[科普中国]-延安二号

概况

延安二号，是我国第一架自行设计并初步试飞成功的轻型直升机。该机由南京航空航天大学、西北工业大学和湖江机器厂共同研制完成。该机体积小，操纵简便可靠，振动较小，舱内噪音低，飞行稳定性和操纵性好。1975年9月首飞，没有定型生产。

该机是根据部队提出的要求进行设计的，与其他直升机研制不同的是：“延安二号”直升机是由高等院校承担设计、试制任务的唯一的直升机产品，该机件始由西北工业大学承担研制任务（故被命名为“延安二号”），后又随着高校专业的调整（直升机专业从西北工大调整集中到南航），“延安二号”的研制又转到南京航空学院（现称：南京航空航天大学）负责，湖江机器厂也参加了研制工作。“延安二号”从 1965年开始设计，1967年完成全机静力试验，1975年9月4日首次试飞成功。

研发历史偶得机密据收藏者王世清先生介绍，前几日他在南艺后街闲逛时，无意中发现了一套和飞机有关的资料。这套资料里有很多关于新中国早期飞机制造的内容，但有一沓资料都是关于一架名叫“延安二号”的直升机的，里面有1959年的“延安二号试飞文件”、1969年的“教学人员实习记录本”、1973年的“延安二号万向接头轴疲劳试验报告”、1975年的“延安二号试飞空测记录照片”等，另外还有一本当年研制过程中的工作照。

这些资料上大多是一些专业术语，外行基本看不懂，但凭着多年的收藏经验和对飞机的爱好，王世清决定将这批资料买下来。买回来后，他又赶紧上网搜索关于“延安二号”的资料，这一查发现，原来“延安二号”竟然是我国第一架自行设计并初步试飞成功的轻型直升机，在直升机研究史上有着重要的地位。

只是奇怪的是，网上的资料都显示，这架飞机是从1965年才开始研制，到1975年研制成功，为何自己买的资料里面会出现1959年的关于“延安二号”的资料呢？

哪年问世1959年就有，不过那架不能飞

记者和王世清先生来到南京航空航天大学的航空馆内，看到了这架传说中的“延安二号”。

这架飞机表面红黄白相间，在馆内大多数为银白色的飞机中显得格外显眼。不过这架飞机不大，在众飞机中显得比较“娇小”，个头也不高，只有2米多，和周围的其他飞机比较起来，宛如一个“小家碧玉”。但就是这样一架飞机，在中国直升机研究史上，却有着举足轻重的地位。

在南京航空航天大学，记者还找到了当年参与研制“延安二号”的老教授，他的名字叫高正，在我国直升机研究领域赫赫有名。在他的介绍下，记者对“延安二号”的来龙去脉渐渐有了清晰的了解。

关于为何在1959年也出现延安二号的文件，高正介绍说，1959年的“延安二号”和1965年开始研发的延安二号其实完全不一样。1958年在“大跃进”浪潮中，西北工业大学研制的“延安一号”飞机试飞成功，于是接着又开始研制“延安二号”。“延安一号”并不是直升机，而是普通的单翼飞机。而此时继续研制的“延安二号”直升机并未能进行试飞，只是做到地面系留试验（地面系留试验就是把飞机用绳索固定在地上，然后启动飞机，只让飞机悬空于地面上一小段距离，用来测试飞机的各项性能），而高空飞行就飞不起来。1959年之后因为国家进入困难时期以及技术等原因，“延安二号”研制任务就下马了。

到1965年，因为边防军事需要，轻型直升机的研制任务又被提上日程。当时，我国正经历困难时期，边防也不太安宁，特别是西部边界，边境线多为大雪山，气候恶劣，边防战士巡防特别困难，如果有战士生病受伤，都只能靠其他战士抬着走路下山治疗，来回就要好几天，环境非常恶劣。在这种环境下，国家于是向当时的西北工业大学提出要求研制一种可以供边防巡逻、侦察、运输物资的直升机。“延安二号”应运而生。

研制经过“延安二号”研制过程被迫中断三次

记者查阅了航空史资料，得知当时对“延安二号”的设计要求主要有：升限5000米，巡航速度180千米/小时，飞行半径500千米，乘员共两名，其中驾驶员1名，侦察员1名，每名乘员的额定重量为100千克。虽然目标明确，但“延安二号”的研制过程却一波三折。

在研究刚开始没多久，“文革”也来了，工程很快被耽搁，直到1967年，在“抓革命、促生产”、“复课闹革命”的号召下，研制工作才得以恢复。不过好景不长，到1969年研制工作不得不再次中断。过了一年，研制工作才又得以进行。 1970年末，西北工业大学的直升机设计专业奉命迁并到南京航空学院（即南京航空航天大学），“延安二号”的研制工作随之带到南京，搬迁工作再次使研制中断。“延安二号”研制过程共被迫中断了三次。

除了这些环境动荡因素，当时的技术也面临很大困难，既没有任何外来的技术支持，又缺乏实战经验，一切都得靠自己在实践中摸爬滚打。

当时，中国也有仿制的苏联直升机，但其吨位在7吨以上，只能作为原理上的参考，而“延安二号”是1吨级的轻型直升机，其原理就无法照抄。另外，直升机和平常滑跑起落的飞机不同，它能直上直下地飞行，又能前后左右飞行，其制造技术要比平常飞机难多了。世界上直升机比飞机晚出现几十年，就是因为直升机的技术难度要比飞机高很多。

直升机是通过顶上的桨叶旋转上天，桨叶在旋转时，转到每个角度所受的力都不一样，顺风方向的、逆风方向的，所在角度不同，受到的力就不同，同时飞机本身还要升高、前进等等。在这样一个受力不规则的条件下，怎样保持飞机的平衡，是一个非常难克服的问题。同时，直升机飞行时，除了发动机、减速器、传动轴，还有顶上的桨叶和尾桨都在转动，这就导致直升机的振动很大。所以在研制时，必须要解决振动问题。

事故牺牲一位技术人员因地面共振事故牺牲

据资料记载，“延安二号”在进行系留试车试验时曾发生“地面共振”事故，一位技术人员被桨叶打中，死时年仅33岁。

地面共振是长期困扰直升机设计师的一个难题。中学物理课上，老师可能会讲到这样一个故事：有一队士兵步伐一致地过桥，因为共振问题而导致桥塌，所有人都掉进了河里。直升机中的“地面共振”和这个例子中的共振也一样，共振轻则导致某一机体损坏，重则机毁人亡。而“延安二号”的这起死亡事故就是因为地面共振导致的。

专家介绍，为了避免地面共振，就要对飞机进行反复测试。在进行各项试验时，开飞机的都是设计人员自己，但高空试飞就必须由专门的飞行员来操控了，因为设计人员没有飞行执照。

在测试前，工作人员会事先在飞机需要测振的地方贴上感测仪，然后开动飞机进行试验，测出数据后要对数据进行计算分析，看其振动数据是否在安全范围内，如果超出范围就要对飞机相应部位进行修改。在王世清收集的资料里，就有一本当年对“延安二号”进行测振的数据图。从记录来看，这些数据基本上每隔几天就记录一次。

因为当时人们对地面共振的认识不足，我国还是第一次对地面共振问题真刀实枪地干，所以导致了事故发生。事故发生后，所有的研制人员都非常难受，毕竟一个年纪轻轻的技术骨干就这么没了。不过很快，大家从悲痛的情绪中走出来，决定一定要克服技术难题，开始夜以继日地进行分析计算和试验。当时还没有计算的电脑，一切都是靠手工计算。在大家的努力下，终于攻克了这一难题。

试飞成功1975年在南京东山机场试飞成功

1970年，“延安二号”直升机研制项目迁转到南航。

“延安二号”直升机的所有零部件，包括桨叶、尾桨、发动机等，都是我国自行设计制造的，并率先在国内使用了复合材料。复合材料有以下几个好处，首先它是非金属，不导电，遇到雷电天气就可避免被电到的危险；其次，复合材料不容易疲劳，金属材料会有疲劳度，像钢丝这样的材料，经过多次弯折后就会断裂，而复合材料不会出现这样的问题；此外复合材料可模压成型，只要模具做好，在流水线上生产的零件精度就是相同的。“延安二号”研制成功，复合材料功不可没。

1975年，“延安二号”被运往南京东山机场进行试飞，并且试飞成功，各项指标功能正常。1978年，“延安二号”的研制被授予“全国科学大会奖”。

当时，“延安二号”总共设计了3架，一架用于了“静力实验”，一架陈列在南航航空馆，还有一架就在南航的直升机研究所实验室里，已改造为教学试验设备供学生用。

“延安二号”的设计成功，开创了我国自行研制直升机的先河，锻炼了直升机研究队伍，给中国的直升机研究事业增添了一抹亮丽的色彩。3

特点“延安二号”的特点是操纵简便可靠，振动小，噪音低，飞行的稳定性和操纵性能好。“延安二号”的研制，走完了方案论证、设计、制造、试验、试飞的研制过程。并突破了一些关键技术。作为60年代的产品，它在设计中尽量采用当时的各种先进技术，如机身座舱、舱门及过渡段蒙皮均为复合材料结构，平尾及尾奖也采用了复合材料。后又将金属桨叶改为复合材料奖叶。特别是“延安二号”在旋翼奖叶固有特性测量和桨叶耦合振动的设计方面达到了较高的水平。

延安2号采用单桨带尾桨式布局，机身前部为驾驶舱、乘员舱，中部为发动机减速器舱，其下方立放1台活塞6丙型发动机，上方为主减速器以及旋翼系统。尾斜梁上端安装尾减速器以及双叶尾桨。机身前部是半硬壳铆接结构，正前面安装有机玻璃罩，机身中部主要承力件是钢管结构，上接旋翼、主减速器，前接机身前部，后接尾梁，两侧连接前三点式主起落架。旋翼系统为铰接式，主旋翼有3片矩形铝合金绞结桨叶，桨叶弦长为256毫米。1978年研制成功尖削比为1．2的梯形复合材料桨叶，具有更好的起动性能和耐疲劳特性。尾桨采用2片跷跷板式的半刚性桨叶，主要承力件为扁形的厚铝管梁。动力装置为活塞6丙型发动机，起飞功率为270马力，额定功率260马力，耗油率225－227克/马力．小时，带有冷却风扇和废气涡轮增压器。

延安2号体积小，操纵简便可靠，振动较小，而且座舱内噪声低，乘员间可以直接交谈，飞行稳定性和操纵性良好。该机在设计时就考虑尽量采用当时的先进技术，因此机身座舱、舱门以及过渡段蒙皮均采用复合材料，20世纪己70年代后期，又把金属桨叶更换为复合材料桨叶，大大提高了其飞行性能。该机在旋翼桨叶固有特性测量和桨叶耦合振动的设计方面达到了较高的水平。4

用途“延安二号”可用来执行侦察、巡逻和通信联络等任务。应该说，“延安二号”直升机的研制成功为全面提高我国直升机研制水平起了积极推进作用。

延安二号直升机可以执行侦察、巡逻和通讯联络等任务。1984年前后，水利电力部曾几次派人了解延安2号的情况并试图订购，但遗憾的是该机没有定型生产。不过，延安2号的研制对全面提高我国直升机研制水平起到了积极的推进作用。4

性能参数机长:8米

机高:2.56米

旋翼直径:10米

最大起飞重量:1155千克

最大速度:190千米/小时

最大航程:230千米

发动机:1台活塞-6丙

发动机的最大持续功率260马力

桨叶宽度0.256米

桨叶实度0.0489

桨叶扭度-5度

制造单位:南京航空航天大学

西北工业大学

湖江机器厂