第九节 飞机 一、直升机
(一)Z9直升机
1979年,中国原有的Z-5直升机由于性能落后而停产,直升机处于后继无机状态。1980年7月2日,中国航空技术进出口公司与法国宇航公司、透博梅卡公司分别签订了引进“海豚”SA365N/N1型直升机及阿赫耶1C和1C1型涡轮轴发动机制造技术合同。12月1日,第三机械工业部下发文件确定,从法国引进的“海豚”直升机定点在国营伟建机器厂(后改制为中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司,以下简称哈飞)生产。该型号在研制生产中的命名及代号规定为:“海豚”365N型直升机:国内型号命名直九,代号 Z9;“海豚”365N1型直升机:国内型号命名直九A,代号Z9A。
按照合同规定,法方向中方提供50架份的原材料或成件、成品、标准件。整个研制过程分6个阶段进行。第一阶段为2架完整直升机,在法国总装试飞后分解,空运交付中国,再由国营伟建机器厂二次总装试飞交付,以熟悉装配和试飞技术。第二阶段为8架机,由法方提供散装大部件,国营伟建机器厂负责总装试飞。第三阶段为10架机,由法方提供原材料,国营伟建机器厂自制座舱罩、舱门,在法方提供其他大部件的基础上国营伟建机器厂负责总装试飞。第四阶段为8架机,法方提供尾梁、垂尾、侧垂尾、水平安定面及传动系统和成品,由国营伟建机器厂使用法方提供的材料制造机身结构和座舱罩、舱门,总装试飞。第一阶段至第四阶段共28架直升机,生产365N型直升机,即Z9型直升机。第五阶段为7架机,法方只提供动部件(不包括主轴和尾传动轴),旋翼桨叶、成品及原材料,剩余所有零部件由哈飞制造和装配试飞。自第五阶段起改为生产365N1型直升机,即Z9A型直升机。第六阶段为15架机,哈飞自制包括旋翼在内的全部零部件,同时,东安发动机制造公司提供传动系统,保定惠阳机器厂提供旋翼毂和尾桨,哈飞总装试飞。
1982年1月29日,第一阶段第一架机空运到北京,用不到10天的时间完成总装,2月6日在北京机场进行了飞行表演。7月9日,第一阶段第二架机总装试飞后连同第一架机一并交付中国民航使用。第二阶段第一架机于1981年9月开始总装,至1982年6月总装结束投入试飞,7月10日在哈飞机场进行首飞,黑龙江省、哈尔滨市领导和中法专家观看了表演。1985年11月,试制第五阶段三大部件之一侧垂尾。1986年9月12日,第一架用法国提供的原材料生产的“海豚”SA365N1型机(即Z9A)总装结束。9月30日,该机通过总检,正式交付。1989年12月10日,通过了由国家组织的Z9A型直升机技术鉴定会。专家鉴定认为,用法国提供的原材料生产的Z9A型机飞行性能已达到法国同型机的水平;使用寿命已基本达到法国标准;质量控制基本符合法方要求,已具备生产能力。1990年12月28日,Z9A型直升机取得中国民航颁发的单机适航证(CAAC),批准的运行类型为仪表飞行(IFR)与目视飞行(VFR)。
Z9A直升机为10/14座快速轻型多用途双发涡轮轴直升机,旋翼直径11.944米,旋翼转速350转/分,尾浆直径1.1米,尾浆转速3 665转/分,最大起飞重量4 100千克,空机重量2 050千克,发动机最大连续功率(WZ-8A)437千瓦,正常巡航速度250千米/小时,正常巡航速度下的平均耗油为1.06千克/千米,实用升限6 000千米,最大航程860千米。该机是单旋翼带涵道尾桨式直升机,安装两台用耐高温高强度特殊合金制成的涡轮轴—8发动机;机身为丰硬壳式结构,主结构和尾梁为金属蒙皮,Nomex蜂窝夹层结构;旋翼、平尾、侧端板、涵道垂尾和尾桨桨叶均采用复合材料结构。该机以运输型为基本型,主要执行人员和物资运输任务,可完成物资运送、近海支援、海面救援、海空巡逻、护林防火、空中摄影和外部吊挂等多种作业,以此为平台,可根据用户的不同要求,改装成为武装型直升机等特种用途的直升机。
“海豚”直升机生产制造技术的引进使中国的直升机生产技术实现了历史性的跨越,使哈飞的制造技术水平由20世纪50年代一跃至20世纪80年代水平,实现了从管理理念到实践,从设计制造到质量控制的全面飞跃,它全面提升了中国航空工业的生产制造能力和水平,是中国直升机发展的里程碑。经过10多年的中法合作生产,哈飞基本上掌握了法国先进的直升机生产制造技术,并为该公司后续进行的中国、法国、新加坡联合设计、生产EC120直升机,中、法联合设计、生产直十五直升机奠定良好的基础,从而使哈飞成为中国直升机设计生产制造的骨干企业。1993年,“海豚”直升机(含动力)引进工程项目获中国航空工业总公司科技进步奖一等奖。
(二)国产化Z9直升机
Z9直升机是按引进的法国宇航公司“海豚”SA365N1直升机的生产技术专利,用法国提供的原材料在国内生产的直升机。该机采用的大量新型复合材料及其加工、工艺,当时在国内均属空白,其材料还必须依赖法国。为了改变这种状况,中国人民解放军总参谋部陆航部启动了Z9直升机和涡轮轴—8发动机的国产化发展项目。
Z9直升机制造技术具有国际先进水平,需采用570种新材料、55种新锻件、1 206种标准件、342项新型机载设备,还需解决54项重大技术关键,国产化难度很大。哈飞自1986年5月开始进行Z9直升机国产化研究工作。几年来经过刻苦攻关,1992年1月16日,国产化率为74%的第一架国产化Z9直升机首飞成功,1992年12月30日,国产化Z9直升机通过国家技术鉴定,整机国产化率达72.2%,其飞行品质、飞行性能、振动噪声等均满足国产化Z9直升机研制任务书规定的指标,达到法国原型机SA365N1型水平。1996年开始投入小批量生产。
Z9直升机国产化主要是材料及工艺的国产化,内容包括原材料研制、锻铸件毛坯研制、机载成品研制、标准件研制、法国供应零件的测绘仿制。为此,哈飞进行了技术攻关,解决了关键技术,研制出新型航空材料及其加工工艺。主要有:哈飞与北京航空材料研究院、哈尔滨东安发动机制造公司合作完成国产化Z9直升机5种Ⅰ类铝合金应用研究。该项研究从消化法国现有文件入手,剖析了法国、意大利材料的实物,进行了中国、法国、意大利材料的对比分析,全面研究了国产化材料理化性能和工艺特性,全面揭示了Z9直升机I类铝合金的性能和工艺特性,为正确地认识和使用该部分材料提供了可靠技术依据。该项应用研究于1996年获航空工业部科技进步奖二等奖。
为了减轻结构重量, 国产化Z9直升机除大量采用复合材料结构外,还大量采用2618A、7075等铝合金精密锻造件用作重要接头。该类锻件,金相组织要求严格,锻件尺寸精度高,采用常规的锻造方法无法制造合格的产品。哈飞与哈尔滨工业大学合作,采用等温锻造方法,经过反复试验,攻克了锻造模具材料的选择、锻造时模具的温度控制、锻造次数的确定、锻件热处理等技术关键,用自行研制的锻件制成的零件通过了静强度考核、疲劳试验考核和装机飞行试验考核,达到法国同类产品的水平。Z9直升机等温成型9种铝合金锻件技术的突破,使中国的轻合金精密锻造水平跨入了世界先进行列。该项成果2000年获国防科工委的国防科技进步奖三等奖。
1996~2003年,哈飞与北京航空材料研究院、保定惠阳机器厂合作完成Z9直升机主桨叶等部件用预浸料国产化研制任务。该研究通过剖析国外材料,研制成符合要求的新的树脂体系3232、3233、3234、3235、3236、3237、3238和5231、5232、5224等10种树脂,以及用树脂浸渍的玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等20余种复合材料预浸料,全部通过了功能考核试验和装机飞行试验, 2003年7月主桨叶等8大部件的国产化通过了技术鉴定。Z9直升机 复合材料预浸料用树脂体系的研制成功,为复合材料的全面国产化奠定基础。该项成果2004年获国防科工委的国防科技进步奖二等奖。
1997年7月1日,香港回到祖国的怀抱,首批12架Z9直升机装备驻港部队。1998年12月,国产化Z9直升机获国家科技进步奖二等奖。1999年在中华人民共和国建国50周年盛大阅兵式上,25架Z9A直升机编队整齐地飞越天安门广场,接受党和国家领导人的检阅。1999年,Z9A直升机随“雪龙号”科学考察船赴南、北极进行科学考察。2001年11月6日,Z9A直升机随“雪龙号”科学考察船赴南极进行首次为期半年的科学考察。国产化Z9A直升机的研制成功为Z9直升机的系列发展奠定基础,更为可贵的是推动了国内一批新型航空材料特别是复合材料的发展和应用。各种改型机已交付空军、海军、陆军航空兵、武警部队、海监等用户使用,并出口马里、毛里塔尼亚和老挝等国家。
(三)Z15自升机
2005年,哈飞与欧洲自升机公司合作研制6吨级Z15自升机。
(四)H 410A直升机
2000年,哈飞在Z9A直升机基础上开始研制H410A直升机,2001年9月12日实现首飞。H410A直升机是将Z9A型机上的涡轮轴8A发动机换装成法国透博梅卡阿赫耶2C发动机,并相应更改发动机燃调的操纵系统和发动机工作参数的指示仪表,提高了自升机的性能和可靠性。该直升机具有速度快、机动灵活性强的特点和独特的空中优势。
H410A直升机为8~14座以运输型为基本型,主要执行人员和物资运输任务,具有全天候执行任务能力。根据用户的不同要求,可改装成特种用途的直升机。该机2002年获中国民航总局颁发的型号合格证,2003年获中航二集团科技进步奖二等奖。
(五)H425型民用直升机
2001年,哈飞与法国透博梅卡公司、东安发动机公司、保定惠阳机械厂等单位合作研制H425型民用直升机。该机是在Z9直升机的基础上改型研制的。H425直升机的研制解决了一系列技术关键,取得了包括主桨叶新型桨尖的研制、旋翼载荷和飞行载荷的确定、抗坠毁燃油系统研制、双发直升机自转着陆适航验证试飞技术、涵道尾桨设计技术、 复合材料复杂结构扭曲薄壁空心管梁结构设计制造技术、适航验证技术等创新成果,提高了高原性能,改善了整机的可靠性、维修性、经济性和适航性水平。发动机由涡轴8A换装成法国透博梅卡公司阿赫耶2C发动机;座舱罩、舱门结构改为全复合材料结构形式;主旋翼桨叶换装前缘为抛物线形的桨尖,尾桨叶用新翼型代替原NACA63A312翼型;燃油系统进行了抗坠毁设计;采用玻璃座舱设计,实现了飞行参数显示的综合化、数字化、一体化,将发动机仪表及告警指示改为数字显示。
H425直升机最大起飞重量4 250千克,平均远航速度263米/小时,实用升限4 402米,航程738千米。主要用于客货运输、农林作业、搜索救援、旅游观光、公务飞行、城市消防、警务执行、缉私缉毒、航空摄影等领域,特别适合地形复杂、地势险峻、环境恶劣的西部地区作业。H425飞机于2003年12月30日实现首飞,之后进行了调整试飞和适航验证试飞,共飞行试验170小时113个起落,并在中国第一次按最新适航要求通过了燃油系统抗坠毁试验和结构的鸟撞试验等关键条款的适航验证,于2004年12月30日,取得中国民航总局型号合格证。
(六)EC120/HC120直升机
1989年12月21日,哈飞和中国航空技术进出口总公司与法国欧洲直升机公司、新加坡科技宇航公司签订《联合研制轻型直升机P120L的框架合同》,采取共同投资、共担风险、共享利润的合作方式联合研制轻型直升机。中方占投资总额的24%,法方占投资的61%,新加坡占15%。1990年5月4日,国家经贸部批准P120L(后改为EC120直升机)框架合同。1991年8月,哈飞派设计、强度工程师赴法国进行初步设计。1993年1月,哈飞又派设计、强度方面的16名工程技术人员赴法国参与EC120直升机方案论证并完成初步设计工作。回国后,进行详细设计,1994年3月通过详细设计评审。1995年3月,哈飞交付第一架原型机。1995年6月9日,EC120在法国马赛首飞成功,1997年起开始批量生产。EC120直升机是按照最新版的JAR/FAR27部适航条例设计,代表了当时航空最新技术和设计思想。1997年6月,EC120直升机通过了欧洲适航当局JAA的型号合格审查,1998年1月获得美国FAA的型号合格证,至2005年已取得30余个国家的型号合格证,并销往全球40多个国家400余架机。
哈飞在EC120研制过程中引进和开发了先进的CAD/CAM技术,攻克了碳纤维复合材料前舱罩设计和制造、燃油系统抗坠毁设计和试验、大型铝合金薄壁承力梁的加工等高难技术,在中国首次运用现代设计新理念,研制包括复合材料工装在内的工业化工装,保证了EC120直升机的先进性。主要成果:①全部采用计算机工作站进行设计、信息传递;②采用空心管、变剖面、弯曲带扭曲的碳纤维复合材料结构的前舱罩;③采用满足抗坠毁适航要求的燃油系统;④先进的强度分析方法,取消了主结构的静强度试验;⑤攻克加工变形、薄壁厚度精度高的技术关键,研制成大型铝合金薄壁机加梁;⑥用复合材料模具研制成预浸玻璃布的Nomex蜂窝夹层结构的各类整流罩;⑦采用CAD/CAM技术,提高了生产质量;⑧采用先进的技术管理方法,提高了设计质量,缩短了研制周期。
EC120直升机,是单旋翼带涵道尾桨的5座轻型直升机,装有1台ARRIUS2F涡轮轴发动机;主结构为半硬壳式铝合金铆接结构,尾梁为铝合金蒙皮的Nomex蜂窝夹层结构;涵道垂尾、平尾、3片主桨叶和8片尾桨叶均为复合材料结构;起落架为滑橇式起落架;驾驶员座椅、乘客座椅和燃油系统均按抗坠毁要求设计。EC120直升机主要用于客货运输、空中摄影、地质勘探、海上石油作业、救护、护林放火、警察用机等。主要技术指标:发动机型号:ARRIUS2F;最大起飞功率:376千瓦;空机重量:875千克;最大起飞重量:1 678千克;外挂载荷:750千克;快速巡航速度:230千米/小时;航程(无燃油储备:海平面、ISA)743千米;燃油系统抗坠毁 :满足。
EC120直升机,是中国直升机走国际合作道路的成功范例。合作范围包括设计、工艺、生产、质量控制、项目管理、取证、批生产到售后服务的全过程,全部采用工作站进行设计,实现图样和数据国际间信息传递和交换。该自升机,1999年获中国航空工业总公司科技进步奖二等奖,2000年获国家科技部颁发的国家重点新产品证书,2005年被国家发改委授予 “高技术产业化示范工程”。同时,哈飞所承担的前舱罩、抗坠毁设计等5项技术获得专利权。2003年11月20日,哈飞与法国欧洲直升机公司、新加坡科技宇航公司签订《在中国建立EC120总装生产线框架合同》。哈飞实现了从EC120直升机部件生产到整机总装的跨越,这是全球第二条EC120直升机总装生产线。
2004年6月11日,在法国总理府哈飞又与法国欧洲直升机公司签订《在中国建立HC120总装生产线合同》。HC120直升机是在EC120直升机的基础上,根据用户要求,增、改装部分机载设备而研制成的。由法国欧洲直升机公司提供升力系统、传动系统、起落架、动力装置、电气、电子设备和尾部结构等,哈飞提供主机身结构等部分,再由哈飞组装、试飞并交付使用。12月28日,HC120直升机首飞成功。HC120型直升机具有高性能、机型成熟、可靠性好、寿命长、价格便宜、使用和维护成本低等特点,不仅能够满足陆航部队的需求,而且在民用、军事和准军事领域有很多的发展用途。2005年5月26日,通过中国人民解放军总参谋部陆航部组织的HC120直升机的转产鉴定,在鉴定审查会上法国欧洲直升机公司对哈飞生产的HC120型直升机给予高度评价,认为哈飞公司生产的HC120型直升机质量达到该公司生产的EC120型直升机水平。随后,陆续批量交付用户使用。
二、轻型多用途飞机及支线喷气客机
(一)运十二系列飞机
1.运十二Ⅰ、Ⅱ型飞机
1980年,国营伟建机器厂在Y11型农林飞机的基础上,自筹资金开始研制Y12轻型多用途飞机, 1981年5月研制首批Y12型飞机3架。通过风洞试验、设计计算、系统试验、静力试验、地面共振和颤振试验等,于1982年7月14日首飞成功。1983年,航空工业部正式命名为运十二型(简称运十二,代号Y12)飞机,并列入航空工业部的研制规划。
Y12飞机采用带撑杆的上单翼、单垂尾、低平尾常规布局,固定式前三点起落架,选用加拿大普惠公司生产的PT6A系列涡桨发动机和与之匹配Hartzell螺旋桨,具有良好的短距起降和土跑道起降性能,可以在恶劣的环境使用。飞机上装有飞行操纵系统、燃滑油系统、液压系统、加温与通风系统、防冰系统、火警和灭火系统、电源及电气系统、照明系统、全静压系统、通讯导航系统、内设及座椅等系统,以及集中供氧等选装系统。该机可按目视飞行规则(VFR)和仪表飞行规则(IFR)飞行,如选装除防冰系统可在结冰条件下飞行。1984年12月17日,Y12飞机通过鉴定,同意投入使用Y12(Ⅰ)型飞机。
1984年,哈飞在Y12(Ⅰ)基础上进行改型,改型后命名为Y12(Ⅱ)型飞机。同年6月15日,Y12(Ⅱ)型飞机飞上蓝天,8月开始科目飞行,成功地进行了单发起飞、着陆、防冰试验等科目。Y12(II)飞机主要技术性能:起飞重量:5 300千克;使用空机重量:3 000千克;乘客人数:17人;最大巡航速度:(H=3 000米)328千米/小时;最大飞行高度:7 000米;最大航程:1 340千米;起飞距离:340米;着陆距离:360米(仅使用刹车),210米(刹车加反桨)。
Y12飞机的研制,改变了中国以前按照苏联的设计规范设计飞机的惯例,首次按照国际先进的美国联邦航空局适航条例FAR23部和FAR135部附录A作为飞机的设计、试制、试验和试飞的依据,是中国开始民用飞机适航验证和管理的第一次大胆尝试。在5吨级轻型多用途飞机方面,Y12飞机填补国内空白,1987年获航空工业部科技进步奖一等奖。Y12(Ⅱ)型飞机于1985年12月24日取得中国民用航空局颁发的型号合格证,1986年12月24日取得中国民用航空局颁发的生产许可证,1990年6月20日取得英国CAA型号合格证,这是中国民用飞机第一次取得外国权威适航机构颁发的型号合格证,标志着Y12飞机适航标准达到当时国际水平,促进了中国民用航空适航性管理工作的发展,开创了按国际适航标准自行设计、制造轻型运输机的历程。Y12飞机可以作为地质勘探、农林作业、海洋监测、空投空降以及训练等多用途使用,其中,Y12飞机的运输型、旅客型、地质勘探型以及海洋监测型已投入国内外市场交付用户使用,为中国民用飞机的出口做了探索性的工作。
2.Y12Ⅳ型飞机
1992年1月,哈飞自行设计研制Y12Ⅳ型轻型多用途飞机。Y12Ⅳ型飞机是Y12飞机系列的新型号,是在Y12Ⅱ型飞机基础上改进的。该机采用双发动机、带撑杆的上单翼、前三点固定式起落架、单垂尾、非增压舱、双驾驶布局。可乘19名旅客。可作目视、仪表飞行。在不增加发动机功率的情况下,采用气动措施,使起飞重量从5 300千克增加到5 670千克。Y12Ⅳ型飞机主要技术性能:最大起飞重量:5 670千克;最大着陆重量:5 400千克;空机重量:(货型)3 050千克,(客型)3 350千克;乘客人数:19人;最大平飞速度:325千米/小时;最大航程:1 310千米;起飞距离:495米;着陆距离:630米。
Y12Ⅳ型飞机按CCAR23部(FAR-23部)设计,1994年7月4日取得中国民航CAAC-AAD的型号合格证,1995年3月26日取得美国联邦航空局FAA型号合格证,是中国民用飞机唯一取得美国FAA型号合格证的飞机,9月25日经美国FAA的认可,CAAC-AAD又颁发了生产许可证,这标志着中国小型飞机制造能力得到国际上的认可,成为中国民用飞机研发史上的里程碑。1999年4月Y12Ⅳ型飞机获航空工业总公司科技进步奖二等奖。
3.Y12E型飞机
1999年7月,哈飞开始启动Y12E型飞机研制项目。2000年9月完成设计研制工作。11月,参加珠海航展,哈飞与四川航空公司签订10架Y12E型飞机的意向订货合同。2001年8月6日进行了首飞, 2001年12月,Y12E型飞机取得中国民航CAAC颁发的型号合格证。
Y12E型飞机,是哈飞在已取得FAA型号合格证的Y12Ⅳ型飞机基础上,充分考虑中国西部地区的气候、机场等使用条件,对Y12Ⅳ型飞机的动力系统、飞机操作系统、环境控制系统、起落架、内设等进行重新设计而研制的新机型。动力装置采用两台加拿大普朗特·惠特尼公司的PT6A-135A涡轮螺旋桨发动机;螺旋桨采用两副美国Hartzell公司的HC-D4N-3N/D9511FK四叶螺旋桨。螺旋桨为恒速、可顺桨和反桨、电加温防冰;更新了通讯导航电子设备,同时增加近地警告系统、座舱记录仪,以满足运营要求;采取综合措施降低舱内噪音,改善舒适性;修改维修大纲,改进维修方式,把定时维修的项目降到最低,降低用户的使用成本;最终加强了飞机的高温高原性能,提高舒适性和经济性,满足用户的需求,开辟了新的400千米左右的短途支线运输市场。该机在海拔3 000米的高原机场仍然具有很大的运载能力。
Y12系列飞机1987年获国务院颁发的国家重大技术装备奖,1989年获国家科技进步奖一等奖,1991年获国优金质奖章,1992年被评为黑龙江省名牌产品,1994年被评为中国名牌产品,2001年获科技发明创新证书, 2001年Y12型飞机起落架系统改进项目获国防科技工业武器装备型号研制铜奖。1984~2000年,Y12系列飞机累计销售120架,交付112架。其中,国内26架、占21.67%,国外94架、占78.33%;客运46架,占38.3%,通用航空17架、占14.2%,非民用57架、占47.5%。
4.Y12系列飞机技术成果
在Y12系列飞机开发研制过程中,哈飞不断加强技术创新和新技术、新工艺的开发研究,取得了高水平研究成果,为Y12系列飞机生产制造提供了有力的技术支撑。主要成果如下:
1986年,哈飞飞行试验室专门为Y12飞机适航性试飞研制起飞着陆性能视频测试系统。该系统首次将录像(视频)技术应用于飞机起飞着陆性能试飞,在Y12飞机取得外国型号证试飞中取得良好的效果,测试精度满足了Y12飞机起飞着陆性能测量要求。该系统测量精度高(3%),易于数字化,可与计算机配套使用,提高数据处理精度与速度。使用该系统进行起飞着陆测试时,还同时使用激光测距装置,以完善使用录像系统的定标工作,增加了系统测量的可靠性。1988年5月,英国适航局(CAA)官员对该系统进行了审查,并给予认可,认为该系统可用于民用飞机的适航性试飞。该成果1990年获航空部科技进步奖三等奖。
哈飞在国内没有冰风洞和模拟喷水飞机等实验条件不足的情况下,在国内第一次按照国外条例进行Y12飞机防冰系统的适航验证工作,采用分析计算和相应试验的方法,进行了补充验证,完全依靠国内条件通过了CAA的审查,避免了在国外做冰风洞试验,节省了大量的外汇。这些方法已被中国民航和英国CAA所接受,为今后国内飞机的适航验证工作提供经验。Y12飞机防冰系统于1987年取得中国民航在结冰条件飞行的合格证, 1990年7月通过英国CAA的适航审查,1991年获航空部科技进步奖二等奖。
剪切翼尖是当时世界上一种比较先进的机翼翼尖减阻措施。Y12飞机机翼是矩形机翼,翼尖弦长较大,采用剪切翼尖减阻措施取得良好的减阻效果。剪切翼尖在飞机上使用,在中国尚属首次,在国外也仅有DO-228、MU-300及BN-2等几种飞机采用剪切翼尖。Y12Ⅱ型飞机改为剪切翼尖后称为Y12Ⅳ型飞机,其改进内容与特点如下:①在机翼尖弦处加装选定的平面形状的剪切翼尖,减阻效果达到预期目的;②在减阻的同时保持良好的失速特性;③起飞襟翼由15度改为10度,改善了起飞操纵特性;④起飞重量增加370千克,有效商载增加280千克,载客由17人增加到19人,降低运输成本,提高了飞机的经济性;⑤更改操纵系统及舵面开度,以解决操纵和最低速度控制(Vmc)问题。该项成果1997年荣获航空工业总公司科技进步奖三等奖。
Y12Ⅳ型飞机系统安全性设计与分析方法是FAA对飞机进行适航审查的一项重要内容。哈飞将民用机系统安全性设计与分析技术应用于Y12Ⅳ型机研制和取得FAA型号合格证工作中,并归纳总结出安全性设计与分析技术对编制维修大纲、最低主设备放行清单(MMEL)、飞行手册等文件的指导作用及其相互关系,顺利通过了FAA和CAAC对Y12Ⅳ型机全机所有系统安全分析报告的联合审查。该项目的顺利完成,使哈飞此领域的技术水平达到国际20世纪90年代水平,1997年获航空工业总公司科技进步奖三等奖。
1992年7月,哈飞飞机设计所针对FAA审查Y12Ⅳ型飞机时提出的特殊要求,进行了Y12Ⅳ飞机尾翼结冰失速特性研究。其主要内容:①Y12Ⅳ型飞机尾翼结冰冰型的确定。因为国内没有冰风洞,所以主要依据国外有关资料进行计算。经过FAA三次审查,最后取得认可;②对Y12IV型飞机进行尾翼失速余度的计算与分析;③Y12Ⅳ型飞机尾翼结冰失速敏感性飞行试验。该成果1997年获航空工业总公司科技进步奖三等奖。
(二)运十一B型飞机
1987年底,哈飞开始对20世纪70年代初自行研制的运十一飞机进行改型设计,称为运十一B(Y11B)型飞机。该飞机装两台由南方动力公司研制的400马力活塞六庚发动机和新研制的螺旋桨,使其具有单发起、降性能和螺旋桨顺桨。该飞机具有防冻功能,飞机的商载大于1 000千克,成为一种较好的小型双发多用途农林专业飞机。同时,选装活塞六庚发动机和美国大陆公司的TSIO-550A发动机两个改型,以适应国内、外市场的需求。1990年12月,Y11B飞机首飞成功。Y11B飞机起飞着陆距离短,低空性能好,安全可靠,可在革地和土跑道起降,可用于农林作业,也可用于客运和小件货物运输。
(三)支线喷气客机
2001年12月18日,哈飞与世界第三大商用飞机制造商巴西航空工业公司签署了合作研制生产ERJ-145系列涡扇支线飞机的协议备忘录。2002年7月11日,国家计划委员会批准中巴合资总装50座级涡扇支线飞机项目。2003年1月13日,哈飞与巴西航空工业公司共同投资建立哈尔滨安博威飞机工业有限公司,合资期限15年。合资公司注册资本2 500万美元,巴方以专用工装、设备、工具、相关软件和部分现金的形式投入,占合资公司股份的51%;中方以总装厂房及相应设施、辅助工装设备、软硬件和部分现金的形式投入,占合资公司股份的49%。哈尔滨安博威飞机工业有限公司负责ERJ135/140/145系列飞机的制造、组装、销售和售后支援。该公司按照许可证方式生产包括ERJ—135、ERJ-140和ERJ-145在内的所有ERJ系列的涡扇支线飞机,主要在中国营销。合资公司具有年产24架30~50座级涡扇支线飞机能力,该系列飞机可以满足中国支线航空运输的需求。
ERJ-145系列支线飞机是巴西航空工业公司为满足日益增长的支线航空市场需求而研制的系列化涡扇支线飞机。ERJ-145系列支线飞机在基本型ERJ-145(50座)飞机的基础上,通过缩短机身,衍生出ERJ-135(37座)、ERJ-140(44座)两种飞机,并拥有延程型ER和远程型LR等型号。系列飞机采用高度通用设计,系统及部件通用性达98%,从而大大降低了飞机的使用费用。它采用系列化设计和国际合作研制方式,通用性强,大大节省了研制和生产费用,故其在性能、价格方面都有较强的市场竞争能力。市场营销和售后服务能力较强,可以为客户提供更好的售前和售后服务。
第一架50座级ERJ145系列支线喷气客机于2003年8月31日开始总装,12月16日首飞成功。这是中国第一次与国际先进商用飞机制造企业进行整机合资合作生产的第一架喷气支线客机。该客机具有结构设计效率高、维修简便、直接运营成本低、服役寿命长等优势。2004年首批2架ERJ145支线客机交付中国南方航空公司使用。截至2005年,已累计向东方航空公司和南方航空公司等航空公司交付10架机。通过国际合作,哈飞具备了生产制造具有国际先进水平的涡扇喷气支线客机的能力。
三、航空发动机、直升机传动系统
(一)航空发动机
20世纪70年代,国营伟建机器厂研制WJ5系列发动机,该发动力机具有互换性,用于民用客机、水上飞机和军用运输机,并可以代替原苏联发动机,先后装于AH-24、AH-26和AH-30飞机上,其中WJ5AI发动机是国产支线民航客机运七飞机的动力装置。90年代,哈飞和沈阳航空发动机研究所与美国通用电器公司合作开发WJ5E型发动机,各项性能指标均优于WJ5AI发动机。
(二)直升机传动系统
1.直八直升机传动系统
20世纪80年代哈飞研制生产的直八主减速器是国内生产的传递功率最高、吨位最大的直升机主减速器。在研制过程中,东安公司采用了大型镁合金机匣铸造防燃、高硬度齿圈插齿、铝合金镀硬铬等国内领先的工艺技术。
2.Z9直升机传动系统
20世纪80年代,哈飞设计制造Z9系列传动系统,由主减速器、尾减速器、主旋翼轴、尾传动轴和动力连接轴五大部件组成,是直升机上重要的传动部件, 广泛应用于Z9系列直升机,1992年9月通过国家评审鉴定。
3.直十一直升机传动系统
1992年,东安公司开始研制直十一传动系统,2000年12月整机设计定型,2001年4月12日获民航总局颁发的型号合格证,并投入小批量生产。
四、转包生产飞机零部件
哈飞自1979年开始进行“三来加工”形式的转包生产以来,经过20多年的不懈努力,转包生产已经实现了历史性的跨越和发展,先后为美国、英国、法国、荷兰、新加坡、加拿大、巴西等国的飞机制造商转包生产飞机零部件。从与世界上的二三流的飞机制造商发展到与波音、空中客车等世界顶尖的飞机制造商开展转包生产,使哈飞在飞机设计、工艺技术、生产设施、质量控制、项目管理和队伍建设方面都有了飞跃式提升,从而增强了企业在国际合作中的知名度和核心竞争力。
1986年初,哈飞与英国肖特公司签订SD-300、330飞机中央翼等几个部件转包生产合同。中央翼长7米,宽约2米,是飞机上大型受力部件,复杂件有3 000多种,是当时转包生产中最大的一个部件。同年6月15日,正式开始第一架中央翼散装件的铆接,年底完成首批两架中央翼的装配。后改为由哈飞自行采购材料和零件制造,1987年12月,完成第一架自制件SD-3中央翼的装配工作,到1989年底SD-3中央翼累计交付31架份。
同年,哈飞与英国宇航公司签订30架份BAe146飞机主起舱门转包生产合同。同年,中国民航购买了10架BAe146飞机,根据补偿贸易要求,英国宇航公司同意将BAe146飞机主起舱门的散件装配改为哈飞自行采购材料、自制零件装配,同时将30架份的散件装配合同调整为20架份,其余为哈飞自制件装配。同年,哈飞收到了法国宇航公司24套“海豚”自升机返销舱门的订单,当年完成第一套(6个舱门)生产任务。1987年12月,哈飞与英国宇航公司签订BAe146飞机前后货舱门、空调门、左右前起舱门、电子门、液压门等7种舱门合同额500多万美元的转包生产合同,1989年底加工首套舱门发往英国,截至1999年底累计生产BAe146飞机7种舱门1 517套。1993年,哈飞还与荷兰福克飞机公司签署福克100/200型飞机的应急舱门转包生产合同,并交付24个舱门。
1997年5月17日,哈飞在中国、法国、新加坡三国联合研制EC120直升机的基础上,又与新加坡科技宇航公司签订EC120直升机新加坡份额的尾梁/涵道尾桨、舱门等10种部件的转包生产合同。
2003年9月18日,哈飞与加拿大贝尔直升机有限公司在北京签订贝尔M430直升机机身和大部件供应合同。M430直升机是中型9座双发动机多用途直升机。按合同规定,哈飞根据贝尔公司提供的技术文件,生产M430直升机的机身、垂尾、平尾、侧端板、尾翼和仪表板等,已向加拿大贝尔公司交付3架机。
2005年4月26日,哈飞与美国波音公司签訂该公司新研制的21世纪梦幻飞机—-波音787飞机的复合材料翼身整流罩的转包生产合同,哈飞成为波音787飞机翼身整流罩的唯一供应商。7月21日,哈飞与欧洲空中客车西班牙公司签订A320飞机水平尾翼扭矩盒复合材料转包生产合同,总架份为546架,合同额约为300万美元。11月1日,哈飞与欧洲空中客车德国公司签订600架份A330飞机垂尾梁生产合同,合同总金额128.9万美元。
哈飞通过国际著名飞机制造商的飞机零部件转包生产,大大提高了企业的知名度,也显示了作为知名飞机制造商所应具有的技术实力,为全面开展与国际著名飞机制造商的合作奠定基础。