阿舟
1998年12月10日,在俄羅斯柳別爾喬試飛場上,一架新型軍用直升機騰空而起,成功進行了首次試飛,向世界宣告了它的誕生。它就是俄羅斯卡莫夫設計局用了十多年時間研制成功的卡-60。此后,新聞媒體關于它的報道逐漸多起來,隨之也慢慢揭開了它神秘的面紗。
對卡莫夫設計局來說,卡-60是他們敢于挑戰(zhàn)、敢于突破的創(chuàng)新之作。該機不僅填補了前蘇聯(lián)和俄羅斯“半中型”直升機的空白,而且還首次突破了傳統(tǒng)的共軸式雙旋翼直升機的布局,采用了單旋翼帶尾槳布局。更有甚者,該機還結(jié)束了前蘇聯(lián)、俄羅斯不采用涵道尾槳的歷史,首次引入了西方的涵道尾槳技術。
突破與挑戰(zhàn)
“半中型”填補空白
在前蘇聯(lián)和俄羅斯,無論在軍用還是民用領域,都特別需要一種比中型直升機再小一些的“半中型”直升機。所謂“半中型”,就是指起飛重量為6至7噸、有效載重為2.5噸左右的一類直升機。
“半中型”直升機在西方應用十分普遍,例如,美國的S-76、貝爾-412,法國的SA-365直升機等。這些直升機也特別受歡迎,僅貝爾-412,在美國以外的其它國家就專利生產(chǎn)了數(shù)千架。
然而,在80年代的前蘇聯(lián),“半中型”直升機卻后繼乏“機”。在50至60年代,“半中型”直升機還不缺乏,由米里設計局研制的,起飛重量為7噸的米-4就曾獲得廣泛應用。但是,米-4在70年代早就停產(chǎn)了,在軍、民用部門使用多年的米-4也相繼到了壽命。從70年代開始,米-4逐漸退出了“歷史舞臺”,于是,只好使用起飛重量12噸的米-8進行運輸。隨著石油價格的急劇上漲,用米-8進行運輸越來越顯得劃不來,甚至還要虧本。
卡莫夫設計局擁有的直升機,有起飛重量12噸、有效載重5噸的中型直升機,如卡-32,也有起飛重量3.5噸的輕型直升機,如卡-26,但就是沒有“半中型”直升機??蛟O計局認為,“半中型”直升機無論在國內(nèi)還是在國外,無論是在軍用還是在民用領域,都有迫切的需求和廣闊的市場,應該盡早填補這個空白,打入市場。
1982年蘇聯(lián)軍方提出了研制一種起飛重量7噸左右的多用途軍用直升機的要求,以取代米-8所承擔的不合理的運輸任務。并且,要求該機能運送一個全副武裝的步兵班,需要時也能執(zhí)行對地火力支援、偵察等任務。此外,還要求該機可靠性要高,使用費用要低。
對軍方的要求,米里設計局和卡莫夫設計局都提出了自己的方案:米里設計局的方案是單旋翼帶尾槳的米-36,卡莫夫設計局的方案仍采用了共軸式雙旋翼方案,代號為B-60。軍方認為,米-36較重,傾向于采用比它輕的B-60方案,但對其飛行速度較慢又不十分滿意。
單旋翼構(gòu)型突破傳統(tǒng)
研制共軸式雙旋翼直升機是卡莫夫設計局的傳統(tǒng)和特長,然而,該設計局卻作出了富有挑戰(zhàn)性的選擇:決定研制其并不熟悉的單旋翼直升機。這是因為,盡管共軸式雙旋翼直升機有結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,但其飛行速度卻比單旋翼直升機慢。如果要滿足軍方對新直升機提出的速度要求,走單旋翼直升機的路子無疑是明智的。
1984年,卡莫夫設計局總設計師謝爾蓋·維克多維奇·米哈耶夫毅然決定拋棄共軸式雙旋翼的B-60方案,而采用了單旋翼帶尾槳的卡-60方案。這個方案無論在起飛重量上,還是在飛行速度上均能滿足軍方所提出的要求,所以軍方十分滿意。
顯然,這個方案對米哈耶夫來說是一種挑戰(zhàn),從搞了數(shù)十年的共軸式雙旋翼直升機轉(zhuǎn)向搞不熟悉的單旋翼直升機,這不僅需要有創(chuàng)新精神,而且還要有巨大的勇氣。
涵道尾槳,“可以攻玉的它山石”
米哈耶夫不僅采用了單旋翼帶尾槳的直升機,而且還決定采用前蘇聯(lián)從未搞過的涵道尾槳來代替普通的尾槳,顯然,這又是對他的一大挑戰(zhàn)。
涵道尾槳技術,為法國所特有,并為其直升機所普遍采用。與普通尾槳相比,它安全性好,飛行阻力也小,有利于提高直升機的飛行速度。米哈耶夫法國“這塊石頭”,“雕琢”成功了俄羅斯卡-60“這塊玉”,應該說是對俄羅斯直升機事業(yè)的一大貢獻。
設計局的一些技術人員曾經(jīng)這樣問這位總設計師:“您從前總是宣傳共軸式雙旋翼直升機的優(yōu)越性,而現(xiàn)在卻選擇了單旋翼布局,并且還采用了涵道尾槳,這是為什么呢?”
米哈耶夫回答說:“直升機的每種構(gòu)型,都有其值得重視的優(yōu)點,也有其不可忽視的缺點。采用什么構(gòu)型,要根據(jù)具體情況來確定。對卡-60來說,還是單旋翼帶涵道尾槳的構(gòu)型最好,最能發(fā)揮它的長處?!?/p>
設計特點
卡-60直升機裝兩臺雷賓斯克(有資料稱為奈賓斯基)發(fā)動機公司的РД-600В渦輪軸發(fā)動機。每臺額定功率為1100軸馬力(820千瓦),最大功率1300軸馬力(970千瓦),單發(fā)應急功率可達到1550軸馬力(1101千瓦)。這樣大的功率可保證直升機在滿載的情況下,飛行時速達到260公里。大功率還能提高飛行的安全性:如果一臺發(fā)動機發(fā)生故障,另一臺發(fā)動機仍可保證直升機繼續(xù)飛行,直至安全落地。
該發(fā)動機的耗油率極低:在額定功率狀態(tài),其耗油率為200克/軸馬力·小時;在最大功率狀態(tài),其耗油率為210克/軸馬力·小時。
為研制高效率的發(fā)動機,雷賓斯克公司進行了大量試驗,僅投入試驗的發(fā)動機就多達24臺。試驗內(nèi)容無所不包,例如鳥撞試驗、防砂石試驗、抗冰雹試驗、抗子彈穿透試驗等等。這種發(fā)動機在使用中能經(jīng)受彈徑為12.7毫米槍彈的打擊。為在野外惡劣環(huán)境中使用,發(fā)動機裝有防砂塵裝置;為降低被紅外探測器發(fā)現(xiàn)的概率,又裝上了紅外抑制器;為便于維護和在需要時更換部件,發(fā)動機采用了模塊化設計;為提高使用可靠性,還為其裝上了發(fā)動機控制和故障診斷系統(tǒng)。
卡-60旋翼系統(tǒng)采用4片復合材料槳葉,槳尖后掠,槳葉壽命可達到5000小時。旋翼噪聲水平低,可耐受彈徑為23毫米炮彈的打擊。計劃在批生產(chǎn)型直升機上采用5片槳葉旋翼,還可進一步降低噪聲。該機裝涵道尾槳,有11片槳葉。涵道尾槳能避免直升機在起飛、降落和低空飛行時,尾槳與地面障礙物相撞,也可避免在地面開車時對人員的傷害。
卡-60的機體廣泛采用了復合材料,約占整個結(jié)構(gòu)重量的50%。機身蒙皮外表涂有能吸收雷達波的涂層,可大大降低被雷達探測發(fā)現(xiàn)的概率。
機上的雷達、導航設備和夜視系統(tǒng),可保證直升機能在任何氣象條件下晝夜飛行。該機具有的機載激光告警器和紅外干擾機,可有效提高直升機執(zhí)行作戰(zhàn)任務的生存能力。作為火力支援直升機使用時,它可裝兩挺7.62毫米口徑或12.7毫米口徑機槍,機身兩側(cè)各帶一個Б-8В-7型80毫米直徑無制導火箭彈發(fā)射器。作為偵察直升機使用,它能安裝目標截獲系統(tǒng),并與卡-52戰(zhàn)斗直升機配合,編隊飛行共同執(zhí)行任務,以便能將偵察到的目標信息傳輸給卡-52用于作戰(zhàn)。
駕駛艙內(nèi)裝有兩個并排的飛行員座椅:駕駛員在右,副駕駛員兼武器操作員在左。兩名飛行員都有各自獨立的操縱機構(gòu)。該機采用可收放式后三點起落架,但在飛行中通常只把后起落架收入機身,需要時主起落架也可收進機身內(nèi)。起落架裝有吸能性能良好的減震支柱。當直升機在應急情況下以較大的垂直速度著陸時,起落架和座椅可吸收掉大部分撞擊能量,從而保證飛行員的安全。
直升機在墜毀時,駕駛艙和乘員艙的變形也不會危及機上人員的生存,因為在設計時,就采取措施留出了為飛行員和乘員生存所必須的空間。該機裝有抗墜毀油箱,可防止直升機墜毀時失火。機身兩側(cè)都設有專用的應急出口。運送兵員時,駕駛艙后面的貨艙,可載16名全副武裝的士兵,正好是一個步兵班。執(zhí)行貨運任務時,貨艙可載軍用物資2噸。用于機外吊掛作業(yè),吊掛重量為3噸。用于救護,除機上的6副擔架可運載6名傷病員外,還可隨機安排3名醫(yī)務人員。 米哈耶夫曾說:“卡-60稱得上是21世紀的直升機。與世界上同類直升機相比,它毫不遜色?!?/p>
卡-60一開始就是瞄準國際市場而設計的,所以它既符合俄羅斯國內(nèi)的АП-29標準,又符合美國的FAR-29標準,并且能夠滿足國際民航組織規(guī)定的Ⅰ類飛行安全要求??ǎ?0因其銷售價格低廉和使用費用低而具有較強的市場競爭力,它的售價要比美國的S-76便宜20%。俄羅斯軍方用它來代替米-8直升機執(zhí)行運輸任務,其采購費用可減少40%,使用費用可減少60%。
1990年,卡莫夫設計局制作出了卡-60的實體模型。按原計劃,卡-60應該在1993年進行首飛,但由于缺乏經(jīng)費,研制計劃只好暫時擱置,直到1998年12月10日,其第一架原型機才首飛。當月21日,第二架原型機出廠投入試飛。在卡-60研制工作暫時停頓期間,設計局將力量集中在了其民用型卡-62的研制上??ǎ?0改民用型并不困難,因為機體尺寸基本不變,只需拆去軍用設備換裝上乘員座椅即可??ǎ?2可載運16名乘客。
預計,卡-60要到21世紀初才能裝備部隊。
卡-60技術數(shù)據(jù)
旋翼直徑13.5米
全長(旋翼轉(zhuǎn)動)13.6米
機身長13.47米
全高4.2米
機寬(包括垂尾端板)3.1米
(包括主機輪)2.5米
起落架前后輪距4.73米
最大起飛重量6.5噸
最大有效載重(內(nèi)部)2噸 (外部)3噸
最大平飛時速300公里
最大巡航時速260公里
最大爬升率(海平面)11.5米/秒
實用升限5500米
懸停升限(有地效)2900米(無地效)2500米
航程(最大標準油量,2000米高度,無余油)655公里(帶輔助油箱,2000米高度,無余油)1025公里