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AC313直升机

AC313直升机(英文名:AC313 helicopter,别名:昌飞 Z-8F-100)是中国自主研发的大型民用直升机,由中国航空工业集团有限公司(AVIC)研制生产。2007年,受理AC313型号合格证申请,AC313研制全面开启。2009年11月,完成总装并交付试飞;2010年3月18日在江西完成首飞。

AC313直升机的主要特点之一是其六叶主旋翼系统。这种设计可以提供更大的升力和稳定性,使得直升机在各种环境条件下都具有出色的飞行表现。此外,直升机还配备了尾桨和平衡翼,以提高操纵性和飞行稳定性。AC313直升机最大起飞重量为13.8吨,高度为1.83米,舱内容积有23.5立方米,最大飞行速度为336千米/小时,最大航程为900千米。内部空间宽敞,AC313直升机能搭载两名飞行驾驶员外加27名乘客。此外,AC313直升机还配备了数字化玻璃驾驶舱、自动驾驶系统等现代化设备,提高了飞行安全性和操作便利性。

AC313直升机被广泛用于人员和货物运输、搜索营救、抢险救灾、反恐维稳、医疗救护、旅游观光、公务飞行等航空领域。曾2023年8月1日,由中国航空工业集团有限公司直升机所牵头申报的“AC313大型民用直升机”项目荣获2022年度江西省科学技术进步特等奖。AC313直升机填补了中国大型民用直升机研制的空白,使中国和欧、美、俄一样具备自主研制大型直升机的能力,在中国直升机发展史上具有里程碑意义。

发展沿革

研发背景

AC313直升机是中国航空工业集团公司(AVIC)研制的一款大型民用直升机。它的研发背景源于中国对大型民用直升机市场需求的认识、中国在武装直升机领域的技术积累以及前身项目的经验。

市场需求

从大型民用直升机市场需求来看,中国作为世界第二大经济体和人口最多的国家,随着经济的快速发展,对民用航空交通的需求也不断增长。特别是在交通枢纽不便的地区,直升机具有独特的优势和广阔的应用前景。然而,在AC313直升机研发之前,中国在大型民用直升机领域一直存在着技术空白。因此,为了满足国内外客户对大型直升机的需求,中国航空工业集团有限公司决定启动AC313直升机的研发项目,填补这一空白,并提供高性能、可靠的直升机解决方案。

技术积累

武装直升机领域技术积累来看,中国在军用直升机领域具有丰富的经验和技术积累。早在20世纪50年代,中国就开始研制和生产直升机,如直-5、直-8等型号。这些军用直升机的研发经验为AC313直升机的设计和制造提供了宝贵的参考和基础。中国在直升机动力系统、飞行控制系统、结构强度等关键技术领域积累了丰富的经验,为AC313直升机的研发奠定了坚实的技术基础。

前身项目经验

从前身项目经验看,AC313直升机的研发过程中,有两个前身项目对其产生了重要影响。

第一个前身项目是AC311直升机项目,AC311直升机是由中航工业研制、具有完全自主知识产权

AC311直升机按照与国际接轨的适航标准进行设计和验证,采用全数字化设计和制造技术,是一款2吨级单发单旋翼、带尾桨式多用途民用直升机,最大巡航速度236公里每小时,航程590公里,被誉为“空中小精灵”。

第二个前身项目是Z-8F直升机的改进工作。Z-8F是中国军队使用的一款大型运输直升机,原本是基于法国AS365直升机进行改进的。在Z-8F的改进过程中,中国航空工业集团有限公司积累了关于大型直升机设计、制造和改进的经验,并将这些经验运用到了AC313直升机的研发中。

发展历史

前期立项

进入“十五”时期,中航民用航空电子有限公司提出研制直8民用型直升机的新思路,得到工信部等国家相关部委的大力支持,2002年批准立项,型号代号为直8F。2003年,直8F申请适航取证被中国民用航空局拒绝受理,原因是新版适航规章CCAR29-R1已经生效,基于原直8平台的直8F不能满足最新适航安全性标准要求。为此,结合新的适航规章和高原要求进行了平台全面升级,启动了直8F-100型机的研制。为适应新时期品牌发展战略,规范民用直升机命名,直8F-100命名AC313。2007年,中国民用航空局受理AC313型号合格证申请,AC313直升机研制全面开启。

AC313直升机的研发面临着多个技术挑战,但通过不断的研究和实验验证,研发团队成功地克服了这些挑战,并取得了重要的技术突破。

首先,设计和制造一款大型需要解决复杂的飞行、结构强度、操纵性和安全性等问题。AC313直升机研发团队对机身结构进行了优化设计,提高了机身的强度和刚度,保证了直升机在飞行过程中的稳定性和安全性。

其次,AC313直升机需要具备良好的升力和稳定性,以适应各种复杂环境下的飞行任务。为了实现这一目标,研发团队对机翼和旋翼进行了精确的气动设计,提高了直升机的升力效率和飞行稳定性。

此外,AC313直升机还需要配备高性能的航电系统、自动驾驶系统等先进技术。研发团队对航电系统进行了全面升级,采用了先进的航空电子设备和通信导航系统,提高了直升机的操作性能和飞行安全性。

2008年5月12日,5·12汶川地震,国产救援直升机却止步高原之外,为此昌河飞机工业(集团)有限责任公司加速开启了AC系列民用直升机研制的新时代。

由此,直升机厂所加紧了对高原型直升机的研制。2008年,直升机厂所瞄准国际先进水平,开始研发AC313大型民用直升机,开启了高原型机研制的新征程。2010年3月18日,AC313直升机成功实现首飞。

研制历程

2007年,中航工业向适航当局提出了按照CCAR-29R1的适航要求和相关军用标准,研制军民通用大型运输直升机。适航取证申请于当年7月获得受理,拉开了AC313研制的序幕。

2008年,直升机人开始研发AC313直升机,徐朝梁担任该型号总设计师,他重组了研发团队,瞄准国际先进水平,开始了高原型机研制新的征程。

2008年年底,AC313完成总体设计方案评审。

2009年12月23日,完成科研样机试制。

2010年3月18日,AC313在吕蒙机场实现首飞。

试飞历程

高原试飞

2010年8月28日,AC313直升机首次进入青藏高原,开始进行调整试飞。

2011年9月2日,它创造了飞越海拔8472米的高度记录,创造了同吨位直升机海拔8000米的升限记录,充分验证了AC313直升机的高原性能。

高寒试飞

2012年2月4日,在零下40摄氏度的低温下,AC313直升机先后完成9.2吨、9.4吨、10.4吨有动力与无动力1500米和3500米最大不可超越速度(VNE)试飞,一举创下国产直升机每小时336千米的飞行速度记录。

2024年1月,中国航空工业集团有限公司发布,中国自主研制的大型民用直升机AC313A,在漠河市完成了首次高寒试飞,这也是AC313A第一次进行高寒试飞。

空中应急漂浮充气试验

2016年7月6日,AC313直升机又圆满完成了一类风险试飞科目——空中应急漂浮系统充气试验,首创国产直升机应急漂浮试飞先河,标志着AC313直升机水上构型取得成功,意味着AC313直升机除了能满足陆地运行,还具备跨水域运行和执行任务的能力。

大雨试飞

2017年3月24日,AC313直升机在江西景德镇吕蒙机场圆满完成大雨试飞适航验证科目。AC313直升机首开国产大型直升机自然条件下大雨试飞先河,填补了国产大型直升机雨中试飞的空白,标志着AC313直升机具备在复杂气象条件下飞行的能力。

取证情况

2012年1月5日,AC313获得中国民用航空局颁发的型号合格证,成为世界上第一型取得4500米海拔地区A类适航证的大型民用直升机

2013年12月18日,AC313直升机通过中国民航局AEG审查,标志着这款亚洲最大吨位的直升机型号获得进入民机市场的通行证。

技术特点

总体设计

AC313直升机的设计采用了直-8的基础结构,直-8是中国效仿国外技术生产的一款重型直升机。

AC313直升机大量使用复合材料,延长使用寿命;机舱容量大,采用结构预留、空间预留设计准则;抗坠毁座椅、告警系统使直升机更安全、可靠;设计灵活多样,可加装各种特种作业任务设备;采用双余度数字式自动驾驶仪,实现四轴控制,减轻驾驶负担;低油耗、高可靠性发动机

机体结构

外形设计

AC313直升机身长20.27米,宽5.2米,高6.66米。空重7.56吨 ,最大起飞重量13.8吨,有效载荷4吨,最大吊运5吨,操纵机构采用双套并列式布置,正、副驾驶联动,在它的机腹下面,该机加装了吸水装置,具备在一定高度悬停,用软管在水库或湖区水吸到水仓的能力。

AC313直升机的机身较宽,并配备了大型油箱,这使得它具有较大的航程和续航能力,能够适应长时间、远距离的任务需求。

主副桨叶布局

AC313 直升机的构型是常规的单旋翼带尾桨构型,旋翼系统桨叶采用复合材料,主桨、尾桨榖采用材料,维护更便捷、故障率低。主旋翼由 6片复合材料桨叶组成,钛合金球柔性桨毂; 尾桨采用5片复合材料尾桨叶,钛合金球柔性结构型式尾桨榖。

起落架布局

AC313直升机起落架采用前三点、双轮、不可收放式起落架,保证起降平稳、安全可靠。

动力系统

AC313直升机使用了法国赛峰的阿内托1C,是由法国赛峰公司研制生产的,这也是全球首款唯一投入使用的第五代涡轴,采用3D打赢和新一代单晶材料,相比第四代涡轴10级别的发动机,在体积和重量几乎不变的情况下,功率提高了25%,油耗降低了15%,装机之后,高原运载能力更是能提升40%以上,同时噪声、排放等指标也得到有效增强。

阿内托1C,是阿内托1K的升级型号,以赛峰RTM322发动机为基础研发,输出功率最高以达2230KW。这款发动机据称有超过200万个小时的军用任务飞行经验。该发动机采用了先进的技术和高质量的材料,具有较轻的重量和较小的体积,能够适应各种不同的应用场景,并且方便在现有的设备或系统中进行集成。同时,它具有较大的输出功率,能够满足各种高强度作业的需求,提高了设备的整体性能。

航电系统

AC313直升机自主研发的综合航电系统,是中国包括直升机、固定翼等所有飞行器在内的唯一通过适航取证的国产综合航电系统,航电系统包括综合显示系统、通信识别系统、导航系统、飞参及音频记录系统、机电管理系统、仪表及其他传感器等,能够提高机型的飞行效率和安全性能。航电系统应用ARINC429和RS422数据总线为主要数据传输方式,并通过综合显示系统实现综合控制和显示。

座舱设计

座舱为全玻璃布局(all-glass cockpit),驾驶员的座位是典型的横列两侧布局,机舱高有1.83米,舱内容积有23.5立方米。

AC313直升机座舱设计注重了舒适性和人机工程设计,为飞行员提供了宽敞舒适的驾驶环境。座舱布局合理,仪表盘和操纵系统维护方便,符合国际适航标准。此外,座舱内还配备有先进的航空电子系统,如平显、多功能显示器等,使飞行员能够更加便捷地获取飞行信息,提高了飞行安全性。

AC313直升机座舱内部还设有宽大座椅和防弹玻璃,以及通风与空调系统,保证了机组人员在长时间飞行过程中的舒适度。座舱顶部还安装有救生设备,能够在紧急情况下保护机组人员的安全。AC313直升机的整体座舱设计注重了实用性和舒适性的平衡,旨在为机组人员提供最佳的飞行环境。

安全保障

AC313直升机配有灭火系统,灭火系统能在同一动力舱内可连续进行两次灭火,也可在两个不同的动力舱内分别进行一次灭火;配有飞行控制系统和自动化系统,能够提高飞行安全性能;采用了先进的传动系统,具有更高的功率和可靠性,同时可以提供更好的加速和减速性能,提高了飞行安全性能;增装了健康监测系统(HUMS),该系统可以实时监测直升机的各个系统的工作状态,及时发现潜在的问题和故障,提高了飞行安全性能;采用了旋翼防除冰系统,该系统可以防止直升机在结冰条件下发生冰冻现象,提高了飞行安全性能;配备了紧急降落伞系统,可以在紧急情况下使用,保障机组人员和乘客的安全;采用了电子飞行控制系统,该系统可以提供更加精确的飞行控制,提高了飞行安全性能。

性能参数

AC313编号解释

AC代表中航工业直升机公司(Avicopter)的缩写。

“3”代表中原地区传统文化中“三生万物”的说法,象征着中国直升机产业的蓬勃发展;

“1”代表了直升机的技术层次;

“3”表示直升机安装的涡轴发动机数量。

应用场景

AC313型直升机应用范围可覆盖中国全疆域,它被广泛用于人员和货物运输、搜索营救、抢险救灾、医疗救护、旅游观光、公务飞行等航空领域。该机最大起飞重量为13.8吨,可一次性搭载27名乘客或运送15 名伤员,最大航程为900千米。

货物运输

AC313直升机舱内最多可载货4吨,或外部吊运5吨。舱内可选装手动或电动绞车,地板上设有系留装置,可方便装卸和固定货物。

该型机还具备了优异的高原运输性能,可以有效弥补我国西藏自治区等高原地区物资运输的需求缺口。

搜索救援

AC313直升机配装光电平台、搜索灯、救援绞车、医疗担架可以执行搜索营救任务,加装应急漂浮系统还可以执行近海石油平台运输、海上应急救援等任务。

抢险救灾

2015年4月9日,在云贵高原丽江市,AC313直升机在地震救援实战演练中充分展现验证了国产直升机具有良好的地震救援、抢险救灾等能力。4月10日,AC313直升机执行了防火灭火作业性能科目的演示飞行。

医疗救护

AC313直升机在医疗救护时最多可搭载15副医疗担架。从人员报警启动应急救援调度协同系统开始,到地面分类检伤、伤员信息识别、开辟空中绿色通道、调度救援直升机AC313到达现场、危重伤员在AC313直升机上紧急救治监护、空中生命支持系统介入治疗、空天地一体化信息传输、空地协同医疗会诊救治、AC313直升机与120救护车紧急转运,整个航空救援流程,空地救护力量无缝衔接,充分体现了快速、精准、高效的航空医学应急救援过程,实现了“救援现场—基地医院”快速高效联动,形成基于多级机构和指挥体系的业务协同能力,构建了“检—监—救—治—送”有机整合的应急救援模式,提高急危重症患者抢救成功率。

获奖记录

2018年11月5日,“中国航空学会科学技术奖”颁奖仪式在江门市举行。“AC313直升机雷电防护设计和验证技术研究”项目荣获二等奖

2019年12月21日,由中国直升机设计研究所和中国航空工业集团有限公司昌河飞机工业(集团)有限责任公司选送参赛的AC313型直升机荣获产品组装备制造类金奖。

2022年11月19日下午,2022年度“中国航空学会科学技术奖”颁奖典礼在南昌青山湖区希尔顿欢朋酒店成功举办,AC313获得中国航空学会科技进步特等奖

2023年8月1日,江西省人民政府发布《关于2022年度江西省科学技术奖励的决定》,由航空工业直升机所牵头申报的“AC313大型民用直升机”项目经过形式审查、网评、专家会评、实地考察、复评等程序,荣获2022年度江西省科学技术进步特等奖。

总体评价

AC313相比国外同类机型,有着先进的设计理念、友好高效的人机交互和舒适的驾驶舱环境,具备快速起降、精准洒水的能力,发挥着‘森林卫士’的作用,为航空护林提供了重要保障,成为我国航空护林的主力装备之一。(总飞行师曹少林评)

中国航空工业集团有限公司研制生产的国产大型民用直升机,完全按照适航条例研制,整机性能达到国际第三代直升机水平,填补了中国大型民用直升机研制的空白,使中国和欧、美、俄一样具备自主研制大型直升机的能力,在中国直升机发展史上具有里程碑意义。(中航民用航空电子有限公司评)

参考资料

World Industrial Design Conference concludes in Yantai.中国日报网.2023-10-30

中航工业民机群星璀璨.中国航空新闻网.2023-11-23

探寻AC313直升机的闪光航迹.中国航空新闻网.2023-10-30

中国航展上的国货之“毂”:AC313直升机柔性主桨毂.中国航空新闻网.2023-10-30

国产AC313大型直升机可外部吊运5吨重货物(图).中国日报网.2023-10-31

AC313直升机.中国航空工业集团有限公司官网.2023-11-23

首次授予!AC313直升机荣获2022年度江西省科技进步特等奖.中国航空新闻网.2023-10-30

展翅高飞!首次挑战海拔6000米!.中国航空新闻网.2023-11-23

国产大型直升机也能水上漂 AC313首试空中应急漂浮充气成功.新华网.2023-10-31

让历史照进未来:航空工业与祖国同呼吸共命运.中国航空新闻网.2023-11-23

航空工业以集团整体形象亮相南昌飞行大会.中国航空新闻网.2023-11-23

中国民用直升机仅200架 航空医疗救护是空白.中国日报网.2023-10-31

AC311直升机2020国内外市场需求达两三百架.中国新闻网.2023-11-03

美媒析中国直18F反潜直升机:太重多数舰艇无法搭载.中国新闻网.2023-11-03

AC313大型民用直升机通过成果鉴定,整体技术水平达到国际先进水平.中国日报网.2023-11-03

中国首架大型民用直升机AC313首飞成功.中国政府网.2023-11-03

航空工业昌飞凝心聚力谋发展,创新创效向未来.中国航空新闻网.2023-11-03

从直5到直20!国产直升机凤凰涅槃振翅舞.中国航空新闻网.2023-11-03

首次实现国产大型直升机飞抵海拔5200米的珠峰登山大本营,AC313的高原之路.今日头条.2023-11-03

腾飞,新生!AC313首飞12周年.中国航空新闻网.2023-11-23

航空工业昌飞凝心聚力谋发展,创新创效向未来.中国航空新闻网.2023-11-03

国产大型民用直升机AC313A完成首次高寒试飞.今日头条.2024-02-01

云端之上.中国航空新闻网.2023-11-03

首飞在即,AC313A铁鸟台试车.中国航空新闻网.2023-11-23

AC313:大雨高原随便飞 抢险灭火我都行.中国航空新闻网.2023-11-23

AC313成为首个正式进行通航的大型直升机.今日头条.2023-11-13

冬奥保障直升机背后航空应急救援在行动.中国航空新闻网.2023-11-07

中航工业昌飞成功研制亚洲最大的复合材料桨叶.中国航空新闻网.2023-11-23

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航空工业直升机所成果获中国航空学会科学技术奖.今日头条.2023-11-23

AC313获江西省工业设计大赛产品组金奖.今日头条·.2023-11-23

2022年度中国航空学会科学技术奖结果揭晓!.中国航空学会.2023-11-06