直-20新時代的中國“鷹”

嚴(yán)晴晴 沈海軍

隨著我國航空工業(yè)的發(fā)展，直升機的研制與生產(chǎn)有了很大的進步，尤其是在輕型和小型直升機領(lǐng)域，國產(chǎn)機型和配套系統(tǒng)均在實際應(yīng)用中經(jīng)受住了考驗，并出口國外，取得了令人矚目的成就。不過，在中型直升機領(lǐng)域，我國與國際先進水平尚有差距。經(jīng)過多年努力，我國自主研發(fā)的直-20中型直升機試飛成功并列裝部隊，在慶祝中華人民共和國成立70周年閱兵式上亮相。在今年年初我軍的新年開訓(xùn)中，也可見直-20的身影。這一切都標(biāo)志著我國中型直升機的研制已突破技術(shù)瓶頸，后續(xù)的定型及量產(chǎn)已成定局。

性能強大

直-20是一款采用典型的雙發(fā)單旋翼單尾槳布局的中型通用直升機。它在短期內(nèi)填補了我國9～10噸級中型直升機的空白，從技術(shù)上看，有一定的先進性，具備多用途和良好的實用性，能夠在高原起降，適應(yīng)潮濕、極寒地理環(huán)境，可執(zhí)行復(fù)雜的飛行任務(wù)，可在全空域使用，可供飛機運載，能投入批量生產(chǎn)，且軍民兩用。

直-20的主旋翼為五槳葉式，槳葉數(shù)量比美國“黑鷹”直升機多一片，其優(yōu)點是在同等條件下，通過增加旋翼面積，直接降低了槳葉載荷。其主旋翼采用五葉柔性結(jié)構(gòu)，并配置新一代低阻槳葉和后掠槳尖，既能延緩前、后行的氣流分離，又能改善氣動載荷分布，降低槳渦流的干擾；而且能減少振動，降低噪聲；同時還能提高氣動效率，增加旋翼升力，加快飛行速度。此外，直-20的槳轂用鈦合金整體鍛造后數(shù)控加工，以此精簡零件數(shù)，減少了維護旋翼的工作量。

直-20的機身結(jié)構(gòu)按抗墜毀要求設(shè)計，除采用鋁合金材料外，還使用了復(fù)合材料。其機身采用半硬殼結(jié)構(gòu)，由多根縱向龍骨梁和主要承力框連接在一起，不僅強度高，而且抗墜毀能力強，在直升機不幸墜毀時，可同時承受垂直向下和向前的加速度產(chǎn)生的碰撞，吸收撞擊能量，防止發(fā)生火情，提高隨機乘員的生存率。

直-20的尾槳為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。采用常規(guī)的十字形尾槳，具有效率高、噪聲低等優(yōu)點。其尾槳和主旋翼均設(shè)有電加熱除冰裝置，并且可以根據(jù)需要進行人工折疊，便于收藏和運輸。該款直升機采用大尺寸的全動式平尾，可由電動或人工手動操縱改變迎角大小，用以直升機的俯仰操控，保持平衡。

此外，直-20的機頭雷達罩安裝有防雷條，機身側(cè)面有絞車，機身后部兩側(cè)有導(dǎo)彈逼近告警接收機，機身與尾梁相交處的上方有紅外抑制器，兩側(cè)有干擾彈發(fā)射裝置。這些裝置均可在飛機執(zhí)行其他任務(wù)時為其提供強有力的幫助。

特別需要說明的是，直-20還攻破了旋翼防除冰的世界性難題。在7000米高度以下，當(dāng)直升機穿越含水量較大的低空云層時，旋翼往往會因為低溫、高濕而結(jié)冰，無法正常工作。在直-20立項之前的十年里，其總設(shè)計師鄧景輝和團隊就開始了旋翼防除冰的先期關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。2018年2月，在海拔5000多米的雪域高原，直-20首次進入真實惡劣環(huán)境下驗證旋翼防除冰技術(shù)，并成功完成了科研試飛任務(wù)。我國由此成為世界上第四個攻克直升機旋翼防除冰技術(shù)的國家。

如虎添翼

相較于我國之前服役的系列直升機，直-20具有很大的優(yōu)勢。與直-8/18相比，直-20造價較低，又便于空運。因此，對于我國陸軍，直-20是一款能夠較好滿足需求的直升機。如果大規(guī)模裝備直-20，我國陸軍部隊的空中機動作戰(zhàn)能力將得到前所未有的提高，會像美國陸軍那樣“飛起來”。

直-20對于我國海軍的重要性也非常大。我國海軍現(xiàn)役的國產(chǎn)4噸級直-9C/D的載荷能力較小，難以攜帶較多的反潛探測設(shè)備和武器：除了固定安裝的機頭搜索雷達以及攜帶吊放式聲吶、兩枚魚-7反潛魚雷，該噸級的直升機再無余力搭載其他反潛設(shè)備。如果要攜帶聲吶浮標(biāo)和磁探儀，還需要同時配置另外一架直-9C。在攜帶反潛探測和武器系統(tǒng)后，直-9C的航程和留空時間大大縮小，只能支持50千米范圍內(nèi)的反潛作戰(zhàn)。進口的10噸級卡-28雖然從噸位上看比較合適，攜帶的反潛裝備也比較齊全，航程和留空時間都不錯；但其共軸雙旋翼屬于非主流設(shè)計，機庫必須為其增高而導(dǎo)致搭載艦艇重心的升高。再加上機載設(shè)備和武器系統(tǒng)落后，無法和國產(chǎn)的反潛設(shè)備和武器通用，因而卡-28并不能滿足我海軍反潛作戰(zhàn)的需要。

另外，卡-28還存在與米-17/171同樣的問題，就是生產(chǎn)和維護都受制于人；國產(chǎn)13噸級的直-8/18則難以搭載到驅(qū)護艦上，存在搭載平臺受限的問題。由于缺乏噸位合適且技術(shù)先進的艦載直升機，我國海軍的航空作戰(zhàn)能力，尤其是航空反潛作戰(zhàn)能力受到了很大制約。而對于在直-20基礎(chǔ)上發(fā)展出的艦載型直升機，情況就完全不同：直-20將旋翼直徑以及尾梁折疊后的機長與卡-28相近，可以直接利用現(xiàn)役驅(qū)護艦上專為卡-28設(shè)計的飛行甲板、機庫等設(shè)施。

不僅如此，由于直-20采用的綜合航電技術(shù)是從2008年才開始研發(fā)設(shè)計的，其航電電子水平全面超越早在20世紀(jì)70年代就裝備定型的“黑鷹”直升機。當(dāng)然，得益于我國軍事電子航空工業(yè)近幾年的快速發(fā)展，才使得直-20直升機在其初始版本開始就在機身上安裝了全套的、類似西方軍用直升機最高等級的相關(guān)電子裝備配置—雷達警告器、電子干擾天線、大型多普勒導(dǎo)航雷達以及前視紅外/電視光電頭等，可以說一應(yīng)俱全。

在裝載能力方面，直-20運載武裝步兵的能力比直-9大得多，也將超過“黑鷹”直升機。這是因為直-20的機身比“黑鷹”的機身更加周正，顯然是為了增大貨艙空間而采取的設(shè)計措施。盡管直-20的裝載能力尚比不過米-17/171，但是其吊掛運輸能力至少在4噸以上，可以在一定程度上彌補飛機貨艙運力的不足。

在發(fā)動機功率相同的情況下，多一片槳葉，則能提供更大的升力。在發(fā)動機功率較低的情況下，依靠增多槳葉數(shù)量，可以彌補發(fā)動機功率的不足，保證直升機有足夠的升力。對直-20而言，增加的這片旋翼槳葉主要是為了提高升力，以適應(yīng)高原環(huán)境的需求，使其高原性能更加優(yōu)越。直-20的旋翼在轉(zhuǎn)動時，噪聲相對也比較低，有利于隱蔽飛行。

除了先進的旋翼系統(tǒng)，直升機還需要發(fā)動機具有足夠大的功率。直-20采用的是兩臺1600千瓦渦軸10發(fā)動機，其功率超過了“黑鷹”最新型號UH-60M的T700-T6E渦軸發(fā)動機的1577千瓦，更明顯超過了我軍現(xiàn)役“黑鷹”的T700-CT7-2D渦軸發(fā)動機的1200千瓦。這意味著，現(xiàn)有研制成功的直-20的空中機動性達到了很高的水平。由此可知，直-20的高原性能要略勝“黑鷹”一籌。

據(jù)稱，在最初引進“黑鷹”直升機時，我國就曾考慮仿制這款機型。盡管當(dāng)年引進的只是民用出口型號，但其工藝技術(shù)水平之高，以我國當(dāng)時的條件也是達不到的。例如，當(dāng)時的“黑鷹”就使用了大尺寸鈦合金部件，而我國直到20世紀(jì)90年代也沒有這種制造工藝。盡管“黑鷹”屬于20世紀(jì)70年代的產(chǎn)品，但即使到了21世紀(jì)初，我國仍無法拿出類似的產(chǎn)品。可見，同大多數(shù)航空機型一樣，我國仿制“黑鷹”也是一個異常艱辛的過程，需要材料、工藝、加工、研發(fā)等無數(shù)環(huán)節(jié)的積累。一些研發(fā)和工藝經(jīng)驗，沒有10年甚至20年時間的磨合，沒有擁有足夠多經(jīng)驗的研制隊伍，就算有了材料和機器，也無法成功開發(fā)一款新型飛機。我國直升機發(fā)展的艱苦歷程，也是一個航空技術(shù)落后的國家必須要經(jīng)歷的痛苦過程。

需要說明的是，對我國而言，直-20的成功并不僅是一個美國老式直升機型號的復(fù)制品這么簡單，而是中國已擁有全套先進直升機研發(fā)、生產(chǎn)體系的象征。直-20在吸收“黑鷹”設(shè)計理念的同時，也加入了具有中國特色的技術(shù)內(nèi)容，飛機的外形細節(jié)與前者有很大不同。這一切，都濃縮了中國航空業(yè)者多年來自力更生、艱苦奮斗的汗水。