《直升机制造产业与其技术现状分析》
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[摘 要]由于直升机具有其他航空器无法实现的空中悬停、垂直起降、低速机动的能力,使直升机具有其它航空器无法比拟的作用.而且直升机是军民用通用的航空器,被广泛应用于军事和民用领域,直升机技术已经成为衡量国家综合实力的重要标志.因此,深入了解我国直升机技术和其他发达国家直升机技术的差距,可以为我国直升机技术发展奠定基础.文章主要论述直升机技术和国际直升机技术水平的差距,并指出我国直升机技术未来发展的趋势.
[关键词]直升机制造产业及其技术；现状；差距；发展趋势
中图分类号：J62.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0224-01
引言
与其他航空器相比,直升机具有独特的特点：直升机特有的旋翼系统、传动和发动机等“三大动部件”,为直升机提供了飞行的动力和升力,其技术较为复杂,研究难度较大,直升机总体集成、气动、结构强度和控制系统主要是围绕“三大动部件”展开的.由于直升机运行过程中产生的噪声大,空中飞行中障碍物较多,气流稳定性较差,安全性要求较高,因此,加强对直升机制造产业和制造技术研究,有利于优化直升机性能,为社会发展奠定基础.
1我国直升机技术概述
1.1我国直升机技现状
我国直升机技术工业开始于上世纪60年代,至今已有50多年的发展历史,在50余年的发展中,直升机相关硬件设备已经有了很大的发展进步,并处于世界中上水平.但是,从总体上讲,我国直升机产业缺乏足够的集成能力,直升机基础技术滞后,不能适应发展要求,影响直升机产业发展,同时,缺乏直升机核心技术体系.例如直升机的起飞重量,当前我国自行研发的AC310、AC311为代表的产品谱系,其起飞重量都还不超过30T,至今我国还不具备研发起飞重量超过30T的直升机.导致我国在应对重大突发灾难时,只能借助国外重型直升机才能完成任务.而且我国研发的直升机不能适应我国所有的地形地貌环境,能够适应高温和高原环境的直升机更少.我国直升机的各项性能还需进一步增强,直升机要具备在高原和高温环境下使用和执行任务的能力,才能满足我国经济发展和国家安全对直升机性能的需求.
1.2与国际直升机发展水平的差距
与国外先进水平相比,在总体设计能力、若干关键技术、制造工艺水平、基础材料等方面仍有差距,在前沿及探索性技术方面缺乏自主创新,发展模式处于被动跟进式发展,缺少发明专利.最主要的差距还是表现在工程经验不够丰富,技术储备不足,尚未形成基于各类数据库和知识工程的快速研发能力；基于重要基础研究、前沿技术研究的探索研究和预先研究力度不够,难以对直升机新概念、新思路、新方法、新原理、新材料、新工艺有实质性突破.当前,我国正处于一个战略发展机遇和技术转折时期,研究提高国产直升机能力的关键技术刻不容缓.
2直升机技术发展趋势
2.1军用直升机的技术发展趋势
军用直升机的发展主要以高新技术为依托,以军事需求为引导,通过系统成绩、更新发展、适度批量生产提高直升机制造水平.从技术角度进行分析,国外新研制的直升机正朝着更大的任务效能、更高的生存能力和更优的成本效能方向发展,同时开展高速新构型直升机技术的研究,体现了未来的技术发展趋势.
第一,设计与制造技术数字化,一体化随着数字化、信息化、互联网、数值分析、数控等各个领域技术的迅猛发展和直升机制造业国际合作的不断深入,大大推动了数字化、信息化技术在新直升机型号设计方面的一体化进程.通过建立工程化的直升机数字样机,实现直升机研制过程从模拟量协调向数字量协调的转变,实现了直升机设计、制造和信息的无缝集成,大大提高了型号研制效率.如RAH-66、V-22、AH-64D、EH101和NH90等先进军用直升机,都采用了设计、制造和试验一体化技术,并取得了巨大的效益.
第二,以先进的设计方法和技术为依托,平台的综合性能总体设计向集成化、综合化方向发展,精细化的气动布局设计技术、全机气动干扰技术、高置信度的飞行力学分析技术正逐步应用于军用直升机,全机结构振动的被动、主动控制技术达到了较高的水平,噪声控制技术获得了长足的发展,在提高直升机乘坐舒适度的同时,寿命也大幅提高,直升机的综合性能能够极大满足用户需求,如最大平飞速度超过300km/h,航程增加20%.
2.2民用直升机的技术发展趋势
在军用直升机技术发展的基础上,民用直升机在满足民航适航条例的见此壶上,主要提高经济性、可靠性、安全性、舒适性和环保性.未来几十年中,民用直升机技术将进入一个全面综合发展的新时期.
第一,旋翼系统仍然是直升机的核心技术,空气动力学、动力学和先进复合材料及其加工制造技术的进展,使旋翼系统结构更简单,零件数量更少,重量更轻,维护更为简单,全寿命周期成本大大降低,振动进一步减小.
第二,采用更先进的涡轴发动机,其功率重量比进一步提高,耗油率和排放水平更低,其大修间隔时间也将提高一倍,达到6000h以上.
第三,采用智能旋翼使直升机的性能产生质的飞跃,发展智能驾驶舱已成为可能,且智能化程度不断提高.
第四,旋翼系统、传动系统和机体结构应用先进的复合材料,复合材料占全机材料重量的60%以上,大大减少了零部件的数量和结构质量,有效提高直升机的可靠性和使用寿命.
第五,先进的电传、光传操纵开始得到应用,有效改善了直升机的操纵品质.
第六,应用先进的减振降噪技术,如桨叶振动主动控制、高阶谐波控制等.减小了直升机的振动和噪声,机体振动水平低于0.05g,舱内噪声水平低于70dB.
3我国直升机技术发展思路
按照发展规划,在未来的发展过程中,我国将初步形成重、大、中、小、轻型直升机型谱和中、轻、超轻型无人直升机型谱.民用直升机实现以现有的直升机为平台,通过优化和改装,形成能覆盖通用航空、应急救援、准军事等应用领域的型号系列,形成国产直升机为主导的民用市场.
我国直升机50年发展中,主要解决了“从无到有”的问题,未来10年、20年甚至更久,我国直升机将致力于实现“从有到好”的发展目标,尽快赶上世界先进的直升机发展步伐,尽量消除与世界先进直升机的年代差异.为满足我国未来军、民用直升机研制需求,要全面掌握常规构型直升机核心关键技术,具备高速新构型垂直起降飞行器验证能力,形成具有自主创新发展能力的直升机设计体系,实现与世界先进直升机技术水平的同步发展.
结束语
综上所述,当前我国直升机技术与国外先进技术还存在一定差距,为了使直升机性能的满足国家经济发展和战略发展需求,要积极研发直升机的基础技术和共性关键技术,注重军事和民用飞机技术的发展,提高我国直升机技术水平.
参考文献
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