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淄博柴油机配件-中国自主研制直升机尝试的二十世纪五十年代中国航空哈尔滨东安发动机

来源:应急救援装备网  作者:蓝品汇优采云   2024-04-04 阅读:114

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这是中国尝试自主研制直升机的开始

20世纪50年代末,中华人民共和国航空工业在苏制Mi-4直升机的基础上成功仿制了Z-5直升机。 虽然直到20世纪60年代中期,由于产品质量问题才实现了质量合格的批量生产,但最终奠定了中国自己的直升机工业的基础。 正是因为质量问题,Z-5直升机一经问世就是一个过时的产品(因为Z-5直升机使用落后于时代的活塞发动机,功率低,高原性能差,有效载荷也少)。而且规模较小,投入使用时就已经落后于世界先进水平)。 虽然Z-5直升机用途广泛,除了军事运输外,还可以用于客运、农业、测绘、医疗救援等多个领域。 但其最大起飞重量不足8吨,其运兵车只能搭载11人,只是一个标准的步兵班; 其载货量小于2吨,只能运载一辆轻型吉普车; 它看起来像一只三足猫。 “万物相连”实际上是“万物松散”,其作为空中突击力量的价值十分有限。 因此,中国空军需要一种比直5装备更多、飞得更高、速度更快的新一代直升机。

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航空博物馆内的Z-5武装直升机

1966年7月11日,当时主管航空工业的第三机械工业部(简称:三机部,即航空工业部)授予哈尔滨飞机制造厂(代号:122厂) ,今天)负责Z-5的仿制和生产。 中航工业哈尔滨飞机工业集团有限公司前身)和哈尔滨东安发动机厂(代号:120厂,现中航发展哈尔滨东安发动机有限公司前身)下达新型中型发动机研制任务基于 Z-5 直升机的大小直升机。 。 要求能够搭载20名全副武装的士兵(2个步兵班)或一辆装有无后坐力炮的吉普车加上一个全枪班(5人)和两支基本弹药(约80发); 动力要求符合当时的主流趋势是涡轴发动机,并尽可能使用Z-5直升机的现有部件,以降低开发成本。

接到研制任务后,122厂、120厂立即于1966年9月启动初步论证设计,设计代号为“直5改型”。 122厂设计室提出了采用120厂新设计制造的792涡轴发动机作为动力装置的方案。 内容包括整机配合、打样设计和样机图纸。 原型机的主要任务是在前舱和动力舱。 我们还进行了初步的可行性试验:如模型样机试制、模型吹制、整机静态试验等中航工业哈尔滨东安发动机公司,并于1967年3月完成了1:1演示模型样机的组装。

3月22日,空军司令部派出原型鉴定小组与时任工厂技术总监共同鉴定该计划模型的原型。 他们对方案基本表示肯定,并提出40余条改进建议。 工厂立即采取措施进行改善。

1967年4月17日,122厂将“直五改进”设计方案提交给厂技术文件第(67)85号《直五改进》协调样机审查意见。当年12月底, 122厂设计室下发了“直五改”设计方案的全部图纸和技术文件。

“直五改”新方案送交中央军委。 经毛主席亲自审阅、周总理亲自批示后,经中国人民解放军总参谋部、国防工业办公室、国防科工委正式批准。 1968年正式立项,列入国家规划任务,作为军事装备项目启动。 该项目代号正式命名为“直6”直升机。 当年体制改革期间,航空工业部与航空研究院“分立”。 Z-6直升机的机身设计是由位于江西省景德镇的中国直升机设计院(代号602,即今天的中航工业直升机设计院的前身)进行的。 制造工作将由122厂承担。涡轴5号发动机的设计任务由株洲发动机设计院(代号608所,即今日航空涡轴发动机设计院的前身)承担,制造工作由株洲发动机设计院承担。 120厂。

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我厂厂长绘制的Z-5和Z-6侧面对比图

为了节省成本、加快研制进度,Z-6直升机从8架起直接采用了Z-5直升机的后机身结构(包括尾梁和蛤壳形分体式尾门),内部采用结构也基本相同(仅尾梁末端稍作调整),8架前部的前机身(包括驾驶室和主舱)进行了重新设计。 传动系统中的旋翼、桨毂、自动测斜仪、尾减速器、旋翼制动器等主要起升部件均是Z-5直升机的现成部件,因此项目初期研制进展相对顺利迅速地。 1969年初,122厂生产的第一架Z-6静态试验样机6001号完成。

然而,在1969年2月的静态试验中,6001号飞机未能经受住考验:飞机起落架在未达到标准应力临界值之前就断裂; 此外,飞机机身结构框架、动力舱等主要结构受损。 存在实力不足的问题。 根据测试结果,122厂立即对上述薄弱环节进行了改进。

接下来的一年多时间里,6001号静态试验机于1969年3月完成了10个项目、60个状态的试验。试验结果表明直六机身、控制系统、发动机机架、起落架、水平稳定器、减速器框架等结构件满足静力试验大纲的要求。 随即,122厂开始组装6002号试飞样机进行试飞。 不过,在6002号的组装过程中,122厂并没有闲着,使用了改装的Z-5直升机(安装了Z-6直升机的一些关键部件)。 进行了直六直升机的强度试验、稳定性试验、自转着陆试验等性能试飞。

1969年11月,6002号试飞原型机总装完成。 12月15日,试飞员王培民驾驶6002号飞机成功首飞(地面滑行、悬停、近地飞行)。 1970年1月25日,直六完成全部试飞科目船用柴油机,历时42天,飞行日14个,架次34架次,总飞行时间20小时26分钟。

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我们厂长绘制的 Z-6-6002 原型机和驾驶舱的两张视图

1970年3月,6002号飞机飞往北京,向空军领导汇报并进行演示飞行。 过程还是比较顺利的。 除了轻微震动外,其余表现基本令人满意。 空军随后提出了几项修改方案:舱口强度需要提高。 加强方面,应加高主轴、将机头散热器盖做成流线型、拆除导航舱、将发动机改为0级可调和前4级可调等。

122厂随后邀请有关专家来哈尔滨帮助消除振动问题,并开始组装根据空军领导提出的改装意见改进后的6003号和6004号飞机。

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我厂厂长绘制的改进型Z-6原型机6002号两张图

1970年8月,6003号飞机飞往盛夏如火炉的南京,在大桥场机场进行高温试飞。 试飞结果为:起飞质量8100公斤,可无地效起飞悬停25米以上。 1000米高度水平飞行最大速度为每小时200公里,最小水平飞行速度为每小时70公里。 性能也算令人满意,证明Z-6直升机在高温环境下也能正常使用。 随后,6003号飞机前往兰州榆中机场、青海西宁机场进行高原试飞。 也取得了满意的成绩,证明该机可以在高原地区使用。

但很快,一场事故给直六带来了打击:在成功完成高温高原试飞返回哈尔滨的途中,6003号飞机途经唐山,输油管道在空中突然断裂。 迫降期间,机组人员的旋翼撞上了电线杆。 飞机滚落地面,机上10人全部受伤(经调查,油管破裂的原因是控制油管管壁太薄)。 幸运的是,6003号飞机主体经受住了考验,但旋翼报废,机身结构未受损。 损坏是值得修复的。 不过,这次事故并没有影响直6的研制进度,直6直升机的基本形态就确定了。

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6003号机组试飞画面

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6003号机组悬停试飞画面

与Z-5直升机相比,Z-6直升机最大的变化是配备了基于120厂试制的792涡轴发动机开发的涡轴5涡轴发动机。 发动机功率为1618千瓦(2200马力),比Z-5直升机的活塞7型风冷径向14缸活塞发动机的最大功率1250千瓦有很大提高。

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在布局方面,Z-6放弃了Z-5的发动机在机头的布局。 而是将发动机放置在机身上部的动力舱内(这也是直升机传统的动力布局),克服了Z-6的问题。 5、具有不适合高温、高原使用的缺点,大大拓展了适用环境和范围。 Z-6的仪器相对安全,各系统工作安全可靠,可以适应四种天气条件。 与配备活塞发动机的Z-5相比,Z-6启动快,起飞功率大,外观设计流畅。 它还具有Z-5在机动性和灵活性方面的优点。 试飞证明其噪音和振动十分明显。 小于直-5。

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Z-6直升机正面特写

Z-6直升机的主旋翼由螺旋桨轮毂和四个矩形金属叶片组成。 螺旋桨叶片为全金属粘合结构,螺旋桨叶片通过螺旋桨根部接头与螺旋桨轮毂连接。 旋转方向为仰视左旋。 螺旋桨轮毂为铰接式,将四个叶片连接起来,与主减速器的转子轴构成一个整体。 螺旋桨轮毂配有扑动铰链和带减摩器的摆动铰链。 螺旋桨轮毂上还设有变距铰链和变距摇臂,以改变螺旋桨叶片的安装角度。 尾桨由三个梯形玻璃纤维叶片组成。 它是螺旋桨式尾桨,安装在尾减速器加长轴的法兰上。

Z-6直升机主旋翼特写

Z-6直升机是一种新设计。 机身由前舱、中段、尾梁三个对接部分组成。 它是一种变截面全金属半硬壳式铆接结构。 前舱由起整流作用的前罩、上驾驶舱和下设备舱三部分组成。 驾驶舱设有正副驾驶座椅、双控制系统和全套飞行仪表。 左右两侧均设有紧急情况下可扔掉的滑动驾驶舱门,设备舱内装有电气、无线电等设备。 机身中段是机身的主要部件。 它由2号油箱舱、上部结构舱和尾门组成。 位于机身1至3框之间的2号油箱舱上部,右侧为驾驶舱,左侧为中间设备舱。 货舱位于机身第3至16架,左侧有一个侧舱口。 整个货舱可装载15立方米的货物,或18名伞兵,或9名伤病员。 上部结构舱位于货舱后上部中航工业哈尔滨东安发动机公司,包括1号油箱舱和后设备舱。 尾门左右打开,用于装载重物或运载伤病员。 关闭时,它与机身后部形成完整的空气动力学形状。

尾梁由锥形薄壁尾梁和坡道梁组成。 尾传动轴、中间减速器和尾减速器均安装在尾臂内部。 尾梁后下部安装尾橇,防止着陆时尾桨接触地面。 尾梁两侧安装水平安定面,保证直升机的纵向稳定性,消除自转和下滑时的机头向下力矩。

Z-6直升机的起落架由前起落架、主起落架和尾橇组成。 起落架和尾橇装有单室油气缓冲器。 主轮装有单侧气囊制动装置。 飞机控制系统包括复合手控(纵向控制和侧向控制)、脚控、可由正副驾驶独立控制的俯仰油门控制装置,并配备旋翼制动控制和发动机紧急关闭控制装置。 水平安定面控制与俯仰油门控制相连。

Z-6的外置油箱和主起落架

Z-6直升机配备有两个液压系统:主液压系统和应急液压系统。 一旦主液压系统出现故障,应急液压系统将自动开始工作。 液压系统安装在主减速箱内,由液压油箱、两台齿轮式液压泵、主液压系统和应急液压系统附件安装板、3个液压蓄能瓶、单向阀等组成。该飞机的空调系统专门用于主起落架轮刹车。 为保证直升机在可能结冰区域的正常飞行,该机在旋翼桨叶、尾桨桨叶和座舱风挡上安装了液体防冰装置,在机翼前缘安装了热气防冰装置。发动机进气口。 为了保证发动机的正常启动和无线电设备、仪表设备、电力驱动装置、照明和信号装置的正常工作,飞机配备了一台QF-6A启动发电机和两节12-HK-28电池,提供27伏电压。 直流供电,115V、400Hz交流电源由DBL-750A转换器提供。

Z-6直升机顶部的控制面板

Z-6直升机的仪表系统包括全套导航和驾驶仪表、发动机运行检查仪表、传动系统检查仪表以及指示各系统正常运行的信号指示装置。 无线电设备包括CT-1超短波电台、WL-5自动无线电指南针、WG-2A无线电高度计和TT-5A对讲机(这也是Z-5的全套无线电设备)。 该机还配备可拆卸设备,用于空中、救援、运输和外部起重机运输任务。

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Z-6直升机驾驶舱仪表

在122厂完成了6004号Z-6原型机的组装后。由于当时122厂正忙于Z-5直升机的生产和改造,所以显得非常忙碌。 为避免出现“谁拉死、谁饿死”的情况船舶物资,三机部决定将直六直升机的后续生产转移到昌河飞机制造厂(代号:372厂,现中航工业(AVIC)位于江西省“瓷都”景德镇。 工业昌河飞机工业集团有限公司的前身)。 接到指示后,372厂全力做好技术准备。 从122厂收到全套生产设备和零配件后,于1970年底成功组装了6005号飞机。随后进行了一系列的试飞和性能测试,表明性能指标完全达到要求,并且该机随后转赴北京进行飞行表演并获得高度评价。 情况非常好。

在当时的形势背景下,当地掀起了一场轰轰烈烈的“大航空”运动。 正当372厂准备生产Z-6时,三机部的一份新订单改变了一切。 Z-6的研发定型和生产任务转移到江苏省。 接到订单后,江苏省立即组织全省400多家科研机构和工厂的精锐力量参与Z-6生产协同工作,并将总装工作移交给常州变压器厂。 为了使此前没有直升机生产经验的常州变压器厂能够快速转产,三机部指示122厂派出25人的技术工作组支援常州变压器厂,为常州变压器厂提供全面的技术支持。一套产品图纸、技术条件、说明书和技术手册。 我们将提供5架试生产原材料和部分工艺设备原材料以及3架飞机的备用材料。 技术团队将在常州工作,直到Z-6正式定型投产,然后返回122厂。

经过两年的准备,常州变压器厂于1972年6月利用122厂提供的材料成功组装出第一台6006号样机,并试车成功。 1972年三机部正式下发文件,将Z-6研制定型任务移交给江苏省。

但很快,Z-6项目就遭受了沉重打击。

我厂厂长绘制的6003号Z-6原型机的两张视图

1972年8月7日上午,6002号和6003号原型机从哈尔滨起飞,准备前往江苏与在常州组装成功的6006号原型机会合,然后在南京进行高温试飞,在南京进行高原试飞。甘肃、青海。 然而,当两架飞机编队飞行并于9时32分飞过吉林省公主岭附近的流芳芳公社时,6002号飞机突然失去动力坠落。 以机长付桂发为首的机组人员未能成功营救飞机。 飞机坠毁后起火,机上六人无一生还。 ,造成首例也是唯一一次Z-6直升机的头等舱飞行事故。

经调查,事故是由于发动机内减速轴突然卡住所致。 602所立即针对该问题对直升机发动机进行了11项技术改进,基本解决了减速器轴卡死的隐患。

1973年,根据三机部的最新文件,122厂正式停止了直6直升机的全部研制和生产,全力投入国产直7大型直升机的试制。 原属于122厂的6001号静态试验机和6003号样机于1974年6月无偿移交南京航空学院用于教学和科研。

随着研制工作的进展,直6直升机的一些先天性设计缺陷逐渐暴露出来,该直升机拥有许多继承自直5的关键部件。 最大的问题集中在仅安装一台发动机带来的安全问题。 如果飞行中唯一的发动机出现问题,整架飞机将陷入灾难。 因此,有技术人员建议加装一台发动机。 发动机以提高安全性。 但经过研究发现,增加发动机会破坏整机的重心平衡,影响整机。 如果一步步改变,最终会推翻原来的设计,重新开始。 最好从头开始开发新模型。 因此,双发直6的想法在初步方案尚未形成之前就被“扼杀”在萌芽状态。

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另外,经过与直五对比试飞发现,直六除了在高原、高温环境下的飞行性能有明显提升外,其他方面如飞行速度、升限、航程等方面也有显着提升。 、最大负载等方面较Z-5有所提高。 有限的。 尤其是1972年中国空军从苏联购买了一批米8中型直升机,发现直6整体性能不如前者后,对直6的热情很快就冷却了。 Z-6的研制陷入了困境。 一方面,该型号已经越来越过时,不再满足空军的最新要求; 另一方面,前期投入了大量的人力、物力、财力,现在开发已经进入尾声。 如果突然放弃,那么多指着Z-6项目发工资的研制单位和制造商的“人”是绝对不会同意的。 在这种纠结的气氛下,直六的研制依然在磕磕绊绊中艰难前行。

最终,1976年10月28日,直6终于迎来了航空设计委员会的组织鉴定和验收。 四个月后,1977年2月28日,航空定型委员会正式颁发Z-6直升机和涡轴5型涡轴发动机定型批准许可证,批准正式定型并报国务院、中央军委以获得正式批准。 1978年,Z-6直升机和Turbo-5涡轴发动机荣获全国科学大会科学技术成果奖。 在普遍立功受奖的喜悦背后,业内人士或多或少都明白,这个奖项其实只是参与直六项目的科研团队和单位的“安慰奖”,因为空军不再需要直六项目了。 -6。 6 型号,对于 Z-6 来说,1978 年的获奖就像一个第二天就要上断头台的死囚在前一天晚上收到的一顿丰盛的断头台大餐。

果然,1979年2月,三机部在北京召开的企业干部会议上决定,直六直升机因型号陈旧、单发安全性不足而停产。 Z-6量产准备工作随即完全停止。 1970年至1977年,常州变压器厂共组装Z-6直升机11架、Turbo-5涡轴发动机18架(算上第122厂的试制)共生产15架,其中静态试验机1架、样机2架372厂生产。 常州变压器厂生产的Z-6最显着的变化是取消了左侧门上的舷窗)。 Z-6直升机已累计飞行试验362小时,台架试验5000小时。

1980年,国家计委、国务院国防工业办公室正式决定,正式终止直6直升机项目。 从1963年开始开发到1979年停止开发,历时16年,耗资1.5亿元。 中国第一架自主设计的涡轴直升机就此终结。

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北京航空博物馆保存的直六原型机

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Z-6样机存放在常州变压器厂

15架原型机中,除了坠毁的6002号原型机外,只有两架保存在北京小汤山航空博物馆和常州变压器厂的一座工厂(常州保存的那架编号为097,很可能是随机绘制的)其余12台样机(包括6001号静态试验机)下落不明,推测已被拆除。

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厂长绘制的常州变压器厂生产的097号Z-6样机二视图

Z-6直升机是中国自行设计研制的第一架涡轴直升机。 它的成功首飞是中国直升机发展史上的一个里程碑。 中国直升机从活塞转向涡轴迈出了关键一步。 但由于发动机选型不当,单机不安全,Z-6最终报废。

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Z-6直升机性能数据

机组人员:2名机组人员+20名乘客

长度(含旋翼和尾桨):20.015米

转子直径:21米

高度:5.593米

空重:

最大起飞重量:

发动机:一台涡轴5涡轴发动机,最大功率2200马力。

经济巡航飞行速度:180公里/小时

最大载重航程:651公里

实用天花板:6000米

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