新型渦軸發動機,這一款發動機可謂是專門針對高海拔地區而研發的。這款發動機能夠在低溫、低氧、低氣壓的環境仍然保持高效且充分的燃燒,這保證了發動機能夠持續進行輸出。

在過去,直-8F能夠飛上高原,靠的是加普惠的PT6發動機,而今天直-20能夠飛上高原,靠的是國產發動機,真正的「中國心」,這也是直-20能夠在高原雪域自由翱翔的關鍵所在。這也標誌著我國發動機行業真正站了起來,完全可以比肩「太行」軍用小涵道比大推力渦扇發動機的突破。

亮眼的旋翼除冰技術

對於一般的直升機而言,在低海拔地區飛行還是比較順利的,但要是在高海拔地區飛行就不太容易了。高原是一個低溫、低氧、低氣壓的環境,海拔的跨越程度還大,這就導致了飛行器在複雜的氣流中難以執行任務,還容易導致結冰。直升機的旋翼一旦結冰,就會使得旋翼重量大大增加,運轉速度變慢,直接導致升力下降,加劇墜機的風險。而且在低氧低壓的高原環境中,發動機的功率本來就不能發揮到極致,這更是加大了墜機的風險。

因此,除冰技術對於直升機而言可以說意義十分重大。美國的「黑鷹」就通過手動和自動設置,加熱旋翼來融化冰雪。但在國內,由於過去我們基礎技術較為薄弱,在初期對除冰的用途考慮不全面,我國直升機在除冰方面一直都處於空白領域。

發展除冰技術需要利用特殊的模擬環境,因此我們特意設置了結冰的風洞來實驗。經過多年的反覆試驗,終於在2018年的時候,直-20用上了國產旋翼除冰技術,同時還在海拔高達5000米的高原地區完成試飛。這也標誌著我國的直升飛機具有了高原飛行的能力,也意味著直-20從此以後能夠在我國領土上全疆域的執行任務。

在當前邊境愈發複雜的情況下,直-20的現世具有戰略意義,將會成為改變力量對比的重要工具。

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