高原戰士——直-20直升機

直-20是中國自主設計製造的10噸級戰術通用直升機,其突出的高原性能使解放軍終於擁有能飛上青藏高原的國產直升機。它是在甚麼背景下研發出來的?它與之前一直使用的「黑鷹」直升機相比有哪些不同?

直升機曾經是中國軍事的短板,這種情況直到進入二十一世紀才有明顯改變。其中直-20的服役,不單填補了中國在10噸級戰術通用直升機方面的空白,也使解放軍終於擁有能飛上青藏高原的國產直升機。這對於守護國家西部邊境顯得尤為重要。可以說,直-20面世,是中國軍事的里程碑之一。

直-20的最大特色就是其高原性能,總設計師鄧景輝曾明確表示,在起初設計時,就將能上高原作為直-20主要的設計點,「從某個特色上來說,這型機就是為高原而生的。」直-20是在甚麼樣的背景下研發出來?它還有哪些特色呢?

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第五屆天津直升機博覽會上的直-20直升機(圖片來源:人民視覺)
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高原飛行指標曾可望不可及

平均海拔在4,000米以上的青藏高原,佔了中國國土四分之一,但長期以來解放軍都缺乏能夠在青藏高原上使用的直升機,難以解決邊境線巡邏和物資補給的困難。上世紀八十年代,軍方提出對中型通用戰術直升機的需求,以用於西部山區和青藏高原,並提出「666」的指標,即6,000米升限、600公里航程和600公斤載重。但為上高原而設定的6,000米升限,對那時候的中國工業水平而言,是可望而不可及的。當年中國可以量產的國產直升機,根本不具備上高原的能力。

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為青藏高原的哨所運送物資補給一直是件難事。圖為西藏邊疆站崗放哨的解放軍(圖片來源:視覺中國)
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為盡快解決直升機上青藏高原的難題,中國於1984年至1985年間,花高價從美國引進24架S-70「黑鷹」直升機,亦即美軍UH-60「黑鷹」的民用版。上世紀七十年代開始服役的「黑鷹」,可以執行戰術運輸、空中突擊、電子戰、救援等任務,艦載型號還能作為搜潛、反潛之用,幾乎每次美軍軍事行動都有其身影。而解放軍引入的「黑鷹」雖說是民用版,但性能不比軍用版差;更重要的是,這款直升機的高原性能更佳,曾在西藏拉薩貢嘎機場飛出7,315米的極端高度。

引進「黑鷹」後,解放軍沒有直升機能上高原的缺口總算補上了,例如以往長期不通公路的西藏墨脫縣,「黑鷹」便發揮了重要作用。踏入二十一世紀,「黑鷹」仍是解放軍在高原運輸和山區搶險救災的利器。2008年汶川大地震後,「黑鷹」便多次飛臨災區運送物資和轉運傷員。

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除了美軍外,「黑鷹」還裝備了全球20多個國家地區的部隊。(圖片來源:AP)
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但「黑鷹」高原性能雖好,數量卻非常有限。為了解決困局,也為了把技術掌握在自己手中,中國決定自力更生,研發一種優異的10噸級通用戰術直升機,這就是後來的直-20。

直-20於2010年正式立項。2013年10月,有傳媒在哈爾濱飛機工業集團的試驗場中發現一款新型的5槳葉直升機,這是直-20第一次現身。同年12月23日,直-20首飛。之後直至2019年10月國慶70周年閱兵,直-20才終於公開亮相,以六機編隊飛越天安門廣場。

 

直-20 VS 「黑鷹」

直-20是單旋翼帶尾槳的直升機,它擁有兩部國產先進渦軸發動機,5片槳葉在高原得心應手。旋翼防除冰系統,也讓它輕鬆應對凍雨、結冰等晝夜複雜氣象條件,具有全域、全時出動能力。

直-20直升機服役是中國軍事重磅消息。它公開亮相後,不少軍事迷都覺得它與美國的「黑鷹」直升機很相似,有人稱之為「中國黑鷹」,甚至有人質疑它的研發是否參照了「黑鷹」。但不少中國軍事專家都指出,直-20和「黑鷹」有質的分別,且它在高原飛行和操作性能等多方面,都比當年解放軍引進的「黑鷹」要勝一籌。

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直-20率先在解放軍陸軍航空兵服役,並陸續推廣到其他兵種,預計產量會超過1,000架。(圖片來源:視覺中國)
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在外形方面,專家指出,直升機氣動外型和整體布局,都是經過無數次計算和風洞測試而得來的最佳方案,至少也是平衡各個因素的方案。「黑鷹」既是10噸級通用戰術直升機表表者,又經過了40年實際操作和不斷改良,這些方面已非常成熟。也因如此,同類別的直-20,氣動外型不可能與「黑鷹」有太大差別。直-20的外形設計上吸收了「黑鷹」的優點,這是無可厚非。

而細觀二者的外形,還是可以明顯看出,直-20和「黑鷹」旋翼的葉片數量不同:直-20是5槳葉設計,「黑鷹」則是4槳葉。不要小看一葉之差,當中涉及直升機升力問題,在技術層面牽一髮動全身。

直升機之所以能飛起來,是靠它旋翼產生的升力大於自身的起飛重量。而升力大小主要取決於兩點,一是旋翼的轉速;二是旋翼翼面總面積,面積愈大,升力相對愈高。在現實上,直升機旋翼槳葉不可能無盡加長和加寬,要加大旋翼的翼面總面積,只能增加槳葉數量(雖然增加數量後,槳葉的升力效率會有折損)。因此載重愈大的直升機,槳葉數量一般都愈多,例如世界現役最重的直升機俄「米-26」,它的槳葉便有8片之多。所以按此推論,引擎功率一樣的情況下,5槳葉的直-20升力要比「黑鷹」大。

另一方面,引擎功率會因高原空氣稀薄而明顯下降,而空氣稀薄會令槳葉向下壓縮空氣的效率減低,因此更大功率引擎是直升機上高原的基本要求。目前與直-20配套的「渦軸-10」引擎已取得技術突破,功率達到1,600千瓦(2,145.6匹),已超出新版黑鷹引擎的1,471千瓦(1972.6匹),所以在運作上,直-20也會比「黑鷹」有更好高原性能;在同一載重下,它會有更遠航程和更高升限。

此外,直-20是中國第一款安裝自主研製的「電傳飛控」系統的直升機。這個從外表看不到的系統,是直升機更新換代的象徵。「電傳飛控」,就是將飛行員用操縱桿控制直升機的機械指令,經由特殊傳感器轉化為電子信號,並由飛行控制電腦計算後傳到相應的舵機,操縱直升機作相應的動作,例如轉向。與傳統飛控系統相比,它省掉大量機械傳動裝置和液壓管路,能節省空間和減輕重量,也讓飛行員操作更敏捷、更便利。目前全球掌握電傳飛控技術的國家寥寥可數,「黑鷹」也是在新世紀後推出的改進型號才有此系統。而直-20的其他電子設備也有後發優勢。

客觀來說,直-20總體未必將上世紀七十年代開始服役的「黑鷹」直升機拋離很遠,與美軍現役最先進的直升機相比也仍有一段距離,但它卻是中國已擁有全套直升機研發、生產體系的象徵,意義重大。

 

(文章來源:當代中國,特別鳴謝。原文有刪改。)

Last updated:
2020-12-30

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