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AC313直升機
來源:互聯網

AC313直升機(英文名:AC313 helicopter,別名:昌河飛機工業(集團)有限責任公司 Z-8F-100)是中國自主研發的大型民用直升機,由中國航空工業集團有限公司(AVIC)研制生產。2007年,null受理AC313型號合格證申請,AC313研制全面開啟。2009年11月,完成總裝并交付試飛;2010年3月18日在江西null完成首飛。

AC313直升機的主要特點包括六葉主旋翼系統、并列雙駕駛構型、三臺渦軸發動機和前三點不可收放式起落裝置。這些設計提供了更大的升力和穩定性,并提高了操縱性和飛行穩定性。AC313直升機操縱系統設計巧妙,總距及縱橫向操縱聯動,輔以四軸自動駕駛儀,操作負荷小,飛行品質佳;其最大起飛重量為13.8噸,可一次性搭載27名乘客或運送15名傷員,最大航程為900公里,艙內容積為23.5立方米,高度為1.83米,最大飛行速度為336千米/小時。內部空間寬敞,AC313直升機能搭載兩名飛行駕駛員外加27名乘客。此外,AC313直升機還配備了數字化玻璃駕駛艙、自動駕駛系統等現代化設備,提高了飛行安全性和操作便利性。

AC313直升機被廣泛用于人員和貨物運輸、搜索營救、搶險救災、反恐維穩、醫療救護、旅游觀光、公務飛行等航空領域。曾2023年8月1日,由中國航空工業集團有限公司直升機所牽頭申報的“AC313大型民用直升機”項目榮獲2022年度江西省科學技術進步特等獎。AC313直升機填補了中國大型民用直升機研制的空白,使中國和歐、美、俄一樣具備自主研制大型直升機的能力,在中國直升機發展史上具有里程碑意義。

發展沿革

研發背景

AC313直升機是中國航空工業集團公司(AVIC)研制的一款大型民用直升機。它的研發背景源于中國對大型民用直升機市場需求的認識、中國在武裝直升機領域的技術積累以及前身項目的經驗。

市場需求

從大型民用直升機市場需求來看,中國作為世界第二大經濟體和人口最多的國家,隨著經濟的快速發展,對民用航空交通的需求也不斷增長。特別是在交通樞紐不便的地區,直升機具有獨特的優勢和廣闊的應用前景。然而,在AC313直升機研發之前,中國在大型民用直升機領域一直存在著技術空白。因此,為了滿足國內外客戶對大型直升機的需求,中國航空工業集團有限公司決定啟動AC313直升機的研發項目,填補這一空白,并提供高性能、可靠的直升機解決方案。

技術積累

武裝直升機領域技術積累來看,中國在軍用直升機領域具有豐富的經驗和技術積累。早在20世紀50年代,中國就開始研制和生產直升機,如直-5、直-8等型號。這些軍用直升機的研發經驗為AC313直升機的設計和制造提供了寶貴的參考和基礎。中國在直升機動力系統、飛行控制系統、結構強度等關鍵技術領域積累了豐富的經驗,為AC313直升機的研發奠定了堅實的技術基礎。

前身項目經驗

從前身項目經驗看,AC313直升機的研發過程中,有兩個前身項目對其產生了重要影響。

第一個前身項目是AC311直升機項目,AC311直升機是由中航工業研制、具有完全自主知識產權。

AC311直升機按照與國際接軌的適航標準進行設計和驗證,采用全數字化設計和制造技術,是一款2噸級單發單旋翼、帶尾槳式多用途民用直升機,最大巡航速度236公里每小時,航程590公里,被譽為“空中小精靈”。

第二個前身項目是Z-8F直升機的改進工作。Z-8F是中國軍隊使用的一款大型運輸直升機,原本是基于法國AS365直升機進行改進的。在Z-8F的改進過程中,中國航空工業集團有限公司積累了關于大型直升機設計、制造和改進的經驗,并將這些經驗運用到了AC313直升機的研發中。

發展歷史

前期立項

進入“十五”時期,中航民用航空電子有限公司提出研制直8民用型直升機的新思路,得到工信部等國家相關部委的大力支持,2002年批準立項,型號代號為直8F。2003年,直8F申請適航取證被中國民用航空局拒絕受理,原因是新版適航規章CCAR29-R1已經生效,基于原直8平臺的直8F不能滿足最新適航安全性標準要求。為此,結合新的適航規章和高原要求進行了平臺全面升級,啟動了直8F-100型機的研制。為適應新時期品牌發展戰略,規范民用直升機命名,直8F-100命名AC313。2007年,中國民用航空局受理AC313型號合格證申請,AC313直升機研制全面開啟。

AC313直升機的研發面臨著多個技術挑戰,但通過不斷的研究和實驗驗證,研發團隊成功地克服了這些挑戰,并取得了重要的技術突破。

首先,設計和制造一款大型需要解決復雜的飛行、結構強度、操縱性和安全性等問題。AC313直升機研發團隊對機身結構進行了優化設計,提高了機身的強度和剛度,保證了直升機在飛行過程中的穩定性和安全性。

其次,AC313直升機需要具備良好的升力和穩定性,以適應各種復雜環境下的飛行任務。為了實現這一目標,研發團隊對機翼和旋翼進行了精確的氣動設計,提高了直升機的升力效率和飛行穩定性。

此外,AC313直升機還需要配備高性能的航電系統、自動駕駛系統等先進技術。研發團隊對航電系統進行了全面升級,采用了先進的航空電子設備和通信導航系統,提高了直升機的操作性能和飛行安全性。

2008年5月12日,5·12汶川地震,國產救援直升機卻止步高原之外,為此昌河飛機工業(集團)有限責任公司加速開啟了AC系列民用直升機研制的新時代。

由此,直升機廠所加緊了對高原型直升機的研制。2008年,直升機廠所瞄準國際先進水平,開始研發AC313大型民用直升機,開啟了高原型機研制的新征程。2010年3月18日,AC313直升機成功實現首飛。

研制歷程

2007年,中航工業向適航當局提出了按照CCAR-29R1的適航要求和相關軍用標準,研制軍民通用大型運輸直升機。適航取證申請于當年7月獲得受理,拉開了AC313研制的序幕。

2008年,直升機人開始研發AC313直升機,徐朝梁擔任該型號總設計師,他重組了研發團隊,瞄準國際先進水平,開始了高原型機研制新的征程。

2008年年底,AC313完成總體設計方案評審。

2009年12月23日,完成科研樣機試制。

2010年3月18日,AC313在呂蒙機場實現首飛。

試飛歷程

高原試飛

2010年8月28日,AC313直升機首次進入青藏高原,開始進行調整試飛。

2011年9月2日,AC313成功飛越海拔8000米,改寫了世界直升機高原飛行的紀錄,充分驗證了其高原性能。

高寒試飛

2012年2月4日,在零下40攝氏度的低溫下,AC313直升機先后完成9.2噸、9.4噸、10.4噸有動力與無動力1500米和3500米最大不可超越速度(VNE)試飛,一舉創下國產直升機每小時336千米的飛行速度記錄。

2024年1月,中國航空工業集團有限公司發布,中國自主研制的大型民用直升機AC313A,在漠河市完成了首次高寒試飛,這也是AC313A第一次進行高寒試飛。

空中應急漂浮充氣試驗

2016年7月6日,AC313直升機又圓滿完成了一類風險試飛科目——空中應急漂浮系統充氣試驗(要求以140千米/小時的速度前飛時,飛行員啟動應急漂浮系統,對直升機兩側的4個氣囊進行充氣,以此確定應急漂浮系統待命狀態下的最大速度限制,并確保氣囊充氣過程中姿態變化可控),首創國產直升機應急漂浮試飛先河,標志著AC313直升機水上構型取得成功,意味著AC313直升機除了能滿足陸地運行,還具備跨水域運行和執行任務的能力。

大雨試飛

2017年3月24日,AC313直升機在江西景德鎮呂蒙機場圓滿完成大雨試飛適航驗證科目。AC313直升機首開國產大型直升機自然條件下大雨試飛先河,填補了國產大型直升機雨中試飛的空白,標志著AC313直升機具備在復雜氣象條件下飛行的能力。

取證情況

2012年1月5日,AC313獲得中國民用航空局頒發的型號合格證,成為世界上第一型取得4500米海拔地區A類適航證的大型民用直升機

2013年12月18日,AC313直升機通過中國民航局AEG審查,標志著這款亞洲最大噸位的直升機型號獲得進入民機市場的通行證。

技術特點

總體設計

AC313直升機的設計采用了直-8的基礎結構,直-8是中國效仿國外技術生產的一款重型直升機。

AC313直升機以復合材料球柔性旋翼系統、發動機全權限數字化電子調節控制、大面積復合材料結構、綜合化航電系統、數字化設計制造和最新適航安全性標準等為標志,同時采用抗墜毀座椅、告警系統和雙余度數字式自動駕駛儀,實現四軸控制,減輕駕駛負擔。

機體結構

外形設計

AC313直升機身長20.27米,寬5.2米,高6.66米。空重7.56噸 ,最大起飛重量13.8噸,有效載荷4噸,最大吊運5噸,操縱機構采用雙套并列式布置,正、副駕駛聯動,在它的機腹下面,該機加裝了吸水裝置,具備在一定高度懸停,用軟管在水庫或湖區水吸到水倉的能力。

AC313直升機的機身較寬,并配備了大型油箱,這使得它具有較大的航程和續航能力,能夠適應長時間、遠距離的任務需求。

主副槳葉布局

AC313 直升機的構型是常規的單旋翼帶尾槳構型,旋翼系統槳葉采用復合材料,主槳、尾槳榖采用材料,維護更便捷、故障率低。主旋翼由 6片復合材料槳葉組成,鈦合金球柔性槳轂; 尾槳采用5片復合材料尾槳葉,鈦合金球柔性結構型式尾槳榖。

起落架布局

AC313直升機起落架采用前三點、雙輪、不可收放式起落架,保證起降平穩、安全可靠。

動力系統

AC313直升機使用了法國賽峰的阿內托1C,是由法國賽峰公司研制生產的,這也是全球首款唯一投入使用的第五代渦軸,采用3D打贏和新一代單晶材料,相比第四代渦軸10級別的發動機,在體積和重量幾乎不變的情況下,功率提高了25%,油耗降低了15%,裝機之后,高原運載能力更是能提升40%以上,同時噪聲、排放等指標也得到有效增強。

阿內托1C,是阿內托1K的升級型號,以賽峰RTM322發動機為基礎研發,輸出功率最高以達2230KW。這款發動機據稱有超過200萬個小時的軍用任務飛行經驗。該發動機采用了先進的技術和高質量的材料,具有較輕的重量和較小的體積,能夠適應各種不同的應用場景,并且方便在現有的設備或系統中進行集成。同時,它具有較大的輸出功率,能夠滿足各種高強度作業的需求,提高了設備的整體性能。

航電系統

AC313直升機自主研發的綜合航電系統,是中國包括直升機、固定翼等所有飛行器在內的唯一通過適航取證的國產綜合航電系統,航電系統包括綜合顯示系統、通信識別系統、導航系統、飛參及音頻記錄系統、機電管理系統、儀表及其他傳感器等,能夠提高機型的飛行效率和安全性能。航電系統應用ARINC429和RS422數據總線為主要數據傳輸方式,并通過綜合顯示系統實現綜合控制和顯示。

座艙設計

座艙為全玻璃布局(all-glass cockpit),駕駛員的座位是典型的橫列兩側布局,機艙高有1.83米,艙內容積有23.5立方米。

AC313直升機座艙設計注重了舒適性和人機工程設計,為飛行員提供了寬敞舒適的駕駛環境。座艙布局合理,儀表盤和操縱系統維護方便,符合國際適航標準。此外,座艙內還配備有先進的航空電子系統,如平顯、多功能顯示器等,使飛行員能夠更加便捷地獲取飛行信息,提高了飛行安全性。

AC313直升機座艙內部還設有寬大座椅和防彈玻璃,以及通風與空調系統,保證了機組人員在長時間飛行過程中的舒適度。座艙頂部還安裝有救生設備,能夠在緊急情況下保護機組人員的安全。AC313直升機的整體座艙設計注重了實用性和舒適性的平衡,旨在為機組人員提供最佳的飛行環境。

安全保障

AC313直升機配有滅火系統,滅火系統能在同一動力艙內可連續進行兩次滅火,也可在兩個不同的動力艙內分別進行一次滅火;配有飛行控制系統和自動化系統,能夠提高飛行安全性能;采用了先進的傳動系統,具有更高的功率和可靠性,同時可以提供更好的加速和減速性能,提高了飛行安全性能;增裝了健康監測系統(HUMS),該系統可以實時監測直升機的各個系統的工作狀態,及時發現潛在的問題和故障,提高了飛行安全性能;采用了旋翼防除冰系統,該系統可以防止直升機在結冰條件下發生冰凍現象,提高了飛行安全性能;配備了緊急降落傘系統,可以在緊急情況下使用,保障機組人員和乘客的安全;采用了電子飛行控制系統,該系統可以提供更加精確的飛行控制,提高了飛行安全性能。

性能參數

AC313編號解釋

AC代表中航工業直升機公司(Avicopter)的縮寫。

“3”代表中國傳統文化中“三生萬物”的說法,象征著中國直升機產業的蓬勃發展;

“1”代表了直升機的技術層次;

“3”表示直升機安裝的渦軸發動機數量。

應用場景

AC313型直升機應用范圍可覆蓋中國全疆域,它被廣泛用于人員和貨物運輸、搜索營救、搶險救災、醫療救護、旅游觀光、公務飛行等航空領域。該機最大起飛重量為13.8噸,可一次性搭載27名乘客或運送15 名傷員,最大航程為900千米。

貨物運輸

AC313直升機艙內最多可載貨4噸,或外部吊運5噸。艙內可選裝手動或電動絞車,地板上設有系留裝置,可方便裝卸和固定貨物。

該型機還具備了優異的高原運輸性能,可以有效彌補我國西藏自治區等高原地區物資運輸的需求缺口。

搜索救援

AC313直升機配裝光電平臺、搜索燈、救援絞車、醫療擔架可以執行搜索營救任務,加裝應急漂浮系統還可以執行近海石油平臺運輸、海上應急救援等任務。

搶險救災

2015年4月9日,在云貴高原麗江市,AC313直升機在地震救援實戰演練中充分展現驗證了國產直升機具有良好的地震救援、搶險救災等能力。4月10日,AC313直升機執行了防火滅火作業性能科目的演示飛行。

醫療救護

AC313直升機在醫療救護時最多可搭載15副醫療擔架。從人員報警啟動應急救援調度協同系統開始,到地面分類檢傷、傷員信息識別、開辟空中綠色通道、調度救援直升機AC313到達現場、危重傷員在AC313直升機上緊急救治監護、空中生命支持系統介入治療、空天地一體化信息傳輸、空地協同醫療會診救治、AC313直升機與120救護車緊急轉運,整個航空救援流程,空地救護力量無縫銜接,充分體現了快速、精準、高效的航空醫學應急救援過程,實現了“救援現場—基地醫院”快速高效聯動,形成基于多級機構和指揮體系的業務協同能力,構建了“檢—監—救—治—送”有機整合的應急救援模式,提高急危重癥患者搶救成功率。

獲獎記錄

2018年11月5日,“中國航空學會科學技術獎”頒獎儀式在江門市舉行?!癆C313直升機雷電防護設計和驗證技術研究”項目榮獲二等獎。

2019年12月21日,由中國直升機設計研究所和中國航空工業集團有限公司昌河飛機工業(集團)有限責任公司選送參賽的AC313型直升機榮獲產品組裝備制造類金獎。

2022年11月19日下午,2022年度“中國航空學會科學技術獎”頒獎典禮在南昌青山湖區希爾頓歡朋酒店成功舉辦,AC313獲得中國航空學會科技進步特等獎。

2023年8月1日,江西省人民政府發布《關于2022年度江西省科學技術獎勵的決定》,由航空工業直升機所牽頭申報的“AC313大型民用直升機”項目經過形式審查、網評、專家會評、實地考察、復評等程序,榮獲2022年度江西省科學技術進步特等獎。

總體評價

AC313相比國外同類機型,有著先進的設計理念、友好高效的人機交互和舒適的駕駛艙環境,具備快速起降、精準灑水的能力,發揮著‘森林衛士’的作用,為航空護林提供了重要保障,成為我國航空護林的主力裝備之一。(總飛行師曹少林評)

中國航空工業集團有限公司研制生產的國產大型民用直升機,完全按照適航條例研制,整機性能達到國際第三代直升機水平,填補了中國大型民用直升機研制的空白,使中國和歐、美、俄一樣具備自主研制大型直升機的能力,在中國直升機發展史上具有里程碑意義。(中航民用航空電子有限公司評)

參考資料 >

World Industrial Design Conference concludes in Yantai.中國日報網.2023-10-30

中航工業民機群星璀璨.中國航空新聞網.2023-11-23

探尋AC313直升機的閃光航跡.中國航空新聞網.2023-10-30

中國航展上的國貨之“轂”:AC313直升機柔性主槳轂.中國航空新聞網.2023-10-30

國產AC313大型直升機可外部吊運5噸重貨物(圖).中國日報網.2023-10-31

AC313直升機.中國航空工業集團有限公司官網.2023-11-23

首次授予!AC313直升機榮獲2022年度江西省科技進步特等獎.中國航空新聞網.2023-10-30

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