中国直升机该如何治好自己的“心脏病”

在直-6夭折之后，中国其实并没有彻底放弃直-5的替换和改造计划。1973年，加拿大来华展销PT-6T涡轴发动机，三机部就曾计划引进PT-6T的生产专利，实现在华生产并用于直-5的涡轴化改造。1975年，中国首先从加拿大引进了2台PT-6T涡轴发动机，交付122厂进行直-5的改造试验。从后来的大量试验结果可以看出，直-5使用PT-6T涡轴发动机后性能有了较大提高，比如起飞重量降低了500千克，悬停升限也提高至2050米，另外其安全性、高原适应性和噪音水平也均有较大改善。

在进行直-5的涡轴化改造之余，中国也在开展自行研制直-7双发大中型直升机的计划。位于景德镇的直升机所在上世纪70年代初研制直-7时，主要是考虑到直-5因采用单发布局而安全性较差和载重能力不足的问题，另外也是为了满足部队实施机降作战的需要，以及作为舰载直升机使用。其基本设想是采用2台改进的涡轴-5甲发动机，实用升限6000米，载重量预计可达3500千克，设计要求可以运送一个35人的加强排在野外实施机降作战。但到了80年代初，因国家有限的财力难以同时投资两种大中型直升机，为了给直-8的研制腾出人手和设备，直-7直升机被迫下马让路。

直-8是从1976年开始中国测绘仿制法国“超黄蜂”的直升机型号。而在此之前，中国其实已经先从法国购进了14架“超黄蜂”，并交予海军航空兵准备用于1980年的洲际导弹全程试验任务。落点在南太平洋的洲际导弹试验，要有航程较远和载重较大的舰载直升机配合，负责包括弹头低高度航迹测量、落点测量以及打捞数据仓等任务，为此必须首先对“超黄蜂”直升机进行部分改装。“超黄蜂”直升机的改装工作在1975年展开，当时共需要改装3种型号的4架机，包括装在打捞船上的搜索打捞型1架，分别装在打捞船和远洋测量船上的遥测型2架，以及装在打捞船上的航测型1架。引进和改装“超黄蜂”直升机的工作，不仅实现了中国舰载直升机从无到有的转变，也为后来仿制出直-8打下了基础。

由于“超黄蜂”与当时中国直升机的设计水平相比，超前太多，直-8的仿制工作曾出现过许多困难，而其中最麻烦的则莫过于寻找合适的涡轴发动机了。中国为此引进了法国TM-3C涡轴发动机，并在其基础上仿制出了涡轴-6发动机。直-8采用3台涡轴-6发动机，两台在减速器前，一台在后，每台最大起飞功率可达1128千瓦，虽然略小于TM-3C涡轴发动机的1171千瓦，但也是当时中国所能制造的最大涡轴发动机了。值得一提的是，在1987年由“超黄蜂”改装的中国首架反潜直升机首飞成功后，中国也曾试图将直-8改装为反潜直升机，用于接替“超黄蜂”反潜直升机。但由于涡轴-6发动机输出功率偏低和寿命偏短等问题始终未解决，“超黄蜂”一直没有等到反潜版直-8来接班，直到中国从俄罗斯引进“现代”级驱逐舰时一并引进卡-28反潜直升机。

直-8是中国第一种国产大中型多用途直升机，曾经被看做是我军海航和陆航发展的重要里程碑。不过虽然直-8早在1994年就已进入生产状态，但由于涡轴-6功率偏低、寿命偏短等性能问题始终未解决，直-8长期没有进入大规模量产阶段，我军陆航甚至被迫大量购入米-17来填补急需。直到2002年的珠海航展上，直-8F直升机的亮相才将直-8的大规模量产重新摆上台面。不同于采用涡轴-6的老直-8，新直-8F换装了进口自加拿大普惠公司的PT6B-67A发动机，每台最大起飞功率提高到了1448千瓦，整机升限也提高到了4700米。

在上世纪80年代准备发展陆军航空兵后，为了迅速填补武装直升机方面的漏洞，中国还从法国引进了“海豚”直升机的专利，开始生产直-9直升机，动力装置则采用2台法国“阿赫耶”1C涡轴发动机，每台功率522千瓦。之后为了实现直-9动力装置的国产化，1981年中国又从法国引进了阿赫耶系列发动机的技术资料，仿制出了起飞功率为492千瓦的涡轴-8发动机，并于1992年和1996年两次延长技术合作，在先后引进阿赫耶1D、1D1、1M和1M1型发动机的基础上，继续研制了涡轴8A（功率526千瓦）、涡轴8D（功率510千瓦）、涡轴8E（功率522千瓦）和涡轴8F（功率570千瓦）等发动机。

除了装备直-9直升机外，涡轴-8系列的涡轴-8C发动机还被应用在了技术源自直-9W的直-19武装直升机上。涡轴-8C是2005年中国在向法国购进200台阿赫耶2C发动机的同时，进行技术引进后生产的型号，功率可达626千瓦。在直-19直升机之外，涡轴8系列的涡轴8D发动机还曾被直-11直升机给采用，而该机原本计划采用的是美国霍尼韦尔公司的LTS101-700D-2发动机。

值得注意的是，直-19和直-11直升机的总设计师也正是直-10直升机的总设计师吴希明。直-10直升机是上世纪90年代，我军为了从根本上改变陆军航空兵的落后面貌，而研制的专用武装直升机。直-10原本计划采用加拿大普惠公司生产的PT6C-67C涡轴发动机，每台功率为1250千瓦功率。但在2007年却爆发了一场“PT6对华出售”风波，最终导致引进PT6C-67C发动机装备直-10计划的夭折。

引进加拿大普惠发动机的计划中断后，直-10当时唯一可选的发动机只剩下纯国产的涡轴-9，例如在2010年时就有国内媒体引述英国简氏消息称，中国为直-10武装直升机换发了国产发动机涡轴-9。涡轴-9又名“玉龙”发动机，是中国第一款自主设计的国产涡轴发动机，早期设计功率在950千瓦左右，与直-10原本设计的技战术指标要求相差甚远。而为了解决因为动力不足而导致的主机“超重”问题，直10只能被迫进行大幅减重设计，不仅要将原先配备的发动机喷口红外抑制装置拆除，载弹量也受到了限制，更别提安装顶部毫米波雷达了，这也导致之后的量产型直-10在装甲防护、火力输出和航电设备等方面的全面简配。

虽然靠着“减重”，直-10总算可以在2010年秋投入量产，并且达到了6400米的实用升限指标，不过涡轴-9发动机功率不足的这个问题却仍然一直制约着直-10的大范围列装和外销。一般海拔越高，空气越稀薄，发动机功率也就下降得越厉害，特别当海拔高度超过3000米的时候，发动机功率更是会下降40%左右。直-10的动力不足问题，在国内导致了我军驻守西南高原地区的陆航部队成为全军最后列装该机的部队。此外在2015年巴基斯坦陆军武装直升机国际招标期间，直-10也由于动力不足而导致的高原性能下降严重等问题，最终没有打败同样参与招标的美国AH-1Z、俄罗斯米-24和土耳其T-129武装直升机（其中美国AH-1Z已向巴基斯坦交货），痛失首次打入国际武装直升机市场的机会。

细分来看，最大起飞重量为10吨的美军AH-64“阿帕奇”武装直升机，使用的是两台通用动力的T700-GE-701D发动机，每台功率为1490千瓦；最大起飞重量为11吨的俄军米-28武装直升机，采用的是两台克里莫夫设计局的TV3-117VM发动机，每台功率为1640千瓦；最大起飞重量为10吨的俄军卡-50直升机也采用了两台TV3-117VM发动机，每台功率同样为1640千瓦；而最大起飞重量为6吨的欧洲虎式直升机则采用了2台MTR-390发动机，每台功率950千瓦。如果用“最大起飞重量/发动机功率”这一比值来简单衡量机动性，直-10即使按最大起飞重量7吨、发动机功率1000千瓦的数据来估算，在“阿帕奇”、米-28、卡-50和虎式之中也算是敬陪末座，更别提卡-50还采用了气动优势更加明显的共轴双旋翼布局了。

应该说，在直-10之后最令人瞩目的直升机型号莫过于直-20了，而直-20会用哪款发动机也一直都是很多人最关心的问题。目前直-20最大的可能会选用在2016年珠海航展亮相的国产涡轴-10发动机。这款发动机的功率级别在1600千瓦，超过了美国“黑鹰”直升机T700发动机的1490千瓦功率，已经足够保障直-20“上高原”的需要。当然在涡轴-10之外，中国还为直-20发动机准备了其他的备用选项，其中就包括涡轴-6C发动机和与法国共同研制的涡轴-16发动机，前者被直-18所采用，而后者则可能被配套给直-15。

直-18是在我国第一个大型民用直升机AC313的基础上研发的军用直升机，可用于中国陆军和海军部队执行运输空降任务。在动力装置方面，不同于AC313采用三台普惠的1450千瓦级别PT6B-67A涡轴发动机，直-18改用了3台国产涡轴-6C发动机（试验期可能用的是PT6B发动机），并于2015年2月在青藏高原试验期间，被央视曝光其突破了9000米以上的飞行高度记录。涡轴-6C是兰翔厂在失去直-8F动力大单后痛定思痛，在涡轴-6发动机的基础上，结合北航陈懋章教授的大小叶片技术推出的最新改进型，功率被提升到了1300千瓦级别，发动机首翻期也被提高至1500小时以上。

同样采用大小叶片技术的还包括涡轴-16发动机。直-15（AC352）原本计划采用两台1324千瓦的加拿大普惠PT6C - 67E涡轴发动机。但在2010年据国内媒体引述英国简氏消息，考虑到将来解放军装备的可能，中国已经选择抛弃普惠PT6C - 67E涡轴发动机，改为直-15配备中法合作研制的涡轴-16发动机（法方代号阿蒂丹3C）。涡轴-16采用两级离心压气机设计，属于四代涡轴，据法国赛峰公司介绍，涡轴-16发动机的最大功率可达1500千瓦，相比于PT6C - 67E发动机等竞争型号，其燃油消耗还另外降低了近一成。

而目前中国在研的最大直升机则莫过于是与俄罗斯合作研发的38吨级重型直升机了，该机实用升限5700米，未来可满足中国在抢险救灾和高原运输方面的需求。据去年9月俄罗斯卫星网的报道，中俄重型运输直升机将采用乌克兰马达西奇公司生产的D136-2改型发动机。D-136-2发动机发展自D-136发动机，而后者正是俄罗斯重型直升机米-26所采用的发动机型号，单台功率可达8500千瓦，D-136-2经过改进之后单台功率又进一步增至9100千瓦。同时鉴于俄乌两国之间的紧张关系，俄罗斯也在D-136-2发动机之外，拿出其为米-26研制的PD-12涡轴发动机作为备用方案。

当然在目前中乌已就涡轴发动机生产展开合作的情况下，主要供应中国市场的中俄重型直升机，未必会遇到俄罗斯那般被乌克兰“卡脖子”的尴尬情形。在2013年的天津直博会上，中国其实也曾透露过研制自己的2000千瓦和5000千瓦的两型大功率涡轴发动机的计划。当时俄罗斯《军工信使》还曾声称中国有可能购买俄罗斯的VK-2500发动机（功率为2000千瓦），并引进技术实现国产化。其实中国完全可以考虑购买一批该型发动机，或在两国航空合作的基础上联合设计研制一款更新型的大功率涡轴发动机。

我们可以发现，与战斗机、运输机和轰炸机等机型类似的是，中国在新一代直升机的研发过程中，同样面临着缺乏优秀国产涡轴发动机的难题。在1965年，聂荣臻就曾提出“通过仿制走到自行设计路上来”的直升机和涡轴发动机发展建议，但几十年过去了，中国的涡轴发动机研发却仍徘徊在仿制国外型号和寻求国外技术合作研发之间，始终没有真正走上一条真正中国本土化的发展之路。有的人看得更远，是因为站在了巨人的肩膀上。中国同乌克兰和法国在涡轴发动机上的技术合作，无疑为我们提供了一条借鉴他国经验从而实现弯道超车的契机。但在合作之余，中国其实更应注重利用这个过程来锻炼自己的人才队伍。

回顾中国直升机和涡轴发动机近60年的发展历程，从仿制到自制应该说是取得了巨大的成就，但其中也有许多教训值得我们警醒。按照直-8总师沈亨业在《中国直升机型号研制的10年》和北航教授李成智在《中国直升机研制简史》等论文中所提及的，由于在大陆军的军事观念下直升机一直不受各方重视，一套成熟的设计、使用和改进的发展路子也长期没有形成，直升机型号的设计与改进往往是被用户牵着鼻子走，有时甚至没有经过科学的论证就轻易被取消。其次，在直升机的研制方面，过去也常常出现发动机跟着主机型号转的现象，一旦主机型号下马，发动机也就等于“宣判了死刑”。结果造成发动机研制长期落后主机型号研制，甚至反过来制约了主机设计性能的实现。