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铺设飞向世界屋脊的直升机天路

2014-01-21吴佩新

航空知识 2014年1期
关键词:海拔直升机高原

温清澄 空军某研究所高级工程师,军级文职干部,我军著名直升机专家。著有《直升机的高原使用与维护》、《现代直升机应用与发展》、《直升机发展研究文集》等论文和专著。

记:您是怎样入行的?

温:我是新中国第一届直升机设计专业毕业生,1962年10月西北工业大学毕业,分配入伍至原空军某研究所飞机研究室工作。然后就是下放当兵、下厂实习、“五七干校”,1972年底我才回到研究室,从1973年起开展直升机课题研究工作。

记:为什么您特别关注直升机上高原的问题?

温:工作后,我多次到各直升机部队调研,发现我国高原边防迫切需要使用直升机。在西藏边陲,大部分哨所都在海拔3 000米以上,有的在海拔5 000米以上,当时大多数哨所都不通公路,交通条件非常恶劣。当年,驮运物资靠的是马和牦牛,边防战士收到的报纸和信件都是半年前的。为了运送军需物资,或者给老乡送药品,很多官兵因遭遇暴雪、事故等原因牺牲。边境领土斗争也十分尖锐,外方经常出动直升机侦察巡逻。而我们的战士只能日夜在险峻的山路上艰难跋涉,非常盼望有一天祖国的直升机能飞到他们身边来。空军原直升机团廖忠民团长对我说:“你们一定要开展研究,把直升机飞到高原去,如组织试飞,我亲自去飞。”

直升机最大起飞重量随场地标高、气温、风速和湿度而变化。当时我军装备的直升机是国产的直5直升机,部队反映其飞行手册中的有关计算图不准确。我认识到新计算图的制定与摸清直5高原载重性能有密切关系,调研结束后提出了关于直5最大起飞重量计算及高原使用性能的研究课题。所里批准成立了课题组,由我担任组长,成员有赵长年、高岳同志,后来游中校同志也参加进来。1974年研究工作开始。

青藏高原平均海拔4 000米以上,在这个高度,气压已经比海平面下降约40%,大气密度下降约三分之一。高原气候变幻剧烈,日温差高达20~30℃,长年有15米/秒以上大风,形成沙暴或扬沙等等,对直升机飞行和使用提出了非常严酷的要求。像直5这样的第一代直升机,要飞上青藏高原绝非易事。但大家下定决心,一定要把直升机飞上世界屋脊,为巩固边防、建设边疆做贡献。1974年10月的一天深夜,中央军委叶剑英副主席亲自打电话询问空军领导,我军现有的直升机能不能在西藏地区执行紧急运输任务。尔后,我们的课题得到空军的大力支持。

记:您和课题组碰到的难点是什么?

温:课题组把握了多个关键:在高海拔地区发动机能否起动;直升机能否垂直起降;携带一定的燃油和有效载重能否翻过高山、峡谷,特别是能否翻越西藏的北大门——唐古拉山;在复杂多变的气象条件下安全性、可靠性和维修性如何等。我们把突破口选在直5最大起飞重量计算图上。

直5是引进前苏联米-4直升机专利生产的,苏联没有提供设计资料,也未提交制定起飞重量图的方法。我们两手空空,连原始数据和参数都没有。课题组开始到有关单位努力搜集各种数据和资料。没有发动机的高度、温度、湿度的特性曲线,我们就钻研国内外有关的修正计算方法。直升机高原起飞必须充分利用地面效应,我们就去摸索地面效应系数的计算方法,并考虑前飞时风速对地效的吹除作用,为保证计算的准确,还专门在外场进行了试飞实测。通过半年多的反复探索,我终于找到了计算方法。我与赵长年、游中校用手摇机械式计算机(很落后的,如乘9就要摇9下),取得数十万个计算数据,绘制了各种计算曲线,提出了全新的计算图,该图可用以进行飞行试验。在新的计算图中,我们突破了米-4/直5只能在海拔3 000米以下使用的上限,将其大胆地延伸到5 000米。

直5采用活塞7发动机,其功率在高原大幅度下降,到海拔3 000米已使出了浑身解数。直5能否飞上高原,发动机是关键。当时我们没有高温性能更好的高原型发动机,不可能换发。临时改装活塞7,其技术难度和风险又很大。加上“文革”一片混乱,技术、经费、周期都不能保证。出路只有一个,就是挖掘活塞7的潜力。经试验,我们大胆提出,在起飞的短时间内使用增压二速起飞状态,突破原机只能使用额定状态的规定,发动机转速从2 400转/分提高到2 600转/分,增加了起飞功率。但结构强度上是否允许,则要进行发动机车台试验。课题组高岳与哈尔滨东安发动机工厂李华光等同志一同试车,经50小时的长试表明,方案完全可行。

当时我军引进的米-8和“超黄蜂”直升机在海拔3 000米场地试飞时,发动机起动就已经很困难。新的计算图从理论上证明了直5上高原的可能性,但其发动机能否在高原、高寒环境下起动?我们分析,活塞7结构与上述两机的自由涡轮发动机不同,有可能在高原起动。最简单的类比是汽车的活塞发动机就能在高原起动。但究竟能在多高的海拔范围内起动,我们并没有计算方法,只能通过实地试飞检验。新计算图的准确性也要在试飞中考核。因而课题组向空军提出了试飞申请。空司机关大力支持,向部队下达了试飞任务。

记:请您谈谈试飞过程。高原试飞是不是很辛苦?

温:我们提出的试飞方案强调试飞场地标高由低到高,循序渐进,并在高低温不同季节进行,试飞课目以测定最大起飞重量为中心。兰州和武汉军区空军承担试飞任务,具体组织由兰空运输团和新乡直升机团负责,先后派出了5架直5参试。除了新乡机场是在平原地区外,试飞主要是在甘肃、青海的高原地区进行。先后选择了海拔1 761、2 000、2 200、2 400、3 062、3 580、4 340、4 533、4 900米的3个机场和6个野外临时试飞场地。从1974年夏季到1975年秋天,我与赵长年、高岳同志参加了试飞全过程。我们与部队共同制订飞行计划,选择野外试飞场,试飞时根据场地标高、风速、风向、湿度计算允许的最大起飞重量,适时计算直升机重量,确定加载。我们与机务人员一同往机上搬配重块,严格测量起飞悬停的离地高度,在空中则记录飞行速度等参数。在海拔3 000米以上场地试飞时,我出现高原反应,血压从高压110上升到150毫米汞柱,走路气喘,吃不下,睡不好,但仍然坚持到底。我提出,一定要找到海拔3 600米和4 200米(模拟西藏已有机场标高)的场地试飞。1975年8月,我们终于在青海省的黄河源头找到了海拔3 600米的试飞场地。那个地方叫大河坝草地,是一片野兽出没的荒野。试飞后当晚我们就在附近的一个破旧土房里睡地铺。第二天,我们又继续前行,最后在兴海县鄂拉山旁找到一块海拔4 340米的平地。为了平整场地,我们就用双手搬石块,用铁锹平土圪。除两名藏族向导外,好几个人因严重的高原反应晕倒,但我、高岳与其他同志们最终咬牙坚持了下来。试飞期间,课题组与参试人员多次乘运5飞机往返于榆中、西宁和共和机场。一次我们从榆中起飞去西宁,中途飞机迷航了,地面电台联系不上。同机的兰空作战处领导与机组决定就地盘旋爬高,争取与西宁机场联系上。在盘旋爬升的时候,飞机大坡度转弯,颠簸异常剧烈,领航员从我的座位下拿出小桶(原是地勤人员给我准备的)站着大口呕吐。大家脸色惨白。40多分钟后,机组终于与西宁机场取得联系,安全降落。当地空军五航校的所有领导都跑过来与大家握手,他们说:“与你们失去联系把我们吓出一身冷汗,军区把所有的雷达都打开来找你们。”回去看地图得知,我们飞错了两个山口,再往南不远的地方就有座六、七千米的高山,和北京的八宝山重名。飞行员开玩笑说我们差点飞到八宝山。endprint

从1974年到1975年,直升机高原科研试飞任务顺利完成。试验场地标高从海拔74米到4 900米,外部气温-14.3~34℃,准确验证了不同条件下最大起飞重量和有关性能,对发动机的高原、低温起动能力作了考核,表明直5在海拔3 000至5 000米的高原地区可以使用,这就为直5的进藏试航奠定了基础,空军机关决定于次年试航西藏。

记:进藏试航是不是一样艰险?

温:是。直5试航西藏是由空军和兰空机关组织完成的。1976年4月19日9时23分,一直参与高原试飞的飞行员尹锡山、黄李晋驾驶61号直5直升机飞越天险唐古拉山口进入西藏,后以拉萨为中心飞行了东西南北4条航线,在3个机场、14个野外场地进行了试航,历时两个多月。同年11-12月,兰空组织原空九军的直571号机从南疆试航阿里地区,开辟了3条航线,14个野外起降点,到达阿里首府狮泉河。两次试航共飞行144架次、108小时20分、航程约2万千米。这是我国、我军航空事业发展史上具有重大意义的突破。课题组在试航中承担技术保障任务。东线,赵长年、高岳与参试人员从西宁出发,驱车沿青藏公路一站一站地跟随试飞直升机,计算和记录有关技术参数,参与解决试飞中出现的技术问题,直到拉萨。西线,从新疆和田出发,沿新藏公路到达西藏阿里地区。游中校、高岳他们沿途要经过冈底斯山脉的许多海拔五、六千米的“达坂”(山岭),那里是雪峰林立、深谷纵横的 “生命禁区”。西线试航选择秋季,主要考虑秋季气温低,空气密度大,直升机可以飞得高一些,但大雪封山在即,新藏线很多路段已不能通车了。游中校、高岳乘直5从和田起飞到喀什河山口观察地形。山口极为狭窄,直升机在山谷中穿梭,随时都有可能撞崖。之后,他们同部队同志组成指挥组,带着参试的车队前进,每到一个试飞点,先察看地形和天气情况,再指挥直升机飞来。车队常走在悬崖边狭窄的冰道上,稍不留意就可能跌入深渊,摔到峡谷里的许多车辆历历在目。最后他们终于使直升机顺利飞到了狮泉河。

东线入藏的直5进藏后适逢1976年五一节,西藏军区和政府举行了飞行表演,整个拉萨都沸腾了,两万多军民在一片欢呼声中观看了表演。当直5飞越属喜马拉雅山脉的多雄拉山口到达墨脱时,当地军民无比欢欣鼓舞,战士们激动地表示要更加安心的坚守边防,为祖国和人民站好前哨岗。时任西藏自治区党委书记任荣同志说:“空军驾驶着国产的直5飞机到西藏来,是开天辟地第一次,前人不敢想的事你们办到了,飞行员同志、工厂和研究所的同志,你们都是英雄啊!空军的直升机进藏为西藏做了一件大好事。我们要尽快向军委写报告,申请直升机常驻到西藏来。”雪域高原直升机“天路”的开辟,是参试人员精心组织、精心飞行、精心维护、精心保障的结果,应当以浓墨重彩载入共和国史册,载入我军发展史册。

1978年《直5飞机最大起飞重量计算图》获得全国科学大会奖。我为组长的飞机研究室直升机组被评为空军先进科研集体。

记:后来您和同志们在直升机高原应用方面又进行了哪些探索?

温:直5虽然进藏了,但其综合性能并不能很好满足高原使用需求,且面临停产,因而未能在高原组建部队实际投入使用。1981年我向原总参机关主管同志提出建议:当前最突出的问题是解决高原直升机和发展武装直升机,现在国内没有适用的,就先从国外引进,满足使用急需。该建议得到总参机关的高度重视。1982年底,我应总参机关的安排,汇报了我军直升机以往高原试飞情况和对高原直升机的主要技术要求。1983年总部决定从国外引进高原直升机,安排我担任选型论证组组长、中方技术负责人,对外主谈。根据直5高原试飞经验,以本人为主制定了《高原直升机战术技术要求》,在技术性能指标上,提出了在海拔4 500米,外部气温ISA(国际标准大气)+25。C,以有地效方式垂直起飞,达到3个“6”的硬指标要求(指600千克载重、600千米航程、海拔6 000米升限),作为高原直升机选型的“标尺”。经赴巴黎航展考察和初步选型论证,拟邀请法国的“超美洲豹”、美国的“黑鹰”和贝尔214ST来华试飞。我与论证组同志一起制定了详细的高原试飞计划。接着,我们与外商进行了紧张、细致而繁琐的会谈,签订了试飞协议。1983年11月7日至12月16日,由总部机关直接组织,加长型的C-130大型运输机作为载机,装载上述参试机型严格按指定航线飞至西藏贡嘎机场,进行了不同场地、气温条件下的载重、爬升率、升限、巡航速度、航程和发动机起动等性能全面测试;监测了可靠性、维修性、保障性。为此,我还组织了试飞现场拆装“超美洲豹”旋翼和发动机的时间测试。西藏自治区和军区领导还观看了外吊、救生和救护表演。中外密切协同,试飞顺利完成,历经22个飞行日、194架次,飞行44小时48分,最高试飞场地标高达到5 374米。根据选型论证和考核结果,我国最终选购了24架“黑鹰”直升机,在西藏、新疆等地区执行了许多急、难、险、重的任务。

1989年外商停止了一切“黑鹰”零备件的供应。上世纪末“黑鹰”出勤率已明显下降,但陆航仍然需要高原型直升机。怎么办?在陆航机关领导下,同志们和我经过两年多的多方探索研究,确定改进于90年代初引进的某型俄制直升机。我代表中方向厂方提出了高原使用技术要求和改型方向,审查了厂方的高原性能计算结果,从中选取了最可能接近实际的数据,与厂方签订了到西藏试飞的协议书。在审查试飞协议时,有同志对我说:“这型直升机高原性能比不上‘黑鹰,要到西藏飞行使用,你要负历史责任。”我坚定地告诉他:“我敢在试飞协议上签字,就有一定把握,就敢负历史责任。”2001年秋,该高原型直升机在西藏试飞成功,接着分数批引进,解决了高原后继机的问题。该机在入藏和汶川抗震救灾任务中发挥了良好作用,表明改进是成功的。此次改型研究后来作为重要成果,获得了军队科技进步二等奖。

记:您对我国高原型直升机还有哪些期待?

温:国产大型民用直升机AC313现在已经飞越了海拔8 000米,创造了国产直升机高原试飞的最高升限。我殷切期待国产直升机早日登顶珠穆朗玛峰,也殷切希望后继的同志们继续拼搏奋斗,包括研制高原专用的直升机,让更多的中国直升机飞翔在雪域高原的天路上。

责任编辑:吴佩新endprint

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