讲武谈兵｜王者之心：国外重型武装直升机动力发展启示录

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讲武谈兵｜王者之心：国外重型武装直升机动力发展启示录

澎湃新闻特约撰稿 黄国志

2017-09-20 19:51 来源：澎湃新闻

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上周日，第四届天津直博会落下帷幕。作为目前世界上参展规模最大以及唯一进行飞行表演的专业直升机博览会，本届直博会依旧亮点纷呈。尤其是在国产专用武装直升机方面，从直-11WB、直-19雷达型到直-10以及AV500W，涵盖了500千克、2吨、4吨和6吨四个级别，展示了中国在武装直升机领域取得的最新成绩。

不过，与当今世界另外两个军事大国——美国和俄罗斯相比，中国在武装直升机方面还存在一个空白，即缺乏最大起飞重量达到10~12吨的重型武装直升机。目前，世界上成功研发重型武装直升机的只有美国和苏联/俄罗斯，前者研制了AH-64“阿帕奇”系列，后者则研制了卡-50/52和米-28两大系列。那么，为何具备研制重型武装直升机能力的国家这么少？作为武装直升机领域内后起之秀的中国，如何研发重型武装直升机？

影响研制重型武装直升机非常关键的因素就是发动机。对于一架固定翼飞机和旋翼机来说，发动机性能的优劣在很大程度上决定了其飞行性能的好坏。事实上，很多固定翼飞机和旋翼机在最初方案时，就是围绕着所选定的发动机主要性能参数来进行的。因此，如果要研制一款性能先进的重型武装直升机，那么先决条件就是已经研发成功或者正在研发满足其使用要求的大功率涡轴发动机。

国外重型武装直升机动力系统的发展特点

美国和苏联/俄罗斯之所以能够在重型武装直升机领域取得傲视其他各国的成就，从根本上来说，与两国从上世纪60年代开始就致力打造起飞功率1500千瓦以上，适合10吨级直升机使用的大功率涡轴发动机这一举措是密不可分。

美国在重型武装直升机使用的大功率涡轴发动机研发方面的代表型号就是T700-GE-701，其基本型和后续改进型装备在AH-64“阿帕奇”系列直升机上。而且，T700-GE-701大功率涡轴发动机家族的各个型号在性能上的提升也是非常明显的，连续功率从基本型的1126千瓦增加到C型的1239千瓦，再到D型的1327千瓦，使得AH-64“阿帕奇”系列重型武装直升机的改进型号在空重和飞行阻力不断增加的情况下，依然保持出色的飞行性能。如果没有这一款性能优异的大功率涡轴发动机提供强有力的动力支持，很难想象AH-64“阿帕奇”能够装备十多个国家，成为世界上最畅销的重型武装直升机。

英国引进的AH-64D直升机使用了本国生产的RTM322发动机。

苏联的做法与美国类似，其最初为米-24武装运输直升机研制了TV3-117大功率涡轴发动机，并以此发展出了装备米-28系列重型武装直升机的TV3-117VM（起飞功率1545千瓦），以及装备卡-50/52重型武装直升机的TV3-117VMA（起飞功率1633千瓦）。

苏联解体后，俄罗斯克里莫夫股份公司与乌克兰进步机器制造设计局合作，在TV3-117VMA基础上继续进行改进，研制成功了新一代VK-2500大功率涡轴发动机。这种发动机装备了最先进的FADEC控制系统，起飞功率大幅提升至1864千瓦，单台应急功率更是高达2013千瓦，寿命延长至6000小时，耗油率降低、可靠性也有增强。也正是因为这种先进的大功率涡轴发动机研制成功，并使得米-28和卡-50/52系列重型武装直升机的飞行性能大幅提升，才最终使得俄罗斯国防部下决心同时装备这两种直升机以代替老旧的米-24系列武装运输直升机。

相比之下，欧洲各国在适合10吨级直升机使用的大功率涡轴发动机研发方面起步太晚。直到1984年，欧洲两大航空发动机企业——英国罗·罗公司和法国透博梅卡公司才着手为7~15吨级的直升机研制RTM322涡轴发动机。历时10年后，RTM322涡轴发动机的初始生产型RTM322-01/8Mk100终于开始交付。此时，如果欧洲国家再想以RTM322涡轴发动机为标准动力装置研发重型武装直升机，显然已经太迟了。

于是，当英国陆军提出装备一型武装直升机时，既没有采购德国和法国联合研制的“虎”式直升机，也没有向欧洲任何一个航空企业提出研制意向，而是从美国引进了AH-64D“长弓阿帕奇”。不过，英国再一次在强烈的自尊心驱使下故伎重演，决定为引进专利技术进行总装生产的AH-64D换装RTM322-01/12 Mk120涡轴发动机。不同于之前的F-4M/K换发事件，此次WAH-64D的换发大获成功， RTM322-01/12 Mk120发动机的总体性能要比原装的T700-GE-701C更为出色，使得AH-64D如虎添翼，尤其是经受住了在阿富汗地区高温、沙尘等严酷环境下的作战考验。

天津直博会上展出的1600千瓦涡轴发动机，在功率上已经达到美国T700-GE-701后期改进型号的水平。

对中国发展重型武装直升机有何启示？

通过美国、苏/俄以及欧洲国家重型武装直升机动力装置的发展经验和教训，我们可以得到几点启示。

首先，重型武装直升机立项研制之前，与其配套的动力装置一定是已经技术成熟、投入量产并根据相应的使用要求进行改进的型号。无论是美国AH-64“阿帕奇”系列直升机，还是苏联/俄罗斯米-28和卡-50/52直升机，其研制和服役时间都比配套动力装置晚10年以上。这就保证了这几种重型武装直升机在研制中不会因为动力装置的技术问题而遭受挫折。反过来，如果是与重型武装直升机几乎同时立项研制配套的动力装置，那么很可能会因为研制风险太大而面临失败或者进度严重拖延的局面。

由于中国航空工业在大功率涡轴发动机方面起步较国外要晚得多，立项研制也只是进入2000年以后的事情，还远未到技术成熟阶段。第四届天津直博会上展出的1600千瓦涡轴发动机表明了中国航发正在做这方面的努力和尝试，但是走完整个工程研发和设计定型阶段并不是一蹴而就的事情。

涡轴-16起飞功率达到1243千瓦，也可以用于重型武装直升机。

目前，中航工业正在研制新一代10吨级通用运输直升机——直-20，与该机配套的国产新型涡轴发动机将来也可以作为新一代重型武装直升机的动力装置。事实上，国外在这方面已经有很多成功的例子。比如，美国AH-64“阿帕奇”重型武装直升机与UH-60“黑鹰”通用运输直升机使用相同的T700-GE-701发动机，俄罗斯米-28和卡-50/52重型武装直升机与米-8/17也装备相同的TV3-117VM发动机。等到直-20批量服役并且证明其配套的动力装置足够出色、可靠，此时再立项研制重型武装直升机，自然就是水到渠成的事情。

不过，在正在举行的第17届北京航展上，重庆天骄航空动力有限公司与乌克兰马达西奇公司的联合参展，笔者看到了国产重型武装直升机动力装置配套的另一种可能性。因为前面笔者提到的俄罗斯与乌克兰联合研制的新一代VK-2500大功率涡轴发动机的批量生产，就是在乌克兰马达西奇公司。根据相关新闻报道介绍，重庆天骄航空动力有限公司与乌克兰马达西奇公司将在中国国内建立合资公司，其业务范围不仅仅局限于TV3-117VMA系列发动机的大修，还将建立发动机制造厂，并且参与中国国内新型直升机和固定翼飞机动力装置的竞标。这就意味着VK-2500大功率涡轴发动机的生产线也很有可能引入到中国国内。如果中航工业经过研究论证后，决定采用VK-2500大功率涡轴发动机作为配套动力装置，那么，国产重型武装直升机的立项研制时间就可以大大提前。