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中国航空工业逐步走出直升机制造的空白地带

http://jipiao.oklx.com 2007年10月21日       

  图1:陆航部队装备的教练型直11直升机

  今天继续我们的特别节目——中国制造新版图。今天要带大家去体验的,是大家平时难得一见的大家伙,教练飞机和直升飞机,过去,中国制造的版图上,飞机制造一直是我们国家的短处,在航空工业领域,大型客机和运输机,我们国家是不能自行生产,基本上都需要进口,但这几年来,中国的航空制造业正在逐步向这些空白地带迈进,我面前摆放的这两架直升机模型,大的叫做直8,这架小的叫直11,它们就是由江西景德镇的昌河飞机工业集团自行设计开发和制造的,今天,我们的记者高扬,就要带大家到生产的车间去体验一次,见识一下我们自己生产的飞机。

  体验并揭秘直升机

  记者:“我身后这架整装待发的直升飞机就是国产的直11型直升机,它是第一架由我国自主研制,并且拥有自主知识产权的直升机,现在我就要和飞行员一起登上这架飞机去体验一下直11直升飞机的性能。”

  伴随着螺旋桨的轰鸣声,直11直升机离开地面腾空而起,随后,它悬停在距离地面约20米的高度,开始了各项技术动作。

  记者:“飞行员告诉我,现在我们要做的这个动作叫侧飞。”

  接下来直11开始做水平后退动作,这可是我以往乘坐客机时从未有过的体验,现在直升机在做原地360度旋转,一系列技术动作结束之后,直11开始盘旋上升。

  记者:“这个体验真的非常奇妙。”

  图2:国产直11武装型直升机首飞

  虽然只是简短的飞行体验,但对于我来说可是破天荒的头一回,而在身经百战的试飞员看来,这些动作只能算是“小儿科”了,事实上,直11直升机还可以做出更多的高难度技术动作,除了要求飞行员具有高超的驾驶技术,更重要的是依赖于直升机自身优越的操纵性能。

  陆航部队试飞大队中队长张志强:“不管从飞行速度还是升限,相比这个国际上同类直升机来讲,应该说咱们直升机还是具有比较领先的水平。”

  作为我国直升机行业第一个具有自主知识产权的直升机,直11型直升机从1989年开始研制,1994年12月22日首飞成功,2002年10月获得国防科工委科技进步一等奖,目前已开发出警用、民用、军用等多种机型,由于其轻巧灵便、易于起降,被广泛的用于侦察、运输、救护、消防等任务,2008年,它还将承担北京奥运会期间的空中航拍任务。

  记者:“体验完了轻巧灵便的直11型直升飞机,接下来我要带您见识另外一架飞机,这可是一个庞然大物,那么它究竟有多大呢?这就是昌河飞机工业集团生产的直8型直升飞机,说实在的,第一次见到它,我也被这个庞大的身躯所震撼,而更让我吃惊的就是我头顶上这个巨大的螺旋桨,就像一个巨大的风车,除了这个长长的螺旋桨之外,目前直8飞机无论体积、自重还是载重量都是亚洲最大的。

  这架即将起飞的直8型直升机,正在执行特殊的试飞任务,所以我们无法登机体验,只能在距离直升机几十米开外的地方观看它的飞行,尽管此前我对直8直升机的风力已有心理准备,但在起飞前的这一刻,螺旋桨卷起的强大气流还是给了记者一个下马威。

  昌河飞机工业集团副总工程师王贤玉:“这个飞机的总重量是13吨,实际上最大的13吨,应该是属于我们现在亚洲最大的一个吨位的直升机。”

  总重达13吨的起飞重量,让直11堪称亚洲直升机中的“巨无霸”,而在直8的机身两侧,记者发现了两只橄榄球形状的大圆筒,这又是做什么用的呢?

  图3:直11型警用直升机。摄影:孙自法/中新社发

  “这个是我们飞机一个特色,一边有一个,我们叫浮筒,浮筒作用是什么呢,浮筒是在水面,在水面以后,它起那个静态飘浮起一个平衡作用。”

  原来,与普通直升机只能在陆地起降不同的是,直8型直升飞机的机身采取了船型设计,配合两侧的浮筒装置,可以实现飞机在江河湖海等水面上的起飞和降落,也正是由于这一特性,使得直8直升机除了执行运输兵员或乘客、内部装载运输、吊挂运输大型物件等任务之外,在抗洪救灾等紧急救援任务中也发挥了巨大的作用。

  我们看到直八和直十一两种型号的直升机,一个稳如泰山,一个轻巧灵便,它们都是我国当代直升机设计制造水平的代表。实际上,我们国家早在1958年就自行生产了第一架直升机,它的名字叫直五,不过这种直升机还是按照前苏联米4直升机的设计仿制出来的,在后来近50年的时间里,我国的直升机工业有了长足发展,开发出了像直8、直9、直11、H410、S92等等多种型号和用途的直升机,2000年之后,国家更是将直升机课题列入重点科研项目。国产直升机的版图不断扩张,它考验的不仅是我们的航空科技研发能力,更是对航空工业生产制造水平的全方位挑战。

  图4:直8运输直升机

  记者:“我们现在看到的这个长长的像芭蕉叶一样的部件,就是直8飞机顶上的螺旋桨叶,像这样的桨叶在直8飞机上一共有六片,就是靠这六片桨叶的旋转,才能使直8飞机腾空,这个桨叶的长度大概有9米,重量大概在110公斤左右,这也是目前亚洲最长最重的直升机桨叶。”

  看似简单的一片桨叶,内部结构其实非常复杂,昌飞集团副总工程师周新民告诉记者,从毛坯件到最后加工成桨叶成品,要经过大小300多道工序,每一道工序都有极其严格的工艺要求,而重达110公斤的桨叶,每片之间的误差也是微乎其微的。

  昌河飞机工业集团总工艺师周新民:“比如说像这桨尖这个地方,它之间的误差不能超过7克。”

  巨大的桨叶又是如何高速旋转起来的呢?周新民告诉记者,安装在直升机顶部固定桨叶的主桨毂,正是直升机升力系统的核心部件,直径不到一米的桨毂,却由大大小小几百个零件组成,而每个零件无论加工尺寸还是安装位置,对精度的要求都非常苛刻。

  “这个精度要求是很高的,(正负误差)就是0.02毫米。”

  正负误差不超过0.02毫米,只相当于人头发丝四分之一的粗细,如此精细的零件,才能保证巨大的桨叶在飞行中保持高度的稳定性,而一架直升飞机上的零部件总数有好几千个,如何保证所有零部件的质量和精度呢?在昌飞集团的数控生产车间记者发现,每台机床前都有一套条码扫描设备,周新民告诉记者,这是昌飞集团的又一项创新-----“条码管理”。

  “条码枪一扫,零部件的信息就全部录入了,我们有个中央监控室,可以监控所有零件的进展情况。”

  从毛坯件加工开始,每个零部件的信息都会直接传送到中央监控室,而它所经过的每一道工序,都会被电脑记录在案,只要输入该零部件的条码,有关它的详细信息就会显示出来,昌飞集团董事长王斌告诉记者,目前直8和直11直升机的制造,都已实现了数字化,而在整个昌飞集团,数字化设计、生产和管理也渗透到了各个领域,数字化技术的应用,也加快了升级换代的速度。

  “这是我们和这个美国希克斯基合资生产的一个一吨级的民用直升机。我们这个公司将来的直升机呢,会形成一个系列化的这么一个产品。”

  中国教练机飞出国门

  刚才,我们在昌河飞机工业集团体验了国产的直升飞机,下面我要给大家看的是两架特殊的教练飞机,这两个模型分别是洪都航空工业集团生产的K8型和L15型教练机,用通俗的话来说,教练机就是为了培养飞行员所使用的飞机,你可别小看了这两种教练机,它们不但具备了几乎所有战斗机的基本性能,而且比战斗机还要坚固耐用,使用寿命是战斗机的好几倍,最新的消息的说,K8教练机已经飞出了国门,出口到了九个国家。

  记者:“我现在是在洪都航空工业集团的试飞场,我所坐的这架飞机是K8教练机,它是专门用于培养飞行员的,第一次坐在这个飞机驾驶舱,心情还是有点激动。但是根据航空的有关规定,我这样的人由于没有经过专业的训练是不可能飞上天的,但是我今天还是想体验一下驾驶飞机的这种感觉,所以我们就请到了空军大校,K8飞机的首席试飞员杨耀先生。”

  “这个是操纵杆,这个是它的一个驾驶杆,主要是操纵我的飞机的升降落。”

  听着试飞员的介绍,再看着面前一排排仪表和各种操纵按钮,第一次坐进飞机驾驶舱的记者确实有些犯晕,而杨耀对每个仪表和按钮的功能却如数家珍,作为K8教练机的首飞试飞员,杨耀对这架飞机也有着深厚的感情。

  杨耀:“它有很多方面的第一,第一个它是我们国家跟国外第一次合作生产的飞机;第二个就是我们国家第一个按照美军标的米尔规范,从设计到试制一直到试飞。”

  1999年,杨耀驾驶K8飞机,参加了世界三大航空展之一的第43届巴黎航展,这也是中国制造的飞机在国际航展上首次以飞行表演的形式亮相,虽然时隔近十年,但回忆起这段经历,杨耀仍掩饰不住内心的自豪。

  “当时在巴黎航展上,一鸣惊人,因为中国飞机从来没在那个航展上飞过,然后一飞以后呢,就飞了几个相当漂亮的动作,其中包括这个尾冲的动作。”

  杨耀所说的“尾冲”,是一种高难度的飞行动作,这一动作对飞机的气动外形要求极高,以往只有前苏联的米格战斗机等少数机型可以完成,而中国的K8教练机在巴黎航展上首次飞行表演,便轻松完成了“尾冲”等一系列高难度动作,这是所有国外同行都没有想到的。

  “所以人家在那个航展以后,对于中国的飞机就有一种刮目相看的感觉。”

  记者:“K8教练机在第43届巴黎航展上的精彩亮相,不仅吸引了众多国外同行的目光,也开启了通往国际市场的大门,然而,要在强手如林的国际教练机市场中分一杯羹,难度可想而知。”

  中国工程院院士石屏:“当时就提出来,要参加竞争,参加国际竞争。”

  石屏,中国工程院院士,曾先后参加初教6、强5、K8和JL8等飞机的设计研制工作,作为K8教练机的总设计师,石屏见证了当年出口埃及的整个谈判过程。

  “捷克、意大利,这都是老牌的教练机生产国。”

  面对强有力的竞争对手,中国的K8唯一能做的就是:让事实说话。石屏告诉记者,衡量飞机可靠性的一个重要指标,就是飞机的“平均故障间隔飞行时间”,间隔时间越长,飞机的可靠性越强,以往国内普通飞机的平均故障间隔飞行时间只有2-3个小时,国外飞机约为7-8个小时,而K8飞机却达到了14个小时,作为K8教练机首席试飞员的杨耀,也再次驾驶K8教练机出使埃及,与国外的竞争对手进行了一次面对面的“较量”。

  “我们跟意大利的飞机,德国的飞机,它都就竞标的时候,它就做评估飞行。”

  “当时埃及空军派了四名非常有经验的战斗机飞行员,来参加我们三种飞机的评估。”

  “三个飞机都飞行,都来飞这个指标,那我们比他们好。”

  “最后我们战胜了那两个,然后赢得了这个合同,而且这个合同也创造了我们国家好几个第一。”

  1999年12月,中国与埃及签订了由中方出口设备、材料和技术服务,在埃及生产80架K8E教练机、价值3.45亿美元的合同,开创了我国出口飞机生产线和飞机设计制造技术的历史,截至目前,K8教练机已出口到到埃及、巴基斯坦等9个国家,总数超过260架。

  记者:“刚才我们看到的K8教练机是一款基础教练机,接下来我要带大家看的是一款高级教练机——L15,它还有一个非常好听的名字叫“猎鹰”,从我这个位置看过去,猎鹰教练机跟K8相比,它的体型要大出很多,而且外型也变得更加漂亮,那么L15教练机究竟有哪些先进的性能呢?我们还是请他的首飞试飞员杨耀告诉我们。”

  杨耀:“这个猎鹰L15这个高级教练机,它是完全按照第三代战斗机的指导思想来设计的。”

  杨耀告诉记者,在L15教练机上,一共配有4套电传操纵系统,即使有三套出现故障,还有一套可以使用,除此之外,还有两套模拟操作系统,这么多的操纵系统同时装备在一架飞机上,在国内外都是少有的。

  听完了杨耀的介绍,我迫不及待的想体验一下L15的突出的性能,于是跟随杨耀来到L15教练机的模拟驾驶舱,过了一次飞行员的瘾。

  记者:“在试飞员杨耀的指挥下,刚才我在L15教练机的模拟舱里过了一把飞行的瘾,虽然最后着陆的时候有点偏离了跑道,但总算是安全着陆了,看来外行就是外行,那么L15教练机究竟有哪些过人之处呢?我们还得请专家来给我们揭秘,现在我们就去找一位专家,他就是L15的总设计师,也是洪都航空集团的飞机设计研究所的所长——张弘。”

  经过一道道的关卡的身份验证,在洪都集团飞机设计研究所的中心数字机房里,记者见到了L15教练机的型号总工张弘,他告诉记者,与传统的飞机设计制造从二维图纸、木制模具开始不同,L15教练机的设计生产过程完全实现了数字化,从机身到零件都采用了三维设计定型,不但在工艺上更为精准,还大大减少了零件的数量。

  “L15飞机从结构重量上来讲,它是K8飞机的一倍还要多,翻一倍还要多,但零件数量还要少,整体零件数量还要少,它的数量,K8是1万多个,L15是9千多个。”

  张弘告诉记者,全数字化的设计和加工,使得LI5的研制周期只用了21个月,与传统方法相比缩短了一年半时间,而更重要的是,作为一架双发动机超音速高级教练机,L15的整体技术已经达到甚至超过了国外的同类型高级教练机。

  中国工业制造水平的整体提升推动了我国航空工业

  看完了飞机制造背后的秘密,相信大家对于中国的飞机制造水平,有了一个直观的了解,但今天带大家体验的这四种飞机只是中国航空工业的一小部分。目前,我国自行设计制造的飞机,还有TF-6超音速教练机(沈阳)、农5农林专用机(南昌)、蜻蜓系列轻型飞机(石家庄)、西安飞机工业公司研制的运7、运8飞机、上海航空工业公司研制的运10飞机、哈尔滨飞机制造公司研制的运11、运12系列运输机等等。而我国的飞机制造工业也形成了北有哈飞、沈飞、石家庄,东有上海,南有洪都、昌河,西有西飞、成飞的完整格局。中国航空工业的版图未来还在那些方面进行扩展呢?我们来看一份更新的蓝图。

  中航二集团副总工程师、昌飞集团董事长王斌:“融入到国际的航空工业里面就有两个途径,一个途径就是以我为主,另外一个途径是我们积极的参与,全球其他航空工业,其他企业的这个零部件的制造,我们和他们共担风险,共同投资来开发新的航空民用产品。”

  石屏:“出口的国家有斯里兰卡、缅甸、巴基斯坦、埃及、纳米比亚、赞比亚、加纳。”

  王斌:“我们的本部,景德镇和意大利阿古斯特公司联合组建的合资公司来生产CA109直升机,使它向全球进行销售;另外我们也和美国希克斯基公司,联合搞了这个S300,S333,还有S76,S92这个也是面向全球进行这个市场开发。同时呢,我们自主研发的一些型号,像直11,直8啊,我们也正在广泛地开发全球市场,像东南亚的一些市场,非洲的一些市场,还有这个南美的一些市场。”

  作为集高精尖技术于一身的高科技行业,航空工业可以说是衡量一个国家工业生产制造水平的最高指标。可以说,正是中国工业制造水平的整体提升,才推动了我国航空工业出现了飞跃,不仅能满足国内需求,而且还在世界航空市场的版图上占有了一席之地。

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