前不久，由天津市人民政府、中國航空工業(yè)集團(tuán)有限公司、中國人民解放軍陸軍共同主辦的第五屆中國天津國際直升機(jī)博覽會，在天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)落下帷幕。來自中國、俄羅斯、美國、法國等18個國家和地區(qū)的400余家企業(yè)參展，主要包括空客、俄直、貝爾、西柯斯基、萊昂納多、航空工業(yè)這6家全球大的直升機(jī)主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，以及法國賽峰、加拿大普惠、美國柯林斯宇航等全球知名發(fā)動機(jī)和配套企業(yè)。參展直升機(jī)和固定翼飛機(jī)等達(dá)90架，規(guī)模之大、展品之多創(chuàng)下歷屆之最。
新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，科技和工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域頻繁出現(xiàn)爆發(fā)性突破，直升機(jī)“家族”逐漸龐大、型號譜系日漸完備。透過這屆直博會，讓我們一起——
科技創(chuàng)新為直升機(jī)注入新活力
在空客直升機(jī)公司展臺前，2019年新發(fā)布的暢銷機(jī)型——雙發(fā)輕型H145直升機(jī)的最新升級版格外引人注目。相比上一代型號，該機(jī)型配備了全新的五片槳葉主旋翼，有效載荷提升了150公斤，最大起飛重量增加到3800公斤。同時，融入了全新的無線機(jī)載通信系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，大大提升了直升機(jī)的駕駛安全性和舒適性。H145的改型換代也讓我們看到未來直升機(jī)的發(fā)展軌跡，將會沿著現(xiàn)有直升機(jī)型號譜系進(jìn)行升級和加改裝，依靠科技進(jìn)步來實現(xiàn)更大任務(wù)效能、更先進(jìn)的操控系統(tǒng)、更優(yōu)的成本效益。
近年來，新的科技發(fā)展成果在直升機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，加速了直升機(jī)型號的換代升級。比如，對機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化設(shè)計技術(shù)，優(yōu)化氣動構(gòu)型，減少零部件數(shù)量，實現(xiàn)了便于維護(hù)和維修的目的；部分關(guān)鍵部位大量采用新型復(fù)合材料、數(shù)字化模塊、新型供油系統(tǒng)等，給直升機(jī)注入了新的活力。還是以新版H145為例，該機(jī)型就配有全權(quán)數(shù)字發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)（FADEC）和Helionix數(shù)字航電套件，以及一個高性能的4軸自動駕駛儀，既提高了駕駛安全性，又減少了飛行員工作量，極低的噪聲水平使其成為同級別產(chǎn)品中“最安靜”的直升機(jī)。
“首屆直升機(jī)復(fù)合材料工程與應(yīng)用技術(shù)論壇”是此次直博會的一項熱點(diǎn)環(huán)節(jié)，吸引了來自全球眾多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。論壇上，國內(nèi)外知名專家圍繞直升機(jī)復(fù)合材料的應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及挑戰(zhàn)，做了專題報告，并就相關(guān)技術(shù)問題同參會人員進(jìn)行了深入研討交流。毋庸置疑，先進(jìn)復(fù)合材料在直升機(jī)上應(yīng)用部位和用量多少，已成為衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)先進(jìn)性的重要指標(biāo)之一。因此，不斷提升直升機(jī)機(jī)體及構(gòu)件的復(fù)合程度和技術(shù)，將是國際直升機(jī)廠商長期競爭的熱點(diǎn)之一。
近年來，隨著技術(shù)的日趨成熟，先進(jìn)復(fù)合材料在直升機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，機(jī)體結(jié)構(gòu)件、升力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件、平尾、整流罩、機(jī)身側(cè)壁板、口蓋幾乎都能用復(fù)合材料制成。較之常規(guī)材料，它具有比強(qiáng)度高和比模量高、易于整體成形、抗疲勞、抗腐蝕和重量輕等優(yōu)異特性，將大大延長直升機(jī)的使用壽命周期，降低維護(hù)工作負(fù)荷和使用成本，減輕自身結(jié)構(gòu)重量和增加航程。
歐美國家20世紀(jì)80年代已經(jīng)開始研制和使用復(fù)合材料。歐洲“虎”式武裝直升機(jī)復(fù)合材料用量達(dá)到了80%，使空機(jī)重量大為降低，并保持了綜合性能優(yōu)異。而同時代的RAH-66以及V-22、NH-90等都已大面積使用復(fù)合材料?？梢灶A(yù)測，在不久的將來，全復(fù)合材料直升機(jī)將走進(jìn)大眾視野。
豐富型譜序列滿足多樣化任務(wù)需求
螺旋升降、“8”字機(jī)動、三機(jī)通場……直博會飛行表演環(huán)節(jié)，中國陸軍呈現(xiàn)的23個課目震撼刺激、精彩紛呈，充分展示了我國軍用直升機(jī)優(yōu)越的技術(shù)戰(zhàn)術(shù)性能，為中外參觀者帶來了一場直升機(jī)飛行的視覺盛宴。放眼整個展覽現(xiàn)場，中國陸軍參展的直-20、直-8G、直-19等機(jī)型分外耀眼，特別是我軍直升機(jī)家族的新成員直-20，成了被廣泛追捧的“明星”。
這款我國自主研制的中型雙發(fā)多用途直升機(jī)，采用單旋翼帶尾槳、低位后置平尾構(gòu)型，以低阻氣動外形、高性能旋翼氣動布局總體設(shè)計，配裝兩臺國產(chǎn)的先進(jìn)渦軸發(fā)動機(jī)，應(yīng)用了電傳飛控、旋翼防冰除冰等新技術(shù)，能在晝間夜間復(fù)雜氣象條件下，遂行機(jī)降和運(yùn)輸?shù)榷鄻踊蝿?wù)，具有全域全時出動能力。此外，該機(jī)還兼具良好的平原和高原使用性能，具有良好的擴(kuò)展兼容性，基本運(yùn)輸型平臺可快捷拓展為其他任務(wù)狀態(tài)。不言而喻，直-20的列裝入役，填補(bǔ)了我軍中型直升機(jī)的空白，也進(jìn)一步豐富了我國軍用直升機(jī)的譜系。同時，也見證了我國直升機(jī)發(fā)展的輝煌成就。
不難看出，創(chuàng)新型號填補(bǔ)型譜空白，革新構(gòu)型提升性能指標(biāo)，滿足多樣化任務(wù)需求，是直升機(jī)未來發(fā)展的另一條技術(shù)主線。
自首架直-5直升機(jī)于1958年12月18日成功首飛以來，伴隨著新中國的前進(jìn)步伐，經(jīng)過一代代航空人的艱苦努力，中國直升機(jī)產(chǎn)業(yè)已建立起完整的自主研發(fā)、試驗驗證、生產(chǎn)交付和服務(wù)保障體系，形成了系列化的軍民機(jī)產(chǎn)品譜系，躋身世界直升機(jī)制造大國行列。如今，我國已經(jīng)形成12個平臺、60多個型號的龐大直升機(jī)譜系，其中主要產(chǎn)品包括直-8系列、直-9系列、直-11系列、直-10、直-19、直-20等直升機(jī)，AC310、AC311、AC312、AC352、AC313等成系列衍生發(fā)展的新一代民用直升機(jī)，AV500、AV200等無人直升機(jī)，形成了全譜系化發(fā)展，滿足了多樣化任務(wù)需求。
在直博會的室內(nèi)展館，一臺我國在研重型直升機(jī)的大比例模型吸引了很多觀眾的目光。在這里，觀眾不僅可以通過模型近距離感受重型直升機(jī)的強(qiáng)大裝載能力，還可以通過佩戴VR設(shè)備現(xiàn)場體驗內(nèi)部座艙。據(jù)悉，該機(jī)型具有突出的高原、高溫環(huán)境運(yùn)載能力，可廣泛應(yīng)用于大型集裝貨物運(yùn)輸、工程機(jī)械吊運(yùn)和高壓線塔吊裝等任務(wù)。一旦投產(chǎn)應(yīng)用，將大幅拓展和豐富國產(chǎn)直升機(jī)譜系的任務(wù)處置能力。
由國網(wǎng)通用航空有限公司運(yùn)營的中國首架空中客車H215重型雙發(fā)直升機(jī)，也在這次直博會上亮相，成為該公司現(xiàn)役空客直升機(jī)隊的有益補(bǔ)充，幫助其在難以到達(dá)的區(qū)域執(zhí)行電纜維修、電纜敷設(shè)、人員貨物運(yùn)輸和電力線塔建設(shè)等任務(wù)。
可以預(yù)見，通過不斷豐富完善直升機(jī)型譜、拓展用途性能、改善操縱品質(zhì)，滿足未來多樣任務(wù)需求，將依然是國際直升機(jī)行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)和攻關(guān)方向。
智能化和無人技術(shù)將廣泛應(yīng)用
記者穿梭于各個展區(qū)時發(fā)現(xiàn)，既有數(shù)百種有人直升機(jī)，也不乏各類無人直升機(jī)的身影。在航空工業(yè)集團(tuán)展區(qū)，以實物形式展出的AV500W察打無人直升機(jī)，吸引了大批觀眾駐足觀看。據(jù)介紹，該機(jī)型是我國自主研發(fā)的一款偵察、打擊一體無人機(jī)，采用了框架式結(jié)構(gòu)設(shè)計，機(jī)體結(jié)構(gòu)由金屬焊接主骨架、全復(fù)合材料蒙皮、蹺蹺板式主旋翼、復(fù)合材料槳葉、高置平尾和滑橇式起落架組成，具備自動起降、自動懸停、自動航線飛行、在線航線變更等功能；擁有性能優(yōu)異的飛行控制系統(tǒng)，可搭載多種任務(wù)載荷，有較強(qiáng)的執(zhí)行綜合任務(wù)能力；加裝了晝夜觀瞄系統(tǒng)、火控外掛管理系統(tǒng)、空地導(dǎo)彈系統(tǒng)，對地打擊能力可與有人武裝直升機(jī)相媲美。
最特別的當(dāng)數(shù)一款形狀怪異的多旋翼救援無人直升機(jī)模型。據(jù)參展商介紹，其載荷500公斤，能飛1000米高，可將高層火災(zāi)的被困人員運(yùn)載到地面，還能實現(xiàn)智能避障，且飛行中機(jī)身永遠(yuǎn)保持水平。據(jù)稱，該機(jī)型將在不久開始生產(chǎn)。
當(dāng)今，世界各國在直升機(jī)改型升級規(guī)劃中，都將智能化和無人化作為重要內(nèi)容納入未來建設(shè)中，尤其應(yīng)用于軍事。自2001年10月起，美軍已開始將無人直升機(jī)投入伊拉克、阿富汗以及其他地區(qū)的反恐作戰(zhàn)中，用以完成偵察、監(jiān)視、攻擊、定點(diǎn)清除等作戰(zhàn)任務(wù)。俄羅斯也十分重視研發(fā)和測試新型無人直升機(jī)。
隨著直升機(jī)技術(shù)領(lǐng)域新型旋翼系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)、綜合隱身技術(shù)，以及新的通信、導(dǎo)航、人工智能和光電功率傳輸技術(shù)等高新技術(shù)手段的不斷革新進(jìn)步，新型智能材料、網(wǎng)絡(luò)化和智能化航電系統(tǒng)、光傳操作系統(tǒng)、無人操作技術(shù)等，將促進(jìn)直升機(jī)裝備向高度智能化、高度可靠性和高度任務(wù)適應(yīng)性的躍升。比如，在槳葉大梁中引入記憶合金驅(qū)動裝置、在旋翼或結(jié)構(gòu)件上鋪設(shè)智能材料纖維等，來實現(xiàn)減少操縱機(jī)構(gòu)、提高性能和壽命、降低振動和噪聲；創(chuàng)新使用光傳操作系統(tǒng)，增強(qiáng)直升機(jī)抗電磁干擾、抗電磁脈沖輻射和防雷電等能力，能夠進(jìn)一步提升直升機(jī)的穩(wěn)定性和可操縱性。
圖為直博會上展出的AV500W無人直升機(jī)。姜佳林?jǐn)z