從仿製到改進,國產第一架直升機直-5到底有何意義?

# 寫在前面

上世紀初,西方的發明家們就開始對旋翼類飛行器的探索,多種構型的直升機、旋翼機雖然沒有實際應用價值,但都實現了“離地升空”這一目標,到上世紀三十年代末,伊戈爾·西科斯基首架真正能夠投入實際應用的直升機VS-300試飛成功,標誌着直升機這一航空界的新星冉冉升起。

從仿製到改進,國產第一架直升機直-5到底有何意義?

圖——西科斯基研製的 VS-300 直升機

然而,10年之後——1949年——新中國成立,我國仍然沒有簡稱獨立的航空工業體系,更別說直升機工業了。而隨着國民經濟的快速發展和航空工業的整體進步,無論是軍用還是民用領域無不呼籲着直升機工業的出現。1956年10月16日,國家終於下令航空工業開始仿製生產蘇制米-4直升機,我國的直升機工業自此起步。1956年至今已有60多個年頭了,我國的直升機工業從仿製到突破到掌握關鍵技術到實現自主研製,可以說取得了歷史性的進步,儘管其間經歷了太多的艱難曲折,但中國的直升機人從未退縮,困難和挫折促使他們進發出更大的能量,鼓舞着直升機工業走上持續前進的道路。

從仿製到改進,國產第一架直升機直-5到底有何意義?

圖——米-4 直升機

本文就將介紹我國直升機工業起步之初的艱難,先輩們開疆拓土的不易,希望讀者朋友對那段歷史有個更清晰地瞭解,也希望能激勵我國的直升機行業人才們,不忘初心,砥礪前行,讓我國直升機真正能夠躋身到國際前列中去。

本號持續針對空天領域理論、設計、未來等相關內容進行深度解讀,感興趣的讀者歡迎關注。

# 艱難的起步與堅定前行的步伐

建設強大的航空工業一旦成爲國家的意志,成爲全國人民夢寐以求的願望,一切困難和不利因素都能被擊倒和克服。中國的直升機工業從起步那一天走到現在,無不時時驗證着這一歷史經驗。1951年4月,中央人民政府軍事委員會和政務院發了

《關於航空工業建設的決定》,成立了以聶榮臻爲主任,李富春爲副主任的航空工業管理委員會,並在重工業部設立了航空工業管理局。此後在國家的統一規劃下,航空管理局對接收的18個工廠進行整合調整,先後組建了東安機械廠、偉建機器廠和南方公司等6個工廠,國家撥經費,調人員,並從蘇聯購買了一大批設備,中國航空工業有了初步的家底,也標誌着航空工業的誕生。當航空工業管理體系初步形成,航空工業基礎初步確立,直升機工業的建立也水到渠成。

1956年,蘇聯授建米-4直升機生產線啓動,我國直升機工業在仿製生產蘇聯米-4直升機基礎上正式起步。1958年11月,第一架靜力試驗機試製成功並於12月通過靜力試驗。同時,供試飛的第二架機也完成總裝,12月18日按照米-4仿製的第一架直升機首飛成功,我國將其命名爲直5型直升機。直升機工業建立之初,來自全國各地的直升機工作者爲此付出了極大熱情和幹勁,這是我國直升機工業能夠在短短數年從一張白紙到具備整機生產能力的重要原因。直5型機首飛成功,對中國直升機工業的崛起具有劃時代的意義,是中國直升機工業發展史上的第一座里程碑。

從仿製到改進,國產第一架直升機直-5到底有何意義?

圖——執行任務中的直-5

1960年底,直5型直升機的新零批4架機製造出來,於1963年9月21日通過了國家航空產品鑑定委員會審查批准優質過關。作爲我國直升機工業的開山之作,直5型機的發展與當時的國民經濟建設和國防建設發展相適應,這使直5型機在近二十年的發展過程中形成了包括軍用型和民用型完整的體系,民用型中有客機型、林業型、教護型和航測型等。

到1979年停產,我國共生產了直5各型機558架,基本滿足了國防建設和國民經濟建設的需要。在保衛祖國邊疆的多次反擊戰中,直5型機出色地完成了人員運輸、後勤補給和邊境巡邏等支援任務;空軍某部還組建了直5型機首長機隊,周恩來總理曾多次乘坐直5型機視察工作,在邢臺地震、唐山地震等災難來臨時,都能看到直5的身影。除滿足國內需要外,我國還提供了87架直5型機援助朝鮮、阿爾巴尼亞、幾內亞、剛果、也門、馬裏和越南等國家。

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圖——阿爾巴尼亞空軍的直-5

作爲我國自己生產的第一種直升機,直5的意義不僅在於使我們擁有了大量可用的、與其他國家處於同等技術水平的直升機,更重要的是在該機的製造過程中,爲直升機戰線陪養和鍛鍊了一批優秀人才,這些人才像種子一樣,成爲我國直升機工業得以長期發展的基礎。同時,使我們初步掌握了直升機全套生產技術,建立了一批相關配套企業。直5不單單是一個機型,它帶動了整個相關產業的起步和發展。在生產直5型機期間,國營偉建機器廠等單位刻苦攻美,還成功試製了第二代旋翼槳葉——金屬槳葉,替代了木質槳葉,提高了旋翼系統的可靠性和壽命,縮短了與世界先進水平的差距。

爲適應直升機發展的迫切需要,我國加速培養專業技術人才,一方面派遣優秀學子赴蘇聯著名大學直升機專業深造,一方面在蘇聯專家幫助下,於1957年在西安航空學院(後改爲西北工業大學)設立了我國唯一的直升機專業。

這一階段,是我國直升機工業的起步階段。我國直升機工業通過仿製生產先進的米-4直升機及其發動機,不僅實現了零的突破,而且站到了較高的技術起點上,邁出了非常穩健的第一步,既鍛鍊了隊伍,又推動了人才培養等相關工作,這一切都爲我國自主發展直升機工業定了初步基礎。

# 直-5 相比米-4有哪些改進?

重大發展和改進項目有:

  • 用金屬旋翼槳葉代替了鋼樑木結構旋翼槳葉,提高了旋翼的使用壽命和飛機的飛行性能;
  • 將座艙的活動副油箱改爲機身的側外掛副油箱,增加了座艙的有效空間;
  • 在機身地板上增加一個650毫米×900毫米的大開口,便於吊升或投放貨物。同時將手搖絞車改爲電動絞車;
  • 將3000瓦發電機改爲6000瓦發電機;
  • 將燃油箱改爲薄壁軟油箱;
  • 固定式氧氣設備改爲活動式氧氣設備,減少了飛機的結構重量;
  • 改進了總距-油門操縱把手,在平原地區起飛使用小行程,在高原地區使用大行程,使發動機進氣壓力顯著增加,可保證在1500米高原上正常起飛;
  • 在旋翼大梁內充氣,並裝有壓力信號器,能及時發現旋翼大梁裂紋,大大延長了直升機和旋翼的翻修壽命。

通過一系列改進後,Z-5最大平飛速度由185公里/小時提高到210公里/小時;巡航速度由140公里/小時提高到170公里/小時;動升限由5500米提高到6000米。

從仿製到改進,國產第一架直升機直-5到底有何意義?

圖——另一種塗裝的直-5

# 直-5 設計特點

從仿製到改進,國產第一架直升機直-5到底有何意義?

圖——直-5 三視圖

總體佈局:單旋翼帶尾槳式佈局。裝有一臺活塞7型發動機,旋翼有4片槳葉。水平尾面在尾樑末端。4輪式不可收放起落架。雙座駕駛員座艙。複式操縱系統。

旋翼系統:旋翼左旋(仰視),4片槳葉。全鉸接式。混合式結構槳葉由鋼管樑和包有膠合板及蒙布的木質架組成,平面呈梯形。1966年後改爲全金屬膠接槳葉,主要由大梁、梳形接頭後段件、槳尖等部分組成。平面形狀呈矩形。翼型爲變厚度NACA 230M翼型和NACA 230翼型。槳葉前緣裝有液體防冰系統。

尾槳是三片槳葉推進式,在飛行時可操縱變距。槳葉平面形狀呈梯形,無扭轉角,前緣有液體防冰系統,幷包有不鏽鋼的前緣包鐵。1966年後,改爲玻璃鋼槳葉。槳葉用帶有4個孔的鋼接頭固定在槳轂上。

動力裝置:一臺氣冷式星型14缸活塞7發動機,裝有傳動機構離合器和帶有導向裝置的軸流式冷卻風扇。發動機最大功率爲1250千瓦(1 700馬力)。

機身與座艙:機身是由機身中段、尾樑和尾斜樑三部分組成的半硬殼鉚接結構。

機身前部是發動機艙。中段爲容積16米3左右的機艙。機艙有2個入口,1個入口位於後部,2扇艙門分別固定在機身的兩側,關閉後構成機身的後部。這個艙門是往機身內裝載技術裝備和其他大型貨物用的。另一個入口位於機身左側壁上,是供人員進出和空投跳傘傘兵用的。

駕駛員座艙位於機身前上部,艙內安裝有2副座椅和複式操縱系統,座艙有2扇滑動的側門以及與機艙相通的艙口。

起落架:起落架爲四輪式,前起落架機輪可自動定向,無剎車機構,機艙尺寸爲400 × 150毫米,裝有油液-空氣緩衝支柱。主起落呈角錐形,具有油液-空氣緩衝支柱和尺寸爲700 ×250毫米的帶剎車機構的機輪。

系統:機上裝有兩套液壓系統,即主液壓系統和應急液壓系統,供給操縱系統的液壓助力器混合使用。主液壓系統一旦失效,應急液壓系統便自動開始工作,以便提高系統工作的可靠性。

電氣系統包括一臺ZF-6電機和一個12-HK-28蓄電池。座艙有通風加溫裝置。駕駛員座艙前風擋玻璃有電防冰裝置。旋翼槳葉及尾槳槳葉均裝有液體防冰系統。另外還裝有空調系統、滅火系統、氧氣系統及空降、救護裝置等輔助設備。

照明系統有着陸燈、滑行燈、航行燈、槳尖燈、編隊燈、駕駛員座艙的照明設備等。

機載設備:裝有一套能保證在夜間及複雜氣象條件下飛行的駕駛-航行儀表和動力裝置的監測儀表。無線電設備主要有CT-1無線電臺、W1-5無線電羅盤、WG-2A無線電高度表、JT-5A機內通話器等。

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