创新之作卡-60

1999-06-07阿舟

航空知识 1999年12期

阿舟

1998年12月10日，在俄罗斯柳别尔乔试飞场上，一架新型军用直升机腾空而起，成功进行了首次试飞，向世界宣告了它的诞生。它就是俄罗斯卡莫夫设计局用了十多年时间研制成功的卡－60。此后，新闻媒体关于它的报道逐渐多起来，随之也慢慢揭开了它神秘的面纱。

对卡莫夫设计局来说，卡－60是他们敢于挑战、敢于突破的创新之作。该机不仅填补了前苏联和俄罗斯“半中型”直升机的空白，而且还首次突破了传统的共轴式双旋翼直升机的布局，采用了单旋翼带尾桨布局。更有甚者，该机还结束了前苏联、俄罗斯不采用涵道尾桨的历史，首次引入了西方的涵道尾桨技术。

突破与挑战

“半中型”填补空白

在前苏联和俄罗斯，无论在军用还是民用领域，都特别需要一种比中型直升机再小一些的“半中型”直升机。所谓“半中型”，就是指起飞重量为6至7吨、有效载重为2.5吨左右的一类直升机。

“半中型”直升机在西方应用十分普遍，例如，美国的S－76、贝尔－412，法国的SA－365直升机等。这些直升机也特别受欢迎，仅贝尔－412，在美国以外的其它国家就专利生产了数千架。

然而，在80年代的前苏联，“半中型”直升机却后继乏“机”。在50至60年代，“半中型”直升机还不缺乏，由米里设计局研制的，起飞重量为7吨的米－4就曾获得广泛应用。但是，米－4在70年代早就停产了，在军、民用部门使用多年的米－4也相继到了寿命。从70年代开始，米－4逐渐退出了“历史舞台”，于是，只好使用起飞重量12吨的米－8进行运输。随着石油价格的急剧上涨，用米－8进行运输越来越显得划不来，甚至还要亏本。

卡莫夫设计局拥有的直升机，有起飞重量12吨、有效载重5吨的中型直升机，如卡－32，也有起飞重量3.5吨的轻型直升机，如卡－26，但就是没有“半中型”直升机。卡莫夫设计局认为，“半中型”直升机无论在国内还是在国外，无论是在军用还是在民用领域，都有迫切的需求和广阔的市场，应该尽早填补这个空白，打入市场。

1982年苏联军方提出了研制一种起飞重量7吨左右的多用途军用直升机的要求，以取代米－8所承担的不合理的运输任务。并且，要求该机能运送一个全副武装的步兵班，需要时也能执行对地火力支援、侦察等任务。此外，还要求该机可靠性要高，使用费用要低。

对军方的要求，米里设计局和卡莫夫设计局都提出了自己的方案：米里设计局的方案是单旋翼带尾桨的米－36，卡莫夫设计局的方案仍采用了共轴式双旋翼方案，代号为B－60。军方认为，米－36较重，倾向于采用比它轻的B－60方案，但对其飞行速度较慢又不十分满意。

单旋翼构型突破传统

研制共轴式双旋翼直升机是卡莫夫设计局的传统和特长，然而，该设计局却作出了富有挑战性的选择：决定研制其并不熟悉的单旋翼直升机。这是因为，尽管共轴式双旋翼直升机有结构紧凑等优点，但其飞行速度却比单旋翼直升机慢。如果要满足军方对新直升机提出的速度要求，走单旋翼直升机的路子无疑是明智的。

1984年，卡莫夫设计局总设计师谢尔盖·维克多维奇·米哈耶夫毅然决定抛弃共轴式双旋翼的B－60方案，而采用了单旋翼带尾桨的卡－60方案。这个方案无论在起飞重量上，还是在飞行速度上均能满足军方所提出的要求，所以军方十分满意。

显然，这个方案对米哈耶夫来说是一种挑战，从搞了数十年的共轴式双旋翼直升机转向搞不熟悉的单旋翼直升机，这不仅需要有创新精神，而且还要有巨大的勇气。

涵道尾桨，“可以攻玉的它山石”

米哈耶夫不仅采用了单旋翼带尾桨的直升机，而且还决定采用前苏联从未搞过的涵道尾桨来代替普通的尾桨，显然，这又是对他的一大挑战。

涵道尾桨技术，为法国所特有，并为其直升机所普遍采用。与普通尾桨相比，它安全性好，飞行阻力也小，有利于提高直升机的飞行速度。米哈耶夫法国“这块石头”，“雕琢”成功了俄罗斯卡－60“这块玉”，应该说是对俄罗斯直升机事业的一大贡献。

设计局的一些技术人员曾经这样问这位总设计师：“您从前总是宣传共轴式双旋翼直升机的优越性，而现在却选择了单旋翼布局，并且还采用了涵道尾桨，这是为什么呢？”

米哈耶夫回答说：“直升机的每种构型，都有其值得重视的优点，也有其不可忽视的缺点。采用什么构型，要根据具体情况来确定。对卡－60来说，还是单旋翼带涵道尾桨的构型最好，最能发挥它的长处。”

设计特点

卡－60直升机装两台雷宾斯克（有资料称为奈宾斯基）发动机公司的РД－600В涡轮轴发动机。每台额定功率为1100轴马力（820千瓦），最大功率1300轴马力（970千瓦），单发应急功率可达到1550轴马力（1101千瓦）。这样大的功率可保证直升机在满载的情况下，飞行时速达到260公里。大功率还能提高飞行的安全性：如果一台发动机发生故障，另一台发动机仍可保证直升机继续飞行，直至安全落地。

该发动机的耗油率极低：在额定功率状态，其耗油率为200克/轴马力·小时；在最大功率状态，其耗油率为210克/轴马力·小时。

为研制高效率的发动机，雷宾斯克公司进行了大量试验，仅投入试验的发动机就多达24台。试验内容无所不包，例如鸟撞试验、防砂石试验、抗冰雹试验、抗子弹穿透试验等等。这种发动机在使用中能经受弹径为12.7毫米枪弹的打击。为在野外恶劣环境中使用，发动机装有防砂尘装置；为降低被红外探测器发现的概率，又装上了红外抑制器；为便于维护和在需要时更换部件，发动机采用了模块化设计；为提高使用可靠性，还为其装上了发动机控制和故障诊断系统。

卡－60旋翼系统采用4片复合材料桨叶，桨尖后掠，桨叶寿命可达到5000小时。旋翼噪声水平低，可耐受弹径为23毫米炮弹的打击。计划在批生产型直升机上采用5片桨叶旋翼，还可进一步降低噪声。该机装涵道尾桨，有11片桨叶。涵道尾桨能避免直升机在起飞、降落和低空飞行时，尾桨与地面障碍物相撞，也可避免在地面开车时对人员的伤害。

卡－60的机体广泛采用了复合材料，约占整个结构重量的50％。机身蒙皮外表涂有能吸收雷达波的涂层，可大大降低被雷达探测发现的概率。

机上的雷达、导航设备和夜视系统，可保证直升机能在任何气象条件下昼夜飞行。该机具有的机载激光告警器和红外干扰机，可有效提高直升机执行作战任务的生存能力。作为火力支援直升机使用时，它可装两挺7.62毫米口径或12.7毫米口径机枪，机身两侧各带一个Б－8В－7型80毫米直径无制导火箭弹发射器。作为侦察直升机使用，它能安装目标截获系统，并与卡－52战斗直升机配合，编队飞行共同执行任务，以便能将侦察到的目标信息传输给卡－52用于作战。

驾驶舱内装有两个并排的飞行员座椅：驾驶员在右，副驾驶员兼武器操作员在左。两名飞行员都有各自独立的操纵机构。该机采用可收放式后三点起落架，但在飞行中通常只把后起落架收入机身，需要时主起落架也可收进机身内。起落架装有吸能性能良好的减震支柱。当直升机在应急情况下以较大的垂直速度着陆时，起落架和座椅可吸收掉大部分撞击能量，从而保证飞行员的安全。

直升机在坠毁时，驾驶舱和乘员舱的变形也不会危及机上人员的生存，因为在设计时，就采取措施留出了为飞行员和乘员生存所必须的空间。该机装有抗坠毁油箱，可防止直升机坠毁时失火。机身两侧都设有专用的应急出口。运送兵员时，驾驶舱后面的货舱，可载16名全副武装的士兵，正好是一个步兵班。执行货运任务时，货舱可载军用物资2吨。用于机外吊挂作业，吊挂重量为3吨。用于救护，除机上的6副担架可运载6名伤病员外，还可随机安排3名医务人员。米哈耶夫曾说：“卡－60称得上是21世纪的直升机。与世界上同类直升机相比，它毫不逊色。”

卡－60一开始就是瞄准国际市场而设计的，所以它既符合俄罗斯国内的АП－29标准，又符合美国的FAR－29标准，并且能够满足国际民航组织规定的Ⅰ类飞行安全要求。卡－60因其销售价格低廉和使用费用低而具有较强的市场竞争力，它的售价要比美国的S－76便宜20％。俄罗斯军方用它来代替米－8直升机执行运输任务，其采购费用可减少40％，使用费用可减少60％。

1990年，卡莫夫设计局制作出了卡－60的实体模型。按原计划，卡－60应该在1993年进行首飞，但由于缺乏经费，研制计划只好暂时搁置，直到1998年12月10日，其第一架原型机才首飞。当月21日，第二架原型机出厂投入试飞。在卡－60研制工作暂时停顿期间，设计局将力量集中在了其民用型卡－62的研制上。卡－60改民用型并不困难，因为机体尺寸基本不变，只需拆去军用设备换装上乘员座椅即可。卡－62可载运16名乘客。

预计，卡－60要到21世纪初才能装备部队。

卡－60技术数据

旋翼直径13.5米

全长（旋翼转动）13.6米

机身长13.47米

全高4.2米

机宽（包括垂尾端板）3.1米

（包括主机轮）2.5米

起落架前后轮距4.73米

最大起飞重量6.5吨

最大有效载重（内部）2吨（外部）3吨

最大平飞时速300公里