东瀛旋翼初印象
2019-09-28老杨
老杨
日本空自静冈浜松基地,浜松救难队UH-60J直升机进行表演。
笔者在国内直升机产业工作。2017年11月7日-9日,受第6届亚澳直升机年会组委会特邀,公司组团赴日参会。那届年会上的日本直升机产业,给我留下了深刻印象。
2017届年会在日本石川县的金泽市举行,得到了美国直升机协会、日本东京大学、日本国立宇宙航空研究开发机构(JAXA)、三菱重工、川崎重工、富士重工、日本防卫厅航空装备研究所等机构的大力支持,吸引了包括韩国、澳大利亚、印度、土耳其、中国、美国、德国、法国、意大利等國家的直升机相关企业和学术机构参加,学术空气很浓。年会已经跻身全球三大直升机年会之一,2017届年会共收到了高质量的100余篇各类论文,投稿者不乏来自美国乔治亚理工大学、德国航宇中心(DLR)、法国国立航空研究机构(ONERA)、东京大学(日本排名第一的公立大学)、印度客机学院、清华大学、南京航空航天大学、韩国釜山国立大学等国际知名学术机构的权威人士。展会介绍了反映全球直升机发展潮流的一些型号,包括中国航空工业的AC352型直升机。
三家旋翼有千秋
日本国内共有3个大集团从事于直升机研制,分别为三菱重工、川崎重工、富士重工(现改称斯巴鲁集团),这3个集团都在年会上介绍了本集团的直升机产业。日本3大直升机生产单位各有特点。我举着一个华为P9plus手机,把演讲者展示的PPT文件一张张拍下来,唯恐错漏。这是—个了解同行的机遇,非常宝贵。
三菱重工三菱重工是日本最大的军工集团,造出了闻名于世的F-2战斗机和MRJ支线客机,展现了不凡的实力。直升机大客户自然是日本军方,其中尤以海上自卫队为重。
三菱重工开发出的日本版的“黑鹰”,其中较新的是这种SH-60K-KAI。
三菱重工的直升机研制、生产起始于上世纪50年代末,从总装西科斯基的直升机开始,其中为海自总装的型号较多,包括S-55、S-61、S-62、MH-53E。为空自总装的机型多为早期的S-55、S-62。针对陆自的需求主要是S-55。三菱大规模组装“黑鹰”,向日本三军供货,是从上世纪90年代以后开始的。
三菱重工在美版“黑鹰”的基础上,开发出了众多的日本版的“黑鹰”。其中较新的是SH-60K-KAI,专门为海自打造。为海自研发并已经投入批产的SH-60K根据海自的特殊要求对其桨叶的翼尖进行了改进,采用了上反加下反的新型翼尖,改善了旋翼翼尖涡流的互扰,提升了悬停效率,其原理类似于英国“超山猫”的Bump桨叶。除此之外,三菱重工还为该机研制着舰辅助系统、反潜系统等相关任务系统。
三菱的直升机生产相关设施位于日本小牧和大江。其中大江工厂负责工程设计、零部件制造,小牧北工厂负责传动系统的生产、研发,小牧南工厂负责部装、总装和试飞、客户服务等。从上世纪90年代至2017年,三菱重工共计交付给三军274架“黑鹰”,其中海自最多,约175架;空自54架;陆自只有40架。如今,两年过去了,总产量应该略有增加。
SH-60K采用了上反加下反的新型翼尖,改善了旋翼翼尖涡流的互扰,提升了悬停效率。
川崎重工OH-1武装侦察直升机是日本国产直升机的代表作。
总的来说,三菱重工的直升机发展严重依托于美国西科斯基(现已并入洛马),目前越来越集中于“黑鹰”,机型单一。由于没有新型号上马,三菱重工只能在“黑鹰”的基础上深耕细作,对任务系统、部分结构、旋翼系统的翼尖形式等进行改进。反观我国当初先引进法国“海豚”直升机,再进行消化吸收。三菱重工的做法与我们很类似。
川崎重工和三菱重工类似,川崎重工也需要“洋拐棍”才得以发展,不过川崎的合作对象比较杂乱,早期和贝尔、波音-伏尔托,80年代又和德宇航合作,2000年后又开始和阿古斯塔合作在日本国内总装AW101。
上世纪50年代,早期川崎重工通过贝尔公司授权,在日本组装贝尔-47轻型直升机。在贝尔-47基础上,川崎重工通过更换刚性旋翼等工作,开展了对直升机旋翼系统的研究,并进行了验证试飞,为后续的OH-1武装侦察直升机研制奠定了基础。
进入上世纪60年代,川崎转向串列式双旋翼直升机研制厂家伏尔托公司,并获得了V107(美军方编号CH-46)的授权生产。1968年,功率提升型的KV107IIA获得美国联邦航空局(FAA)和日本国土交通省航空局(JCAB)的认可。川崎共生产了160架该系列产品。80年代开始,川崎重工在波音-伏尔托公司授权下开始组装CH-47重型直升机,共计交付日本国内100架,2000年后则开始总装阿古斯塔公司的AW101三发大型直升机。
MCH101直升机,由日本川崎重工和欧洲的阿古斯塔-韦斯特兰(现改称莱奥纳多)公司合作研制,基础是AW101直升机。从尾舱门垂下的那个物体是美国诺斯罗普-格鲁曼公司研制的AN/AQS-24A机载探雷系统。此外该机还装备了AN/AES-1机载激光探雷系统,也是诺格公司研制的
科研方面,1977年,德宇航即MBB和川崎重工经过多年洽谈,决定开发一款轻型双发民用直升机BK117(即现在空客直升机的H145),其合作模式类似于中欧合作的H175/AC352,其中川崎重工负责传动、机身结构、控制系统、动力系统、燃油系统、电气系统。该机在1979年实现首飞,并随着时间的推移,不停地升级换代,截止目前已经交付全球用户超过1300架。
川崎重工在复合材料桨叶和无轴承旋翼系统研制方面累计了不少经验,两项工作均起始于上世纪80年代,并结合从波音一伏尔托公司获得的飞控技术,以及在BK117国际合作项目上累积的传动、机身结构、电气等经验,研制出了日本国产的OH-1武装侦察直升机,其气动外形类似于我国直19武装直升机。
进入2000年后,川崎重工一直希望通过在OH-1直升机研制上获得的经验,继续研制一款大型武装直升机,但由于发动机等关键系统受制于美国,被美国一票否决,项目不得已而终止。
目前,川崎重工在电传飞控、低成本的复合材料桨叶、一体化的传动和桨毂、机载任务系统等领域开展相关研究。直升机是军民两用的典型产品。美国严格控制日本企业获得直升机整机的研发制造能力,为此,川崎重工只能在一些细节上下工夫,整机能力逐年下降。
斯巴鲁集团2017年4月1日,受到欧美工业集团改名影响,为拓展影响力,原富士重工改名为斯巴鲁集团(富士重工旗下斯巴鲁汽车知名度很大)。斯巴鲁集团的主要产业涉及到乘用汽车和航空工业两大业务板块,其中航空工业又主要涉及固定翼、直升机、无人机和模拟机业务。2017年的时候斯巴鲁整个集团年产值为308亿美元,其中航空业务仅有12.85亿美元,仅占整个集团年产值的4.2%,约95%的产值来自汽车。
斯巴鲁集团的航空产业主要分布在3个地点,其中试验中心位于北海道;直升机研制位于中部的宇都宫(Utsunomiya)工厂;南部的半田(Handa)工厂则专门负责787、777等系列机型的转包生产,主要为波音的787和777提供中央翼盒和翼身整流罩,在空客380项目上,负责极小份额的结构件。
防务领域,斯巴鲁是日本空自和海自飞行员教练机的主要供应商,其提供的教练机包括T-1喷气式教练机(66架)、T-7基础教练机(49架)、T-5基础教练机(66架)。直升机方面,斯巴鲁主要合作对象为美国贝尔公司。日本空自和陆自的UH-1J通用直升机(130架)、UH-1B通用直升机(223架)、AH-1S武装直升机(89架)均由它在日本境内总装,同时日本陆自引进的AH-64D阿帕奇武装直升机(13架)也由斯巴鲁负责安装部分日本自行研制的航电和任务系统。
斯巴鲁也是驻日美军MV-22“鱼鹰”倾转翼旋翼机的主要维护保障提供商,并专门在该机的驻地木根津市建立了维护基地,为驻日美军提供完善的售后维护服务。
民用直升机方面,斯巴鲁早期曾经参与贝尔-204授权生产,但销量极小,后来仅作为贝尔公司在日本的授权售后服务供应商身份参与民用直升机产业。斯巴鲁同时也是菜奥纳多AW139型民用直升机的售后服务提供商。
2015年,日本陆自提出了替换目前现役老旧的UH-1休伊通用直升机的UH-X计划,当时的富士重工联合贝尔击败了川崎重工和空客直升机(原称欧洲直升机)的团队,被日本防卫厅选中。富士重工和贝尔的方案是以贝尔民用型的贝尔-412EPI为原型,对航电系统、机身结构等进行适应性改进,以满足陆自的要求。UH-X项目共计150架机,全部在日本生产,其中第一架机要求在2022年交付陆上自卫队。为了弥补日本国防部的开支,贝尔同意在日本国内为其专门研发一款民用型的贝尔-412EPX,在日本生产,并面向日本国内市场。预计这两款机将在日本生产销售超过20年。
和三菱重工以及川崎重工类似,斯巴鲁集团具备对平台进行改装、改进的能力,但一样缺乏整机研制能力。可以预见,在很长一段时间内,斯巴鲁只能在欧美企业“光环”笼罩下活动。
UH-X直升机。它用来替换陆自目前老旧的UH-1直升机。
自主其实不容易
匆匆参加完2017亚澳直升机年会,对日本直升机产业的感受很复杂。
从技术层面上,无论是三菱重工、川崎重工还是斯巴鲁集团,他们所选择的合作对象都是比较成熟的主流机型,特别是“黑鹰”这样的机型,技術起点比我国当年引进的“海豚”要高。日本航空人在合作过程中积累了大量的经验,在具体的领域,如电传飞控、复材桨叶、传动机构、机载任务系统等,放眼全世界,其水准也是领先的。一些独立研发的整机项目,如川崎OH-1直升机,若是能接着发展下去,推陈出新是早晚的事。
贝尔将为斯巴鲁专门研发一款民用型的贝尔-412EPX
但是,日本直升机产业的发展路径本身就受制于美国。轻型的,面临的管制可能还松一些,机型越往大了做,自主的梦想越难实现。美国已经把日本直升机产业绑上了自己的战车,不会坐视日本形成全面超越自己的产业能力,涉及到发动机等关键技术,无形的壁垒始终森严不破。
目前,斯巴鲁UH-X计划进展迅速,原型机已经完成首飞,正在接受进一步测试。其民用型贝尔-412EPX也分别通过FAA和JCAB的适航认证。另外,日本陆自也在计划下一代攻击直升机(AH-X),以取代现役的71架AH-1S,潜台词是希望在合作中获得更大的话语权。波音、空客、贝尔……列强都有逐鹿之意,最终鹿死谁手,还有待观察。
责任编辑:吴佩新