直-7

直-7

直-7(中國代號:Z-7,英文:HAMC Z-7)直升機,是20世紀60年代中國航空工業哈爾濱飛機製造廠(簡稱:哈飛,代號:122廠)和中國航空研究院直升機設計所(簡稱:602所)等單位研製的一型單鏇翼帶尾槳式大型運輸直升機。 20世紀60年代,世界上許多國家研製和生產了起飛重量在10噸以上的中、大型運輸直升機,中國在研製輕型和中型直升機產品的同時,也開始研製適應中國南方高溫、西南高原使用條件,能裝載排級部隊的大型直升機。 直-7直升機在設計過程中整機嚴重超重,最終項目下馬、被直-8直升機取代 。

基本信息

發展沿革

研製背景

直-6直升機 直-6直升機

早在20世紀60年代中期,中國在研製輕型直-5和中型直-6直升機的同時,已開始考慮研製大型直升機。由於已試製成功的直-5直升機不能滿足國家各方面需要。1962年,中央軍委葉劍英副主席提出要研製一種能載運一個加強排武裝士兵的大型直升機。1966年秋,中國航空研究院(簡稱:六院)正式行文向第三機械工業部(簡稱:三機部,即:航空工業部)哈爾濱飛機製造廠下達研製直-7大型直升機的任務,要求這種直升機能適應中國南方高溫、西南高原使用條件 。直-7,是雙發渦輪軸發動機,機械驅動式帶尾槳的單鏇翼直升機,採用短翼布局形式,用以固定起落架及儲存燃油,尾槳槳葉和平尾分別置於斜樑上部兩側。機身後段有可收放的跳板式尾大門。

1971年夏,中國中共中央下達了718工程的計畫,中國準備研製發射洲際彈道飛彈。但是洲際飛彈發射試驗需要在彈頭濺落海域進行觀測、打撈。因此護航、打撈艦船及直升機均要中國自己建造。當時的形勢是"彈等艦、艦等機",即飛彈研製進度有保證,就等著相關艦船,而艦船方面也沒問題,就等著配套大型艦載打撈直升機 。因此直-7作為候選機型,提上了加快研製的日程。

研製歷程

直-7設計方案圖 直-7設計方案圖
直-7風洞試驗1 直-7風洞試驗1

1967年5月,122廠組成直-7機方案論證組,通過調研提出直-7戰術技術指標為:載重4,500千克,航程600千米,在3,000米高原、溫度30℃條件下可以有效懸停。1968年4月,122廠將研製直-7的方案轉給在哈爾濱成立的六院604所(602所前身)。此後604所在120廠、331廠協助下對直-7方案進一步論證,並於1969年9月提出起飛總重為22,600千克的方案。鑒於發動機新研製或改型周期太長,於是決定直-7發動機採用兩台792甲(渦軸-5A)發動機的過渡方案,採用6片鏇翼;除重新設計槳轂和減速器外,其他儘量採用直-5和直-6的零部件,起飛總重下降到14,400千克。根據這個方案,直-7機是以運輸為主要任務,可載運35名旅客或3,500千克貨物,在懸停狀態下可吊2,000千克重量,貨艙可駛入一輛北京吉普車;最大速度240千米/小時,最大航程350千米,實用升限6,000米。該方案於1970年3月20日獲得批准 。

發動機過渡方案批准後,研製工作全面鋪開,由602所負責全機設計,提供整套圖樣和相應的技術檔案。608所負責發動機、減速器和傳動系統的設計及試驗。630所承擔機體結構、系統件生產、總裝和試飛。573廠承擔主尾槳轂和自動傾斜器的生產。574廠和621所承擔發動機、主減速器生產。

在風洞試驗中的直-7模型 在風洞試驗中的直-7模型

1970年末,直-7研製任務列為全國重點工程之一。為加速直-7研製,對零部件進行大擴散、大協作。計畫擬用直-7機作為艦載直升機的試驗機,並做了水槽水動模型試驗,到1971年9月,直-7改艦載的工作停止,繼續作為普通直升機研製 。1975年5月,直-7零部件加工完成了97%,並已裝配成兩架機體,配套生產的成品已到貨90%。1979年,直-7直升機完成了全機靜力試驗,並進行了其他十多項試驗 。

1976年,中央軍委常規裝備發展領導小組又發文,明確要求直-7於1980年前後定型生產,裝備部隊。從1976年2月起,將研製直-7的重點從中國飛行試驗研究院(即630所)、573廠轉至景德鎮的中國直升飛機設計研究所(即602所)和景德鎮直升機廠(代號:372廠,即昌河飛機製造廠) 。

直-7靜力載入試驗 直-7靜力載入試驗

1977年3月開始,602所對所有直-7零部件的設計、工藝檔案等進行了大複查。1979年,602所完成了全機靜力試驗,還做了其他一些試驗,主要有主減速器及傳動系統循環功率試驗、滑油系統模擬試驗、液壓系統模擬試驗、全機電網原理試驗、全機天線布置模擬試驗、機身吹風、鏇翼槳葉疲勞試驗、尾槳共振試驗、自動傾斜器適用性試驗、起落架落震及剛度阻尼試驗等。792甲發動機也完成了各部件試驗和整機長期試車考驗 。

1979年6月28日,總參謀部和國務院國防工辦行文,決定取消直-7等機型的研製任務。接著三機部對終止研製的直-7零部件、材料、成品、工藝裝備等做出處理。原因是由於國家財力有限,不可能同時投資研製兩種重型直升機,為了全力確保由372廠承擔的仿製法國“超黃蜂”直升機(即直-8)項目,直-7直升機只得為直-8讓路,宣告了直-7重型直升機的夭折 。至此,長達10餘年的直-7研製僅生產了兩架原型機就下馬了 。

技術特點

氣動機艙

直-7直升機三視圖 直-7直升機三視圖

直-7為採用短翼布局形式的單鏇翼帶尾槳直升機;機身為變截面、全金屬半硬殼式鉚接結構。機身前艙上部為駕駛艙,下部為特設艙。機身中段為客貨艙,全長7.83米,內部最大高度1.95米,最大寬度2.1米,客貨艙中段地板處開有0.8米×1米的救生艙口。機身後段有一個3.2米×1.9米的大開口,裝有液壓操縱的尾艙門,尾艙門打開時可作為進出貨艙的跳板。機身兩側採用短翼布局形式,用以固定起落架及儲存燃油,水平安定面置於斜梁頂端。

直-7重型直升機的起降裝置由不可收放前三點支柱式起落架及尾撐組成,主起落架兩側各裝有兩個帶有剎車裝置的機輪,前起落架裝兩個不帶剎車裝置的機輪,尾撐為構架式,由緩衝器、斜撐桿和支座等組成, 尾撐在裝卸車輛時可以摺疊 。

動力裝置

直-7試製歷史圖片 直-7試製歷史圖片

直-7動力裝置為兩台渦軸-5A(又稱792甲自由渦輪發動機)渦 軸發動機 ,功率2,200馬力,額定功率1,860馬力。兩台發動機功率通過主減速器並車後由傳動系統傳給鏇翼、尾槳、冷卻風扇 。

鏇翼系統

試製直-7 試製直-7

直-7重型直升機的鏇翼系統由6片金屬槳葉和槳轂組成,槳葉平面形狀為矩形,槳葉翼型為NACA230族,弦長0.52米,轉速為192轉/分。槳葉大梁採用擠壓的LDCS鋁合金空心型材經銑切加工而成,大梁後部膠接有21塊互相獨立的後段件。為改善直-7性能,增加鏇翼壽命,研製加大弦長至0.6米的新鏇翼系統。尾槳採用推力式,共有5片J-6A玻璃鋼槳葉,翼型為NACA00族,轉速為1076轉/分,飛行時駕駛員用腳蹬可實現變距 。

作業系統

轉運直-7機體 轉運直-7機體

直-7重型直升機的操縱系統為複式、雙人駕駛體制。手操縱系統由互相聯動的駕駛桿,彼此相互獨立的縱、橫向操縱線系,助力器,載入機構以及自動傾斜器組成。兩個互相聯動的總距桿分別位於正、副駕駛員左側,兩個互相聯動的腳蹬通過尾槳操縱線系控制尾槳槳距角的大小,用以保持或改變飛行航向。液壓系統為複式,主、副兩個系統的油泵均安裝在主減速器傳動裝置殼體上,主要附屬檔案則安裝在減速器艙中。液壓系統工作壓力為120~150千克力/厘米2,採用10號液壓油。冷氣系統有兩個容積4 .8升的冷氣瓶,壓力為50千克力/厘米2,其作用是操縱機輪剎車和收放客貨艙門,由AK-50空氣泵供氣 。

電源航電

直-7計算機模擬圖 直-7計算機模擬圖

直-7重型直升機的主電源由兩台QF-6起動發電機供給28.5伏、功率為2×6千瓦直流電。備用電源為兩個12-HK-28蓄電池,額定電壓24伏,容量2×28安時。駕駛艙內可安裝3個可拆卸的氧氣瓶組,分別供給正、副駕駛員和領航員或空中機械師使用。還可在客艙內加裝同樣的氧氣設備。主要無線電設備有超短波電台CT-1、無線電高度表WG-4、機內通話器JT-5甲、無線電羅盤WL-5,並新研製了都卜勒雷達及顯示系統 。

性能參數

直-7直升機參考數據:

乘員 機組2名,載員35名
鏇翼直徑 21.3米
鏇翼漿盤面積 356.3平方米
尾槳直徑 3.82米
機長 25.31米(鏇翼和尾槳鏇轉時)
機高 7.03米
機身寬 5.19米(帶短翼)
貨艙長 7.93米
貨艙寬 2.1米
貨艙高 1.95米
最大起飛重量 14,400千克
空機重量 8,730千克
最大有效載重 5,670千克
燃油重量 1,830千克
動力裝置 2台渦軸-5甲渦輪軸發動機(792甲發動機), 單台額定功率1,860馬力,單台最大功率2,200馬力
海平面最大前飛速度 250千米/小時
巡航速度 234千米小/時(飛行高度1,000米)
海平面最大爬升率 7米/秒
實用升限 6,780米
懸停升限 3,100米(有地效),1,000米(無地效)
最大航程 310千米(余油5%,載油830千克),600千米(油箱滿油)

總體評價

被閒置的直-7機身 被閒置的直-7機身

直-7直升機的研製是在中國直升機強度規範、飛行品質規範尚未完善,直升機設計理論和計算方法尚未通過驗證的情況下開展的。為探索自行設計直升機的路子,直-7直升機在總體布局、氣動及強度等設計中主要採取了借鑑國際同類直升機布局、在氣動強度等力量計算方面選取偏保守的參數、儘量沿用直-5和直-6的成熟技術等措施,保證研製順利展開。但上述措施也嚴重影響了直-7直升機的先進性和實用性,導致了直-7結構強度過大,結構超重嚴重,降低了飛機的性能 。

儘管直-7項目下馬,但直-7研製的許多成果為後來成功研製出的直-8重型直升機打下了基礎,也填補了中國未研製過重型直升機(10噸級)的空白 。

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