我专家:大型直升机工业可先从仿制米-26开始

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导读: 在此次抗震救灾中,俄罗斯的米-26直升机起到了关键作用,为此我们就米一26以及我国能否制造大型直升机等问题,专访了最早驾驶过并曾经从师于米-26设计师的直升机专家罗海涛。 [img]http://pic.tiexue.net/pics/2008_8_17_67226_7767226.jpg[/img] 记者(以下简称问):罗先生,您在莫斯科航空学院留学3年学习和研究的专业是舰载直升机和战斗直升机,怎么会与米-26设计师结下缘了呢?   罗海涛(以下简称答):1993年,米里设计局的

在此次抗震救灾中,俄罗斯的米-26直升机起到了关键作用,为此我们就米一26以及我国能否制造大型直升机等问题,专访了最早驾驶过并曾经从师于米-26设计师的直升机专家罗海涛。


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记者(以下简称问):罗先生,您在莫斯科航空学院留学3年学习和研究的专业是舰载直升机和战斗直升机,怎么会与米-26设计师结下缘了呢?


罗海涛(以下简称答):1993年,米里设计局的将军级总设计师基申科院士主动辞职,到莫斯科航空学院直升机教研室做教授。我的导师达林教授曾经是米里大师的助手,也作为苏联援华顾问在中国工作两年,当时达林已经是俄罗斯资格最老的直升机专家,基申科院士是达林教授的得意门生。达林教授委托基申科院士指导我学习有关战斗直升机的课程。我在留学期间和回国后,多次陪同基申科院士到中国工作访问,并与他的全家建立了亲密的友情。由于当时他受到保密条例的限制,因此,他就以米一26为基本机型给我讲授设计科学及他的宝贵经验。


问:为什么米-26直升机是8片桨叶?在设计时有什么特殊的背景吗?


答:1974年,在基申科院士完成了米-24战斗直升机的设计定型后,就立即转入设计能够装载和吊运轻型坦克的重型直升机。开始绝大多数人都选择横列双旋翼的总体设计方案,但是基申科坚持做大型的单旋翼空气动力布局。因为他的空气动力学基础非常好,30岁时就是米里设计局空气动力方面的副总设计师。那时没有很完善的设备,很多空气动力学试验都是在试飞中摸索,这就使他成为飞行力学和直升机使用方面权威的专家。米里去世后,基申科就被苏联国防科学技术委员会任命为总设计师。后来的30多年飞行实践,证明了基申科的决策是非常英明的,而米里大师当时留下的世界最重型的横列双旋翼直升机米-12没有实用飞行能力。


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1993年罗海涛与基申科院士在长城合影


在设计米-26的旋翼时,又是绝大多数人要把旋翼桨盘直径设计到36米以上。这样做对设计师是非常方便和有利的,但是对以后工业生产以及直升机飞行带来很多意想不到的困难。基申科坚持选择了苏联当时已经大量生产的16米机翼大梁锻造的设备,采用尽量缩小桨盘直径,增加桨叶数量到8片的设计,使米-26成为世界上唯一的8片桨叶的大型直升机,增大了旋翼系统的实度(桨叶面积与桨叶旋转面积的比值),使米-26获得了非常稳定的飞行性能,也带来了非常好的工业化条件。1993年俄罗斯出口米一26直升机的国际市场报价是950万美元,不足美国S-70(黑鹰)直升机的1/3。正是基申科院士的聪明才智,使米-26直升机的飞行总重量超过了设计任务指标,起飞全重达到64吨,外吊挂能力达到25吨,升限高度超过5500米。现在有些介绍米-26直升机的资料中为什么都小于这些数值,我想可能是外国直升机专家自己推算或看了设计任务书中的数据。

问:直升机的主减速器也是关键部件,但是米-26的主减速器只有3.5吨,这是为什么?


答:大型直升机设计中最困难的是主减速器,基申科院士的夫人玛丽亚教授是减速器专业的“奇才”,加上基申科特有的数学脑袋,他们把一个60多吨直升机的主减速器设计到与一8直升机的减速器相差无几,不是内行人看这两种减速器的体积是大小差不多的。由于主减速器的体积非常小,所以有非常流畅的空气动力外形,米一26直升机的最大速度达到300千米/小时,超过了很多小型直升机的时速。还是由于主减速器体积小,基申科可以使用大量的空间,做出巨大的自动倾斜器和电集流环,设计了巨大的桨毂安置和控制住8片巨大的桨叶。玛丽亚教授把这个减速器设计功劳全部给了她的丈夫,多少年来人们都在夸基申科的减速器设计水平绝顶,却没有人注意这个总设计师背后的伟大女人。

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中国向俄租借的米-26大型运输直升机工作中


问:米-26的大功率发动机是重新设计的吗?


答:基申科是个“拿来主义者”,当时苏联没有上万马力的涡轮轴发动机,他虚心向发动机专家请教,把当时最常用和技术成熟的安一12运输机的涡轮螺旋桨发动机改装成涡轮轴发动机,创造了世界新型的巨型涡轮轴发动机,至今这种发动机保持着同类世界第一的位置。基申科与安东诺夫同是乌克兰人,他设计米一26直升机时得到安东诺夫的支持和帮助,所以最早的米一26机身就像一个缩短的安一12运输机。即使后来机身空间做的更大了,也是安系列运输机产品机身壳体的合成。

问:这么大的直升机是怎么解决重量问题的?


答:基申科院士的设计风格是给各系统设计师有极其宽松的边界条件,等系统设计汇总到他那里后,再由他进行总体调整。在设计米一26时,集合后的总重量严重超重,基申科就进行减重设计,一次次不断进行减重计算和改进设计,把米一26的空机重量从40吨减到28吨,成为世界上大型直升机空重/起飞全重比值最好的设计,而且基申科选用的都是常规材料,至今世界上出现了那么多先进轻质材料,也无人超越他的设计。所以,基申科给我教授最多的知识是“加减法”。“最简单的结构是最好的结构”! “选择最常用的部件就是最好的设计”!他的科学思想是我一直坚持的“信条”!

问:米-26是什么时候量产的?


答:各项技术指标都达到或超过设计要求,很快被苏联国防科技委员会通过技术鉴定。苏联占领阿富汗期间,米一26直升机快速投入了批量生产,成为苏军的高度机动大运力的新型平台。过去的地面机械化战斗部队成为飞行军,让敌人所有的险要地形和坚固工事如同无有。传统的陆地战斗特别是山地战的伏击和包围,在米一26出击后出现了火力、机动兵力、移动的口袋战术等灵活歼敌战法。后勤支援可以做到比战斗部队行进速度还快,战损装备可以大量复活,人员战伤率大大降低。阿富汗战争促进了世界陆军航空兵的快速建设和发展。


人们后来总结阿富汗战争打出了5种先进的飞行器:米-24战斗直升机、米-17和米-26运输直升机、苏-24强击机、伊尔-76大型运输机。它们保证了10万兵力的苏军与200多万人的抵抗力量作战,掌握战场主动权长达7年之久。这5种飞行器至今还领先于世界同类产品。其中米-17、米-24和米-26直升机是出自基申科院士之手,因此他是苏联科学院唯一的直升机科学院士。在阿富汗战争期间,基申科院士两次亲临战场,发现参战直升机的问题,及时改进设计提高性能,使之成为适合战场情况的多功能空中平台,从此直升机成为苏军和其他国家陆军新的战场之神。因此,他两次获得了苏联国家的最高奖章——列宁勋章。在后来的军事斗争中,米-26直升机几乎没有运输坦克作战,却意外地成为运输战略导弹的秘密机动平台,使得苏联的地面核打击、核补给和反应能力超过其他国家。

问:米-26在民用上都有什么作用?


答:在苏联和后来的经济建设中,米-26直升机发挥出空中起重机和运载平台的威力,吊装建设输电铁塔、石油管道、通讯线路,救援海洋和内河船舶,甚至作为远洋集装箱船不靠岸卸货的“起重机”。在扑灭森林火灾行动中,米-26可以像人们拿“瓢”舀水那样,一次次把15吨水斗运输到火源上空,砸到火线上,阻断和熄灭火源。最精彩的救援是扑灭切尔诺贝利核电站爆炸造成的核灾难,米-26直升机从空中大量投放水泥,封死了核反应堆,吸收空中的放射性物质。基申科院士以自己是总设计师的权利,争取到登机去核爆炸上空指挥直升机灭火的资格。苏联尽管对机组人员提供了防辐射设备,但是英勇的苏联飞行员由于在空中的剧烈活动,造成他们受到了严重辐射,那个机组只有基申科院士活了下来。米- 26直升机成为世界上唯一进行了核爆炸灭火的直升机。


问:能谈谈您驾驶米一26的经过


答:1997年国内一些专家找我咨询高原直升机和工程救援直升机,研究组织我国的航空救援机队的问题时,我毫不犹豫就选择米-26直升机。历史总是把我和米-26直升机必然地联系在一起。1997年,我到老挝工作期间,意外地发现这个亚洲贫困国家竟然有一架米-26直升机。友好的老挝空军允许我进入到米-26直升机机舱观察和回答我所感兴趣的问题。2000年6月,我和研究直升机救援的几个专家专程到柬埔寨考察他们的两架米-26直升机。强烈的飞行欲望促使我向柬埔寨皇家军队副总司令昆金上将提出驾驶米-26直升机试飞,很快得到了批准。9日下午我和俄罗斯飞行员进行了座舱演练,下午3时进行试飞。当时金边下起阵雨,米-26直升机平稳升空、悬停、转弯、下降。我坐在宽大的座椅和驾驶舱里,感觉不亚于公务舱的舒适性,驾驶系统与米-17 1直升机完全一样,没有任何生疏感。当试飞结束后,当地华人还与机组人员照了相。

问:您认为如果中国制造大型直升机该怎么样借鉴米-26的经验?


答:向别人学习最快的方式就是拿来别人的产品,在共同制造中学习和提高自己。快的话就可以拿来俄罗斯的技术,先制造米-26大型直升机,把中国大直升机技术提升到世界先进水平。基申科院士是在30多年前设计的米-26直升机,当时苏联的机床加工能力和制造水平无法与我国现在的工业实力相比。再者,我国的电子工业水平已经超过俄罗斯,米-26直升机的电子信息化水平可以在合作生产中得到提高,保持米-26直升机在世界上的持久先进性。第三,我国材料科学有很大进步,特别是哈飞集团已经成为航空复合材料生产基地,已具备对米-26进行改造的工业基础。


问:如果我们组装生产米-26直升机在技术上有哪些要突破的?


答首先要解决米-26直升机的桨叶中16米长的巨型大梁能够自己制造,中国一重集团可以制造出大型加长重载压力机。中国表面处理技术处于世界先进水平,完全可以满足大梁需要的弯扭强度、挥舞韧性、抗疲劳性及冲击载荷。在大梁问题解决后,要结合复合材料技术的应用,可在黑龙江省建立我国第二个直升机桨叶的生产厂。第二,减速器的壳体加工需要连铸锻造机床和5座标的柔性加工中心,根据米-26直升机减速器图纸,由我国的一重集团、沈阳机床厂、大连机床厂等一批机床厂生产出专用机床,都能够使这个关键产品由东安发动机公司生产。第三,米-26的发动机原本就是从涡桨发动机改造过来,成为现在的D-136涡轴发动机。


我国也能够生产大功率涡桨发动机,D-136发动机可以交付给哈尔滨东安发动机公司或株洲发动机公司仿造研制。第四,米-26的传动轴和轴承是非常巨大的,哈尔滨轴承厂和哈尔滨电机厂可以生产大型轴承和传动轴。直升机上的大型发电、集流环、电动机等产品也可以在东北的电机生产企业安排仿制和更新设计。第五,米一26直升机巨大的机身来自“安”系列运输机,我国能够生产类似安-12的运-8运输机,可以委托陕西飞机制造厂生产米-26直升机的机头和机身,机尾梁部分在哈尔滨生产,最后在哈飞集团完成机身整体连接。


问:能不能在组装生产的基础上提升原有直升机的技术品质呢?


答:我认为在我国可以对米一26直升机进行以下几个方面的技术改造,来大幅度提升原有产品的技术品质:


①改造自动驾驶仪,加装使用现代电子信息技术,实现米-26直升机的自动导航、飞行的安全控制和作业时的信息传感及采集处理,米-26直升机就能够实现夜航和空中作业。


②机身和非承重空间的构件大量替换使用轻质复合材料,进一步减轻米-26的自身空重,挖掘提高米-26直升机的载荷能力。


③取消领航员,依靠GPS全球定位系统,减少驾驶舱空间,使货舱空间得到进一步加长和加大,提高运输和作业空间。


④重新进行“中承力框架”受力和强度计算,改进受力结构,把外吊挂能力提高到28吨,争取提高到30吨。


⑤进行机身外侧辅助油箱设计,改变机身整体空气动力外型,改进起落架的风阻系数,减少飞行阻力和受复杂气流的影响。


⑥在有试验台条件时,进行桨尖后掠或下反的设计和试验,在安装新翼型后,使米-26直升机的空气动力提升5~8%,力争起飞重量达到70吨,载荷能力达到30吨,外吊挂能力达到35吨,继续保持世界领先水平20年。


⑦在驾驶员高度自动化,取消领航员和指挥员的基础上,对机身和机头进行更新设计,实现宽大机身前后都有舱门,增加运输和装载能力。


⑧为了提高米-26直升机的安全飞行和稳定性,考虑在机身安装可收放、可变的短翼,在机尾安装防倾翻“T”型尾翼。






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米-26大型直升机驾驶室内正副驾驶员操纵台特写







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