速度與高度，用創新鑄造航空強國夢

劉宏福 何歡

直20是航空工業最新研制的第四代多用途直升機，代表當前中國直升機工業的最高水平，它的橫空出世見證了中國直升機工業技術能力的不斷提升，也彰顯了我國航空裝備領域跨越式發展。作為直升機研發的“國家隊”，航空工業直升機所在航空報國的征途上砥礪奮進，建立起與世界先進水平逐步接軌的設計、試驗和試飛技術體系，在產品、技術和能力等方面取得了輝煌成就，用“速度”和“高度”為國防建設和經濟發展作出了突出貢獻，這是國產直升機飛行的速度和高度，更是直升機所趕超國際先進的速度和打造中國直升機事業的高度。

攻堅克難 鑄造國產騰飛利器

我國國民經濟發展和國防建設的需要，推動了直升機工業自主研發和制造能力的提升，為產業的發展提供強勁的動力支持。中國直升機工業起步初期，工作基礎薄弱、各項資源匱乏、研制條件艱苦。伴隨著新中國的成長，中國直升機工業從無到有、從弱到強，取得了令人矚目的成就。

20世紀60年代末，國家在江西景德鎮成立了直升機設計研究所，在極端困難的條件下，直升機廠所聯合研制直8，為我國直升機事業打下了堅實基礎，培養鍛煉了一大批人才，初步探索出一條適合中國國情的直升機發展道路。直8的成功研制填補了我國大型直升機的空白，滿足了保衛祖國海域的急需，同時也使我國成為世界上少數幾個能生產大型直升機的國家之一。

1994年，我國第一個自行研制、擁有自主知識產權的直11型機首飛成功。不同于仿制、測繪仿制和改型設計，直11是第一次按照新機研制程序走完全過程的型號，它結束了我國沒有自行設計直升機的歷史。至此，直升機廠所成功邁出了自行設計研制直升機的步伐。從1991年開始研制到1994 年首飛成功的幾年，科研團隊先后攻克全機靜力試驗提前失穩、地面共振、地面長試、壽命與可靠性等技術難關。

直9武裝直升機的成功研制為我國自主研制具有世界先進水平的專用武裝直升機提供了技術和人才等多方面的保證。世紀之交，直10專用武裝直升機的研制拉開了國產直升機爭鋒世界的征程。2003年4月，直10成功首飛。此后歷經持續的優化設計。2012年11月，直10在珠海航展向公眾亮相。直10的研制的成功全面促進了我國直升機工業的跨越發展，形成第三代專用武裝直升機創新研發技術體系，同時帶動了航空渦軸發動機、直升機機載專用武器和輔機產業的快速發展，將中國直升機工業整體技術水平向前推進了20年。

直升機天然具有軍民兩用性，20世紀90年代，直升機廠所開展民用直升機研制。在直8基礎上，同時沿用直10技術成果研制的AC313系列直升機，飛行范圍可覆蓋我國全部疆域。AC311直升機的研制也是建立在軍機直11的基礎上，該機是我國首款通過AEG評審的民用直升機，打破了國外同類直升機民用市場上壟斷的局面。AC311升級版AC311A，利用新技術對現有民機平臺進行持續改進升級，使得國產直升機在這個細分市場上有了更具有競爭力的產品。

迄今為止，直升機所立足國內自主保障，大力推動科技創新，建立了較為完整的研發、生產、配套、材料等體系，形成了“軍民結合、一機多型、系列發展”的產品格局。從建業初期僅有的一個產品機型，發展到覆蓋不同重量的多型號、多系列直升機，鑄造了一個個中國騰飛的利器。當前，以直8、直9、直10、直11、直19和直20等為代表的系列直升機研發和交付，為我國國防建設作出了突出的貢獻。以AC311、AC313、AC352為代表的AC系列直升機以及AR500無人直升機為代表的國產民機，為提升社會公共服務能力和提高人民的生活水平發揮了重要作用。

銳意創新突破核心關鍵技術

核心關鍵技術的一次次突破，自主創新能力的提升極大地促進了國產軍民用直升機的發展。直20 是我國首次開展關鍵技術成熟度評估，首次應用電傳飛控系統，首次使用自主研制的旋翼防除冰系統等的國產直升機，直20的成功研制不僅填補了國內直升機的多項空白，而且實現直升機技術從第三代到第四代的跨越。

旋翼系統是直升機區別于其他飛行器的標志性部件，它是直升機完成垂直起降，前飛、側飛、后飛等各種飛行姿態的關鍵，旋翼技術水平也成為衡量直升機先進程度的關鍵指標。在20世紀80年代，為了實現自主創新，改變受制于人的境地，直升機所開始著手攻克旋翼系統關鍵技術，啟動先進旋翼原理樣機研制，先后突破球柔性槳轂、尖削后掠式槳葉外形、復合材料結構槳葉設計等關鍵技術，最終實現先進旋翼原理樣機裝機首飛。

通過全尺寸旋翼原理樣機的研制， 直升機所全方位掌握了旋翼研制的技術，從此結束了中國不能研制實用旋翼系統的歷史。直升機所以重點型號為牽引，逐步突破了全復合材料槳葉、球柔性槳轂旋翼系統設計技術，自主研發的大型復合材料槳葉、球柔性旋翼等第三代旋翼系統已裝機應用，廣泛裝備部隊。近10 年來，直升機所朝著更先進的旋翼技術發展邁進，在旋翼折疊和防除冰技術領域實現了突破，填補了國內空白;在無鉸/ 無軸承旋翼技術等第四代旋翼技術取得了重大進展，并掌握了智能旋翼研究中的一整套研發流程和關鍵技術。

我國地域遼闊，地形復雜，高原和高寒地區廣大，嚴峻的自然環境、地形地理條件給直升機的運用帶來了較大挑戰。要徹底解決直升機高原使用問題，必須突破直升機旋翼防/除冰技術。直升機所科研團隊立足國內自主研制，經多輪反復迭代，集智攻關，通過冰風洞試驗、噴灑塔試驗、空中真機試驗驗證，最終攻克了旋翼防/除冰關鍵技術難題，成功研制出了國內首套旋翼防/除冰系統。2018年，研發團隊開展國內首次直升機真實結冰云層的防除冰試飛并取得圓滿成功。

隨著以旋翼技術為代表的技術突破，直升機所同步攻克了以總體氣動、航空電子系統、飛行操縱與控制系統、民用直升機技術、無人直升機技術為代表的技術，具備了自主開展直升機總體設計和驗證的能力，掌握了直升機氣動設計技術，具備直升機氣動設計與分析能力;掌握了先進航電總體設計與系統動態綜合試驗技術;掌握了電傳飛控設計與系統動態綜合試驗技術。在民機領域，基本掌握了民用直升機適航取證技術，突破了民機適墜性、傳動系統“干運轉”等關鍵技術。在無人機關鍵技術上實現了重大突破，形成了無人機的自主研制能力，并達到了國內領先水平，這些關鍵技術的突破，使中國直升機工業邁上了新的臺階。

積極求變 厚植工程研制根基

從一份設計方案圖紙到一架直升機凌空而起，再到設計定型，背后有成千上萬的航空人賦予了直升機強健的生命。從最初的測繪仿制、引進專利，到后期的改進改型、聯合設計、共同開發，再到當前掌握關鍵技術、具備自主研制能力，直升機所始終堅持走創新驅動、自主研發的發展之路，建立了一套成熟的直升機研發流程，積累了豐厚的直升機工程經驗。

建所初期，薄弱的基礎條件制約了直升機關鍵技術的突破和重大項目的研發。直升機設計人員在山溝低矮房子里手工繪圖，型號研制和預研課題中大量計算和設計任務要派員工出差到外地租用外單位計算機來完成，嚴重影響了型號研制和技術發展。改革開放后，隨著國民經濟的發展，國家在直升機工程領域逐步加大投入，引進大型計算機用于直11輔助設計，完成了有關設計圖紙任務并發往所外，節約了大量時間和經費。

自20世紀90年代初開始，直升機所加強信息化條件建設，研發手段、工具不斷升級換代。1995年，直升機所引入新的設計軟件，首次在產品研制中采用了全三維實體設計方法。此后，直升機所加快了計算機軟硬件及網絡系統建設，大力引進數字化設計軟件，在其后一系列直升機型號研制中，均采用了三維數字化設計技術開展初步設計和詳細設計，這些設計直接面向企業的裝配和制造。

正是通過廣泛開展三維數字化設計和計算機工程出圖，為按節點完成日益繁重的型號研制任務提供了基本保障。2010年底，直升機所建立了以數字樣機設計技術為基礎，以產品數據管理為核心，以直升機產品研制過程為主線的數字化協同設計平臺，數字化研制成為直升機研制的基本模式。由標準件/材料/成品等設計資源庫、MBD工具集以及基于CI的技術狀態管理等構成的基于MBD的全三維直升機產品研制數字化體系有效提升了直升機協同和快速設計能力，不僅大大提高了設計效率、減少了70%以上的工作量，還提高了協同效率和產品設計質量。

2009年，直升機所天津研發中心掛牌成立，直升機所構建了津景協同研發以及設計與制造異地協同環境，按“一所兩地、一套體系”思路運行，津、景兩地協同辦公、協同研發，支撐了數個軍機民機和預研團隊800余人在天津所區工作，帶動型號研制工作不斷邁上新的高度。當前，直升機所建成了較為完善的直升機研發技術體系和數字化協同設計、制造環境，支撐了12個系列60余個新研或改型直升機型號的研制和改進改型。

試驗是直升機研制的重要一環，為直升機首飛和科研試飛提供了有力的依據和安全保障。建所早期，技術人員和工人白手起家，土法上馬，自行研制了各種試驗臺架等設施，逐漸摸索形成了龐大的直升機試驗數據和方法經驗。目前，直升機所逐步建成了覆蓋不同重量的直升機通用設計和驗證平臺， 包括：強度試驗、試飛測試兩個試驗中心;旋翼噪聲、低速風源、“鐵鳥”臺、旋翼塔四個大型綜合試驗平臺，電氣、燃/ 滑油、航電、飛控四個主機系統綜合聯試試驗室;打通了數字化設計生產線，有力提升了直升機設計、試驗驗證能力，形成了自主研制第三/ 四代直升機能力，試驗條件涵蓋直升機研制全過程。

近些年，直升機所加快研發模式轉變，實施跨學科的系統工程設計方法，注重定義用戶需求，集成所有學科和專業，構造一個從概念、生產到運行的結構化過程，從而將傳統的“需求滿足型”的研發模式向“需求驅動型”的研發模式轉變，直升機所已經在多個型號研制中推廣使用系統工程方法。目前，全球正在經歷智能制造轉型，直升機工程設計將繼續朝著數字化、設計與制造技術一體化和智能化方向發展。未來直升機工程設計能力提升將以需求論證和持續創新等兩大核心能力建設為重點，逐漸形成基于需求的正向研發模式，最終實現從傳統的“設計- 制造- 試驗”研制模式向“數字設計- 虛擬綜合-數字制造- 物理制造”工業新范式的跨越。

振翼藍天技術牽引打造一流

技術創新是引領直升機發展的第一動力，技術是型號孵化、產品研制和客戶服務保障順利開展的根本保證。當前，全球正在經歷新一輪科技和產業革命，直升機行業處于機遇和挑戰的新時期。為滿足研究所戰略轉型和未來發展對頂層策劃的需求，直升機所在國家實施創新驅動戰略背景下，以“策劃頂層技術發展，運籌型號和預研技術管控，搭建技術創新平臺，推動技術創新發展和應用”為主線，緊盯前沿技術和熱點動向，扎實推進技術創新。通過理念創新、制度創新、管理創新等多項舉措，著力打造領先創新力，并取得一系列重大突破。

直升機所圍繞軍民用直升機背景型號關鍵技術、基礎技術、前瞻性技術的研究，重點突出直升機特色專業的技術發展和能力提升，在總體氣動、旋翼傳動、結構強度、飛行控制、航電系統等領域取得了豐碩的科研成果，形成一大批自主知識產權技術與產品。直升機所專利申請實現年遞增20%，發明專利達到80%以上，重點型號及其預研成果中的專利數量占主導地位。截至2019年底，直升機所實現專利申請累計1300余項，獲授權專利證書共計500余項。

為激發科技人員的創新熱情，直升機所于2015年正式批準設立所級創新基金，先后完成變距多旋翼無人機技術、磁懸浮飛行技術、仿生撲翼飛行技術、無人機自主充電技術、有纜多旋翼飛行技術、自主避障飛行技術等一大批重要技術，研發出旋翼液壓阻尼器、便攜式可交互駕駛員操作PAD、航電光纖總線等科技產品，為直升機所航空產業提供源源不斷的發展動力。2019年，直升機所新成立了“創新特區”——科技創新中心，為具有創新意識的設計人員搭建創新平臺和環境，使其專注于重大技術攻關和前沿創新，致力打造若干以技術創新為使命、以產品集成為依托、以型號應用為最終目標的直升機新技術研發團隊。2020年4月11日，直升機所設立創新項目投資基金，首期投入金額6000萬元，將全部用于直升機前沿技術項目研究。

直升機所建立“前沿技術探索、基礎技術預研、關鍵技術攻關、批產技術提效”的技術創新體系，實現我國直升機技術全面發展;構建全項目管控能力和多項目精細化管理能力顯著提升，形成主導產業突出、業務結構合理、盈利能力增強的發展格局，建立起支撐組織高效運行的管理體系，知識工程初步建成，MBSE構架融入流程，建立全球人才共享機制，全方位提升研究所人才核心競爭力。

當前，直升機所站到了與國際同行同臺競技的新高度。直升機所構建具有完整的直升機研發技術體系，擁有總體氣動、動力學、旋翼傳動、系統試驗和綜合保障等40多個專業，具備覆蓋不同重量的直升機（含無人直升機）的通用設計和驗證平臺能力，形成了國產直升機譜系，強有力支撐了陸、海、空和武警部隊的裝備現代化和國民建設。

新一輪科技革命和產業變革為航空前沿技術、顛覆性技術提供了創新源泉。科技領域競爭日趨激烈，人工智能、無人駕駛、電動技術、量子技術、5G 等顛覆性技術的廣泛應用，可能對直升機產業產生顛覆性影響，未來直升機將朝著高速化、智能化、無人化等方向發展。直升機所也將持續加大自主創新投入，增加核心關鍵技術儲備，培育行業領軍人物和高端專業人才，進一步提高自主創新能力，為打造國際一流直升機研發機構奮輯前行。