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涡轴-10之前,中国直升机由谁驱动?

决定补一补发动机流水账这件事,之前已经写过了涡喷和涡扇发动机这两大类的产品,今天写个容易的,捋一捋我国在直升机发动机动力上的这些个型号好了。

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▲ 我国在直升机发动机领域的积累不深,近年来的进展倒是挺快

按理说吧,当代直升机的动力系统就是涡轴发动机,不过在新中国的直升机历史上,相当长一段时间里批量生产的国产直升机上使用的都是更加“古典”的活塞发动机。直-5作为中国在80年代直-9系列之前唯一批量生产的直升机,使用的是功率1700马力的活塞-7型星型活塞发动机。

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▲ 直-5在上世纪80年代之前都是我国唯一量产的直升机

上世纪60-70年代,中国还研制过两款小型多用途直升机,即以美制贝尔47G3直升机为原准机测绘仿制而来的701型直升机,以及“延安”2号轻型直升机。两型直升机使用的都是活塞6丙发动机作为主要动力,同样没有资格用上涡轴发动机。

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▲ 701型直升机算是我国对印自卫反击战中的“意外收获”

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▲ “延安”2号轻型直升机一度有多个部门表示了兴趣,但始终没有量产

我国自行研制的第一款涡轴发动机按照数字自然还是涡轴-5,而其装机使用的机型,则要轮到1966年开始研制的直-6直升机。严格来说,涡轴-5并没有完全照抄的外国原型机,但从技术上该机实际是由测绘仿制安-24所用АИ-24发动机后研制的涡桨-5型发动机作为基础,在此之上进行涡桨改涡轴的改进设计而来。

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▲ 涡轴-5发动机来自涡桨-5,而涡桨-5则来自于对安-24的系统仿制

涡桨改涡轴因为有一定基础的原因,在技术上的可行性相对较高,不过对于当时的中国而言,即使这样的改型设计也属于“新设计部件较多”的大胆尝试,包括动力涡轮、减速器、进气传动机匣、尾喷管等部件都是我国重新设计的。

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▲ 直-6的整体设计在上世纪60年代就已经不算先进了

作为“新机配新发”的产品,涡轴-5的项目命运与其配套的直-6可以说是紧紧捆绑。由于直-6原型机在研制过程中多次发生事故,特别是1972年造成6人死亡的一等事故,严重影响了该机项目的发展。受此影响,虽然直-6前后在122厂、372厂和江苏省生产过十几架,但相应的涡轴-5发动机总共只制造了10台,尽管发动机在1976年通过了设计定型,但直-6本身因为设计落后、单发安全性不足,研制工作在1979年宣告中止,涡轴-5发动机也就没有继续生产。

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▲ 直-6的下马虽然可惜,但从技术的角度并不意外

在涡轴-5搭配直-6进行研制的同时,涡轴-5的改进型涡轴-5甲也搭配直-7的上马,于1970年展开研制。在涡轴-5甲的研制过程中,航空工业一方面参考了从越南获得的UH-1直升机使用的T53-L11涡轴发动机的设计,重新设计了动力涡轮承力机匣,另一方面则参考当时国内引进的米-6直升机使用的Д-25В涡轴发动机,改进了发动机排气管和功率传递弹性轴系。

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▲ 米-6的引进对我国大型直升机的研制也有全方位的推进

不过由于直-7项目本身与仿制“超黄蜂”的直-8项目存在矛盾,尽管在1976年中央军委同意两型直升机都进行研制生产,但在1979年的项目调整中,直-7还是因为性能落后且进度偏低,于当年宣布取消研制。涡轴-5甲在此后按照课题研究的要求,进行了50小时的持续试车试验和加大功率的试验,证实其具备将功率从涡轴-5的2200马力提升到2500马力,但后续研制还是没有继续下去。

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▲ 直-7和直-8本来就很难共同继续下去,前者的下马在当时也是无可避免

相比涡轴-5的命运坎坷,涡轴-6的研制虽然并不顺利,但在整体运势上还算顺风顺水。涡轴-6发动机实际上就是法国“超黄蜂”直升机上使用的透博梅卡III C发动机的测绘仿制型号。该型发动机的仿制伴随直-8的研制同步进行,于1987年开始进行试飞工作,尽管该型发动机在试验中还存在一些遗留问题,甚至一度需要降低功率实现定型,但该机的定型量产还是为直-8的定型入役奠定了重要的基础。

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▲ 直-8的定型里,涡轴-6自然极为重要,后者的性能也影响了该机进入解放军部队服役

在此之后,涡轴-6还相继衍生出涡轴-6A、6B、6C等多款改进型号,逐步提高了发动机的可用功率和性能,装备于直-8的后续型号上。

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▲ 直-8C的面世,表明基于涡轴-6发动机的改进并没有停止

涡轴-7的故事相比之下就短暂的多。该型发动机是1979年国内测绘引进的贝尔212直升机使用的PT6T涡轴发动机的国内型号,应该说虽然该机当时并无明确的装机对象,但在性能上是具有相当不错的应用潜力的。但由于1980年中法两国正式签订了合同,引进制造法制“海豚”直升机并生产该机配备的阿赫耶1C发动机,为了集中精力完成后者的生产,涡轴-7的研制也就没有了下文。

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▲ 国内在上世纪80年代引进过少量贝尔212

涡轴-8系列就比较熟悉了,该机是许可证生产法制阿赫耶系列涡轴发动机。我国于1980年向法国购买了阿赫耶1C、1C1发动机的生产许可证。引进了该型发动机全套设计图纸、工艺、冶金、检测和装配、试车等技术资料。1981年中国航空进出口公司与法国透博梅卡公司签订了阿赫耶系列发动机生产专利转让合同,由南方航空动力机械公司按阿赫耶系列发动机全套设计、工艺、冶金和检测资料生产涡轴-8系列涡轴发动机。

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▲ 涡轴-7和涡轴-8的取舍,其实和直-7和直-8的命运有相似之处

此后,中、法双方于1992年、1996年两次延长技术合同,先后引进了阿赫耶1D、1D1、1M、1M等发动机的技术专利,成功研制了涡轴8A、涡轴8D、涡轴8E、涡轴8F系列发动机,同时引进阿赫耶2C、2B1A部分专利和原型机进行测绘研制而来的涡轴8H、8C、8J系列发动机。这一系列发动机作为直-9/直-11/直-19型系列改进型的动力,对解放军三军轻型直升机的发展起到了关键性的作用。

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▲ 在直-9/19系列的改进中,发动机和型号几乎是相互促进改进提升的

涡轴-9发动机则是配合直-10武装直升机研制同步立项的涡轴发动机,该机也是我国第一款完全具备自主知识产权,没有任何外国参考机型的涡轴发动机。该机1991年立项,1998年完成验证机研制,2006年开始交付用于直-10的试飞,2010年通过设计定型并进行批量生产。

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▲ 目前的直-10现役机型使用的都是涡轴-9系列发动机

尽管由于直-10研制过程中使用过引进的加拿大普惠PT6C-67C发动机,外界一度认为涡轴-9发动机是“半路出家”用于直-10的型号,但实际上该机自始至终都是直-10项目的正选动力之一,在进口发动机“断供”之后更是以优秀的表现承担起直-10的后续试飞、定型和批量投产列装重任。目前,涡轴-9已经开始了后续的型号发展,在现有的基础上进一步提升性能。

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▲ 使用加拿大发动机的直-10只在2006年前是直-10的主流

涡轴-10发动机是我国在涡轴-9之后推进的又一款完全自行研制的涡轴发动机,当然由于该机性能指标以及配装机型直-20与美制“黑鹰”直升机及其T700发动机的高度雷同,外界一直认为二者有不小的参考关系。涡轴-10发动机于2002年开始预研,2008年正式立项,2011年转入原型机试制,2012年首飞成功。目前,装备涡轴-10发动机的国产直-20直升机已经批量装备部队,并将在今年10月的阅兵式上正式亮相。

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▲ 自然涡轴-10也将带动国内中型直升机的一波发展

之后的各种涡轴发动机型号施佬就不清楚了,光知道配合直-15直升机有一款涡轴-16涡扇发动机,该型发动机实际上是我国许可证生产的阿蒂丹3C涡轴发动机。不过目前该型发动机也好,直-15也好,暂时都没有要“参军”的迹象。而涡轴-11到涡轴-15的这几个型号究竟代表了什么机型,估计也得找更厉害的大佬才能问个究竟了。

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