【環(huán)球時(shí)報(bào)記者 馬俊】在大眾的印象里，關(guān)于直升機(jī)的形象已經(jīng)根深蒂固，無論是大名鼎鼎的美國“黑鷹”、俄羅斯米-26，還是軍艦上的卡-27共軸雙槳直升機(jī)與火星上的“機(jī)智”號直升機(jī)，其實(shí)大體長得都差不多。但直升機(jī)未來發(fā)展已經(jīng)被限制住了嗎？在24日于天津舉行的中國第二屆“云龍杯”未來直升機(jī)設(shè)計(jì)大賽開幕式上，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者就中國直升機(jī)的發(fā)展方向問題，請教了該領(lǐng)域的頂級專家。
專家眼里的中國直升機(jī)現(xiàn)狀
航空工業(yè)直升機(jī)所是中國直升機(jī)型號和技術(shù)的抓總單位。在談及中國直升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀時(shí)，該所所長許建華介紹說，我國直升機(jī)工業(yè)起步于上世紀(jì)50年代，歷經(jīng)60余年的發(fā)展，到目前為止已經(jīng)形成12個平臺、60多個型號的龐大直升機(jī)譜系，并具備以直-20為代表的第四代先進(jìn)直升機(jī)自主研制和保障能力，形成完善的輕、中、大型國產(chǎn)直升機(jī)型號譜系，在國防現(xiàn)代化建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了重要作用。
他強(qiáng)調(diào)，特別是直-20直升機(jī)的成功研制，掀開了我國直升機(jī)自主創(chuàng)新研發(fā)的新篇章，突破了旋翼防除冰、電傳飛控等關(guān)鍵技術(shù)，也代表我國直升機(jī)技術(shù)的最高水平，實(shí)現(xiàn)了我國直升機(jī)從第三代向第四代的巨大跨越，推動了我國直升機(jī)工業(yè)和技術(shù)水平邁上了新臺階。
那下一步中國直升機(jī)將如何發(fā)展呢？據(jù)航空工業(yè)直升機(jī)所總設(shè)計(jì)師鄧景輝介紹，首先從型號譜系來說，我們需要40噸級的重型直升機(jī)來解決大型物資的運(yùn)輸。他表示，汶川地震時(shí)，俄制米-26重型直升機(jī)發(fā)揮的巨大作用給國人留下深刻印象。“何時(shí)有中國人自己的米-26直升機(jī)”是很多熱愛中國航空的民眾所熱切期待的。
去年俄媒曾透露，中俄聯(lián)合研制的重型直升機(jī)項(xiàng)目已經(jīng)完成談判，“所有研制重型直升機(jī)的合同文件都已經(jīng)磋商完畢，合同進(jìn)入國家機(jī)關(guān)審批程序”。
據(jù)介紹，目前歐洲與美國都在推進(jìn)高速直升機(jī)項(xiàng)目。例如最近美國西科斯基和波音公司聯(lián)合推出的“挑釁X”復(fù)合式共軸雙槳直升機(jī)，最大時(shí)速可能超過400公里，遠(yuǎn)超當(dāng)前常規(guī)直升機(jī)的速度。
融合最新科技
除了這些近在眼前的設(shè)計(jì)，未來直升機(jī)還將向什么方向發(fā)展呢？鄧景輝表示，直升機(jī)作為高新技術(shù)融合的載體，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、5G通信、新能源、新材料等新技術(shù)的發(fā)展，都可能給它帶來革命性的變化。他舉例說，直升機(jī)平臺和機(jī)載設(shè)備對新興技術(shù)需求更為迫切，“例如智能化技術(shù)在直升機(jī)上的應(yīng)用，就包括態(tài)勢感知、輔助決策、人機(jī)智能交互、智慧座艙、自動飛行和無憂邊界保護(hù)，以及平臺上的智能旋翼、智能起落架等。”
鄧景輝解釋說，這里說的直升機(jī)態(tài)勢感知，包括通過機(jī)上密布的各種傳感器，讓飛行員隨時(shí)感知飛機(jī)自身狀況；同時(shí)直升機(jī)在飛行過程中，還需要及時(shí)掌握周邊態(tài)勢和戰(zhàn)場環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，就需要人工智能的輔助決策和人機(jī)智能交互。因?yàn)槲磥碇鄙龣C(jī)在超低空飛行時(shí)面臨復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境，依舊延續(xù)傳統(tǒng)的飛行員肉眼觀察、然后再操縱就很可能“慢人一步陷入險(xiǎn)地”。因此為提高反應(yīng)速度，人工智能的輔助決策系統(tǒng)要直接讀取傳感器獲得的各種數(shù)據(jù)，必要時(shí)甚至直接介入飛控系統(tǒng)操縱飛機(jī)駕駛。這就是未來的發(fā)展方向之一。
鄧景輝還提到，旋翼、傳動、發(fā)動機(jī)這三大技術(shù)是直升機(jī)的核心領(lǐng)域，經(jīng)過幾十年發(fā)展，它們的常規(guī)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近理論性能極限。以直升機(jī)最顯眼的旋翼為例，為提升它的性能，主要是改進(jìn)槳葉的翼形來提升氣動性能、降低噪音和振動，但常規(guī)手段的改進(jìn)余地已經(jīng)很有限。鄧景輝認(rèn)為，智能旋翼將是未來的方向。所謂智能旋翼是指通過在直升機(jī)旋翼上采用主動控制手段，使旋翼槳葉能敏銳識別外界信息，并根據(jù)獲得的信息對槳葉自身狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)旋翼的減振和降噪。
樣式可能發(fā)生很大改變
許建華則提到，未來直升機(jī)的樣式也可能發(fā)生很大改變，將顛覆傳統(tǒng)的“旋翼帶尾槳”直升機(jī)模式，國外正在發(fā)展出電驅(qū)動旋翼飛行器、跨介質(zhì)變體旋翼飛行器、模塊化組合旋翼飛行器等各類新構(gòu)型、新概念旋翼飛行器。
據(jù)介紹，所謂跨介質(zhì)變體旋翼飛行器，是將飛行器和潛航器技術(shù)結(jié)合的新概念飛行器，可在水和空氣兩種差異顯著的流體介質(zhì)中靈活機(jī)動。想象一下，它在進(jìn)攻時(shí)可從空中快速接近目標(biāo)，到達(dá)打擊范圍后，可靈活選擇空中、水面或水下攻擊方式。如果在半途遭到防空導(dǎo)彈攔截，可潛入水下躲避；如遇水下攻擊，可飛到空中躲避。
而模塊化組合旋翼飛行器可拆解成多個標(biāo)準(zhǔn)模塊，便于運(yùn)輸和維護(hù)；它還能根據(jù)任務(wù)需要，自由組合成不同的多旋翼模式執(zhí)行不同任務(wù)。同時(shí)國外還在發(fā)展電驅(qū)動旋翼飛行器，它徹底拋棄傳統(tǒng)航空發(fā)動機(jī)，利用高性能電池驅(qū)動旋翼和尾槳，實(shí)現(xiàn)直升機(jī)的安靜飛行。在2019年的天津直博會上，航空工業(yè)集團(tuán)也展示過一款“電驅(qū)動多槳傾轉(zhuǎn)高速旋翼飛行器”的模型，據(jù)稱該機(jī)的最大飛行速度可達(dá)每小時(shí)600公里以上。
《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者注意到，在第一屆“云龍杯”未來直升機(jī)設(shè)計(jì)大賽的獲獎名單中，就有不少設(shè)計(jì)新穎的新概念旋翼飛行器，例如采用混合動力、多機(jī)連接變形及氣囊著陸等技術(shù)的“天樞”無人直升機(jī)；能作為汽車，也能作為飛行器、潛水艇使用的三棲概念旋翼飛行器等。不過鄧景輝承認(rèn)，隨著中國自身技術(shù)的不斷提升以及西方對中國的技術(shù)封鎖，我們恐怕很難像以前那樣通過國際合作獲得國外先進(jìn)技術(shù)。因此立足國內(nèi)自主創(chuàng)新將成為中國直升機(jī)研制的主旋律。他強(qiáng)調(diào)，“我們面臨的現(xiàn)狀是，能解決的問題基本上都解決了，留下來的都是硬骨頭了，需要花大力氣解決。”
