延安二號

延安二號

延安二號,是我國第一架自行設計並初步試飛成功的輕型直升機。該機由南京航空航天大學、西北工業大學和湖江機器廠共同研製完成。該機體積小,操縱簡便可靠,振動較小,艙內噪音低,飛行穩定性和操縱性好。 該機1959年初步研製,後任務下馬。1965年重新啟動正式研製。幾經波折,1975年9月首飛,沒有定型生產 。

基本信息

概況

延安二號 延安二號

延安二號,是我國第一架自行設計並初步試飛成功的輕型直升機。該機由南京航空航天大學、西北工業大學和湖江機器廠共同研製完成。該機體積小,操縱簡便可靠,振動較小,艙內噪音低,飛行穩定性和操縱性好。1975年9月首飛,沒有定型生產。

該機是根據部隊提出的要求進行設計的,與其他直升機研製不同的是:“延安二號”直升機是由高等院校承擔設計、試製任務的唯一的直升機產品,該機件始由西北工業大學承擔研製任務(故被命名為“延安二號”),後又隨著高校專業的調整(直升機專業從西北工大調整集中到南航),“延安二號”的研製又轉到南京航空學院(現稱:南京航空航天大學)負責,湖江機器廠也參加了研製工作。“延安二號”從 1965年開始設計,1967年完成全機靜力試驗,1975年9月4日首次試飛成功。

研發歷史

偶得機密

延安2號試飛檔案 延安2號試飛檔案

據收藏者王世清先生介紹,前幾日他在南藝后街閒逛時,無意中發現了一套和飛機有關的資料。這套資料里有很多關於新中國早期飛機製造的內容,但有一沓資料都是關於一架名叫“延安二號”的直升機的,裡面有1959年的“延安二號試飛檔案”、1969年的“教學人員實習記錄本”、1973年的“延安二號萬向接頭軸疲勞試驗報告”、1975年的“延安二號試飛空測記錄照片”等,另外還有一本當年研製過程中的工作照。

這些資料上大多是一些專業術語,外行基本看不懂,但憑著多年的收藏經驗和對飛機的愛好,王世清決定將這批資料買下來。買回來後,他又趕緊上網搜尋關於“延安二號”的資料,這一查發現,原來“延安二號”竟然是我國第一架自行設計並初步試飛成功的輕型直升機,在直升機研究史上有著重要的地位。

只是奇怪的是,網上的資料都顯示,這架飛機是從1965年才開始研製,到1975年研製成功,為何自己買的資料裡面會出現1959年的關於“延安二號”的資料呢?

哪年問世

1959年就有,不過那架不能飛

記者和王世清先生來到南京航空航天大學的航空館內,看到了這架傳說中的“延安二號”。

這架飛機表面紅黃白相間,在館內大多數為銀白色的飛機中顯得格外顯眼。不過這架飛機不大,在眾飛機中顯得比較“嬌小”,個頭也不高,只有2米多,和周圍的其他飛機比較起來,宛如一個“小家碧玉”。但就是這樣一架飛機,在中國直升機研究史上,卻有著舉足輕重的地位。

在南京航空航天大學,記者還找到了當年參與研製“延安二號”的老教授,他的名字叫高正,在我國直升機研究領域赫赫有名。在他的介紹下,記者對“延安二號”的來龍去脈漸漸有了清晰的了解。

關於為何在1959年也出現延安二號的檔案,高正介紹說,1959年的“延安二號”和1965年開始研發的延安二號其實完全不一樣。1958年在“大躍進”浪潮中,西北工業大學研製的“延安一號”飛機試飛成功,於是接著又開始研製“延安二號”。“延安一號”並不是直升機,而是普通的單翼飛機。而此時繼續研製的“延安二號”直升機並未能進行試飛,只是做到地面系留試驗(地面系留試驗就是把飛機用繩索固定在地上,然後啟動飛機,只讓飛機懸空於地面上一小段距離,用來測試飛機的各項性能),而高空飛行就飛不起來。1959年之後因為國家進入困難時期以及技術等原因,“延安二號”研製任務就下馬了。

到1965年,因為邊防軍事需要,輕型直升機的研製任務又被提上日程。當時,我國正經歷困難時期,邊防也不太安寧,特別是西部邊界,邊境線多為大雪山,氣候惡劣,邊防戰士巡防特別困難,如果有戰士生病受傷,都只能靠其他戰士抬著走路下山治療,來回就要好幾天,環境非常惡劣。在這種環境下,國家於是向當時的西北工業大學提出要求研製一種可以供邊防巡邏、偵察、運輸物資的直升機。“延安二號”應運而生。

研製經過

“延安二號”研製過程被迫中斷三次

記者查閱了航空史資料,得知當時對“延安二號”的設計要求主要有:升限5000米,巡航速度180千米/小時,飛行半徑500千米,乘員共兩名,其中駕駛員1名,偵察員1名,每名乘員的額定重量為100千克。雖然目標明確,但“延安二號”的研製過程卻一波三折。

在研究剛開始沒多久,“文革”也來了,工程很快被耽擱,直到1967年,在“抓革命、促生產”、“複課鬧革命”的號召下,研製工作才得以恢復。不過好景不長,到1969年研製工作不得不再次中斷。過了一年,研製工作才又得以進行。 1970年末,西北工業大學的直升機設計專業奉命遷併到南京航空學院(即南京航空航天大學),“延安二號”的研製工作隨之帶到南京,搬遷工作再次使研製中斷。“延安二號”研製過程共被迫中斷了三次。

除了這些環境動盪因素,當時的技術也面臨很大困難,既沒有任何外來的技術支持,又缺乏實戰經驗,一切都得靠自己在實踐中摸爬滾打。

當時,中國也有仿製的蘇聯直升機,但其噸位在7噸以上,只能作為原理上的參考,而“延安二號”是1噸級的輕型直升機,其原理就無法照抄。另外,直升機和平常滑跑起落的飛機不同,它能直上直下地飛行,又能前後左右飛行,其製造技術要比平常飛機難多了。世界上直升機比飛機晚出現幾十年,就是因為直升機的技術難度要比飛機高很多。

直升機是通過頂上的槳葉旋轉上天,槳葉在旋轉時,轉到每個角度所受的力都不一樣,順風方向的、逆風方向的,所在角度不同,受到的力就不同,同時飛機本身還要升高、前進等等。在這樣一個受力不規則的條件下,怎樣保持飛機的平衡,是一個非常難克服的問題。同時,直升機飛行時,除了發動機、減速器、傳動軸,還有頂上的槳葉和尾槳都在轉動,這就導致直升機的振動很大。所以在研製時,必須要解決振動問題。

事故犧牲

一位技術人員因地面共振事故犧牲

據資料記載,“延安二號”在進行系留試車試驗時曾發生“地面共振”事故,一位技術人員被槳葉打中,死時年僅33歲。

地面共振是長期困擾直升機設計師的一個難題。中學物理課上,老師可能會講到這樣一個故事:有一隊士兵步伐一致地過橋,因為共振問題而導致橋塌,所有人都掉進了河裡。直升機中的“地面共振”和這個例子中的共振也一樣,共振輕則導致某一機體損壞,重則機毀人亡。而“延安二號”的這起死亡事故就是因為地面共振導致的。

專家介紹,為了避免地面共振,就要對飛機進行反覆測試。在進行各項試驗時,開飛機的都是設計人員自己,但高空試飛就必須由專門的飛行員來操控了,因為設計人員沒有飛行執照。

在測試前,工作人員會事先在飛機需要測振的地方貼上感測儀,然後開動飛機進行試驗,測出數據後要對數據進行計算分析,看其振動數據是否在安全範圍內,如果超出範圍就要對飛機相應部位進行修改。在王世清收集的資料里,就有一本當年對“延安二號”進行測振的數據圖。從記錄來看,這些數據基本上每隔幾天就記錄一次。

因為當時人們對地面共振的認識不足,我國還是第一次對地面共振問題真刀實槍地乾,所以導致了事故發生。事故發生後,所有的研製人員都非常難受,畢竟一個年紀輕輕的技術骨幹就這么沒了。不過很快,大家從悲痛的情緒中走出來,決定一定要克服技術難題,開始夜以繼日地進行分析計算和試驗。當時還沒有計算的電腦,一切都是靠手工計算。在大家的努力下,終於攻克了這一難題。

試飛成功

延安2號地面測試 延安2號地面測試

1975年在南京東山機場試飛成功

1970年,“延安二號”直升機研製項目遷轉到南航。

“延安二號”直升機的所有零部件,包括槳葉、尾槳、發動機等,都是我國自行設計製造的,並率先在國內使用了複合材料。複合材料有以下幾個好處,首先它是非金屬,不導電,遇到雷電天氣就可避免被電到的危險;其次,複合材料不容易疲勞,金屬材料會有疲勞度,像鋼絲這樣的材料,經過多次彎折後就會斷裂,而複合材料不會出現這樣的問題;此外複合材料可模壓成型,只要模具做好,在流水線上生產的零件精度就是相同的。“延安二號”研製成功,複合材料功不可沒。

延安2號離地升空 延安2號離地升空

1975年,“延安二號”被運往南京東山機場進行試飛,並且試飛成功,各項指標功能正常。1978年,“延安二號”的研製被授予“全國科學大會獎”。

當時,“延安二號”總共設計了3架,一架用於了“靜力實驗”,一架陳列在南航航空館,還有一架就在南航的直升機研究所實驗室里,已改造為教學試驗設備供學生用。

“延安二號”的設計成功,開創了我國自行研製直升機的先河,鍛鍊了直升機研究隊伍,給中國的直升機研究事業增添了一抹亮麗的色彩。

特點

延安2號空中懸停 延安2號空中懸停

“延安二號”的特點是操縱簡便可靠,振動小,噪音低,飛行的穩定性和操縱性能好。“延安二號”的研製,走完了方案論證、設計、製造、試驗、試飛的研製過程。並突破了一些關鍵技術。作為60年代的產品,它在設計中儘量採用當時的各種先進技術,如機身座艙、艙門及過渡段蒙皮均為複合材料結構,平尾及尾獎也採用了複合材料。後又將金屬槳葉改為複合材料獎葉。特別是“延安二號”在旋翼獎葉固有特性測量和槳葉耦合振動的設計方面達到了較高的水平。

延安2號採用單槳帶尾槳式布局,機身前部為駕駛艙、乘員艙,中部為發動機減速器艙,其下方立放1台活塞6丙型發動機,上方為主減速器以及旋翼系統。尾斜樑上端安裝尾減速器以及雙葉尾槳。機身前部是半硬殼鉚接結構,正前面安裝有機玻璃罩,機身中部主要承力件是鋼管結構,上接旋翼、主減速器,前接機身前部,後接尾梁,兩側連線前三點式主起落架。旋翼系統為鉸接式,主旋翼有3片矩形鋁合金絞結槳葉,槳葉弦長為256毫米。1978年研製成功尖削比為1.2的梯形複合材料槳葉,具有更好的起動性能和耐疲勞特性。尾槳採用2片蹺蹺板式的半剛性槳葉,主要承力件為扁形的厚鋁管梁。動力裝置為活塞6丙型發動機,起飛功率為270馬力,額定功率260馬力,耗油率225-227克/馬力.小時,帶有冷卻風扇和廢氣渦輪增壓器。

延安2號體積小,操縱簡便可靠,振動較小,而且座艙內噪聲低,乘員間可以直接交談,飛行穩定性和操縱性良好。該機在設計時就考慮儘量採用當時的先進技術,因此機身座艙、艙門以及過渡段蒙皮均採用複合材料,20世紀己70年代後期,又把金屬槳葉更換為複合材料槳葉,大大提高了其飛行性能。該機在旋翼槳葉固有特性測量和槳葉耦合振動的設計方面達到了較高的水平。

用途

延安2號進場 延安2號進場

“延安二號”可用來執行偵察、巡邏和通信聯絡等任務。應該說,“延安二號”直升機的研製成功為全面提高我國直升機研製水平起了積極推進作用。

延安二號直升機可以執行偵察、巡邏和通訊聯絡等任務。1984年前後,水利電力部曾幾次派人了解延安2號的情況並試圖訂購,但遺憾的是該機沒有定型生產。不過,延安2號的研製對全面提高我國直升機研製水平起到了積極的推進作用。

性能參數

延安2號在南航1 延安2號在南航1

機長:8米

機高:2.56米

旋翼直徑:10米

最大起飛重量:1155千克

最大速度:190千米/小時

最大航程:230千米

發動機:1台活塞-6丙

延安2號在南航2 延安2號在南航2

發動機的最大持續功率260馬力

槳葉寬度0.256米

槳葉實度0.0489

槳葉扭度-5度

製造單位:南京航空航天大學

西北工業大學

湖江機器廠

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