中國四代直升機(jī)研制進(jìn)入無軸承旋翼技術(shù)攻堅(jiān)階段

（來源：中國航空報）

無軸承旋翼是第四代直升機(jī)的重要標(biāo)志之一，代表了先進(jìn)直升機(jī)旋翼技術(shù)的發(fā)展方向之一。“十一五”期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)開展了無軸承旋翼技術(shù)基礎(chǔ)層面的研究，以及一些典型件的試驗(yàn)和驗(yàn)證。

無軸承旋翼是第四代直升機(jī)的重要標(biāo)志之一，代表了先進(jìn)直升機(jī)旋翼技術(shù)的發(fā)展方向之一。它采用復(fù)合材料柔性梁元件的彈性變形代替復(fù)雜的傳統(tǒng)3個鉸的功能，實(shí)現(xiàn)槳葉的揮舞、擺振和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動，具有結(jié)構(gòu)簡單、零件數(shù)目少、重量輕、可靠性高等特點(diǎn)，尤其具有優(yōu)良的操縱功效和機(jī)動性能。在國際上，無軸承旋翼技術(shù)在1990年代就進(jìn)入了發(fā)展的黃金時期，美國、德國、俄羅斯等國家都成功運(yùn)用了此項(xiàng)技術(shù)，并在直升機(jī)上采用了無軸承旋翼結(jié)構(gòu)，如EC135、MD900、OH-1、BELL430、RAH66、AH-1Z、ANSAT等。

目前我國直升機(jī)大都是鉸接式旋翼或球柔性旋翼。1990年代中期，中航工業(yè)直升機(jī)所開始了對無軸承旋翼的探索。“國外的直升機(jī)，只要看到旋翼，就知道是哪家公司的。而我們的直升機(jī)缺乏這樣的特色和辨識度。我們研究無軸承直升機(jī)，一方面是提升技術(shù)，融會貫通，更重要的是要創(chuàng)建自己的品牌。”直升機(jī)所旋翼技術(shù)專家胡和平說。

“三步”形成研制能力

2013年4月，直升機(jī)所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)順利通過全尺寸無軸承旋翼原型樣機(jī)的詳細(xì)設(shè)計評審，標(biāo)志著無軸承旋翼技術(shù)的成功應(yīng)用進(jìn)入了最后的攻堅(jiān)階段。目前，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行全面的飛行試驗(yàn)驗(yàn)證，為后續(xù)型號應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

胡和平已與無軸承旋翼相伴近20年，回憶過往的研制究經(jīng)歷，他的感覺是舉步維艱。從技術(shù)基礎(chǔ)研究、立項(xiàng)論證，到地面部件和裝機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證、飛行試驗(yàn)，其難度不亞于一個型號研制。無軸承旋翼技術(shù)含量高，在結(jié)構(gòu)大大簡化的同時，卻使得支撐旋翼設(shè)計的氣動和動力學(xué)分析變得異常復(fù)雜。鑒于研制經(jīng)費(fèi)和技術(shù)難度，直升機(jī)所采取“總體規(guī)劃、分步實(shí)施”的研究思路，分三步走形成無軸承旋翼研制的工程能力。

新旋翼在立項(xiàng)研究之初，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人就指出，不但要追趕上國際先進(jìn)旋翼技術(shù)，更要立足于具體型號的未來發(fā)展需求，以預(yù)研技術(shù)與型號應(yīng)用無縫銜接為目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)無軸承旋翼技術(shù)在直升機(jī)型號上的成功應(yīng)用。

“剛開始時，也就是‘十五’期間，我們從無承軸尾漿入手開始研究，正好當(dāng)時有對外合作項(xiàng)目，可以讓前沿性的研究與具體的型號結(jié)合起來，一干就是七、八年。”胡和平回憶說，那個階段主要是對無軸承尾槳技術(shù)和無軸承模型旋翼進(jìn)行理論研究，但與無軸承旋翼技術(shù)的真正掌握以至在直升機(jī)型號上的成功應(yīng)用仍然有較大差距，在理論計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝制造、試驗(yàn)技術(shù)上還存在許多未知的難題，每一項(xiàng)都是異常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

“十一五”期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)開展了無軸承旋翼技術(shù)基礎(chǔ)層面的研究，以及一些典型件的試驗(yàn)和驗(yàn)證。“十二五”期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在系統(tǒng)級層次上進(jìn)行無軸承旋翼技術(shù)的地面部件和裝機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證，探索以現(xiàn)有機(jī)型為平臺展開，業(yè)已形成正式的無軸承旋翼原型樣機(jī)三維電子數(shù)字樣機(jī)，進(jìn)入了旋翼原型樣機(jī)的試制與試驗(yàn)階段。

在全尺寸無軸承旋翼研制總體方案論證期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)充分考慮驗(yàn)證平臺直11的未來發(fā)展，瞄準(zhǔn)直11高原型機(jī)的需求制定研制方案，通過此項(xiàng)目研究，探索一條預(yù)先研究與型號研制平滑過渡的技術(shù)路線，保證了項(xiàng)目的順利進(jìn)展。

年輕活躍的預(yù)研團(tuán)隊(duì)

以直升機(jī)所旋翼系統(tǒng)研究室尾漿和旋翼動力學(xué)組為主力，承擔(dān)了無軸承旋翼研究任務(wù)，“那時我是組長，這個團(tuán)隊(duì)匯聚了很多有思想、有個性的年輕人。本來就是創(chuàng)新性的工作，大家時常也會有海闊天空的想法，那種探討問題的氛圍非常濃郁。”胡和平說。

研究所型號任務(wù)非常繁重，從事無軸承旋翼前沿課題研究的人員經(jīng)常接手其他型號科研工作，胡和平戲稱為“游擊隊(duì)打運(yùn)動戰(zhàn)”，為此也想了很多辦法。“對于從事無軸承旋翼研制的設(shè)計員，首先安排上崗培訓(xùn)，詳細(xì)說明項(xiàng)目的研制背景、歷程、困難和存在的技術(shù)問題。”胡和平說，不論是強(qiáng)度還是結(jié)構(gòu)設(shè)計，每個階段的工作完成后，大家會在一起研討工作思路，每個年輕人介紹經(jīng)驗(yàn)和想法，并邀請專家進(jìn)行點(diǎn)評，對工作中出現(xiàn)的問題提出幾種解決方案，由年輕人分別設(shè)計和實(shí)施，從中分析比較，提升能力。

這是研制團(tuán)隊(duì)的發(fā)展思路。根據(jù)實(shí)際情況廣泛吸納年輕人，發(fā)揮他們思想活躍、創(chuàng)新意識濃厚、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的優(yōu)勢，又針對其經(jīng)驗(yàn)不足的共性，安排專業(yè)組長指導(dǎo)、技術(shù)專家把關(guān)。

設(shè)計員熊紹海和陳伏船剛?cè)胨烷_始參與無軸承旋翼的研制，在柔性梁構(gòu)型的選擇和布置中，胡和平指導(dǎo)他們搜集資料并分析解讀，為無軸承旋翼的研制提供了很多有益經(jīng)驗(yàn)。這幾年，“技術(shù)創(chuàng)新沙龍”也是研制團(tuán)隊(duì)探討交流的有效平臺，年輕人在一起碰撞創(chuàng)新火花，先后自主完成了無軸承旋翼氣動、動力學(xué)分析的理論研究、無軸承旋翼的詳細(xì)設(shè)計、旋翼試制以及多項(xiàng)無軸承旋翼的重要試驗(yàn)。

“再苦再難我們都要堅(jiān)持，因?yàn)槲覀兿胍凶约旱臇|西，有自己響當(dāng)當(dāng)?shù)钠放啤?/SPAN>”胡和平對未來充滿自信。