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4月28日，在山東省煙臺市棲霞通用機場，一架通體白色的小型飛機在38分鐘內(nèi)相繼完成了“起飛爬升—巡航飛行—下滑降落”3個階段的動作，最終平穩(wěn)著陸。這是國內(nèi)首款嚴格按照中國民航適航審定規(guī)章及程序、全程正向自主研發(fā)制造的載人自轉旋翼機首飛。

“整機姿態(tài)平穩(wěn)、操控精準，動力、旋翼、航電及飛控系統(tǒng)運行穩(wěn)定，各項性能指標全面達到設計與適航審定預期。”該自轉旋翼機的研發(fā)者、翼凱來（煙臺）航空裝備有限公司董事長張競元告訴科技日報記者：“首飛成功，標志著我國突破了機身共固化一體成型、全碳纖維承載式機身等行業(yè)關鍵技術瓶頸，補齊了我國輕型自轉旋翼機正向設計、適航驗證與整機制造體系短板，終結了核心技術受制于人的局面。”

自轉旋翼機是一種介于直升機與固定翼飛機之間的航空器，它依靠前進時的氣流吹動旋翼旋轉產(chǎn)生升力，發(fā)動機停機時可無動力自轉下滑，具有安全性高、操縱簡單、超短距起降、低空低速飛行穩(wěn)定等優(yōu)點。

“它最大的亮點就是‘正向研制’。”張競元說，所謂飛機“正向研制”是從原始需求出發(fā)，自頂向下進行系統(tǒng)設計、分析與驗證，設計者完全掌握氣動外形、載荷方案、結構拓撲、系統(tǒng)邏輯全鏈路設計權與原始數(shù)據(jù)源，即全流程自主掌握核心技術，而非基于現(xiàn)有產(chǎn)品進行逆向科研或仿制。

“目前國內(nèi)使用的自轉旋翼機多為國外代理或授權產(chǎn)品。”該企業(yè)技術人員介紹，項目團隊歷經(jīng)兩年攻堅，突破了自轉旋翼氣動與動力學設計、輕量化復合材料結構、適航符合性驗證等關鍵技術，擁有小型飛行器自動駕駛、數(shù)控全艙旋翼機等多項自主知識產(chǎn)權，搭建了“設計—試制—試驗—適航取證”完整能力體系。

“當初在研發(fā)時，我們需要直面三大技術壁壘。”張競元說，它們是全碳纖維承載式機身設計、共固化一體成型工藝、旋翼氣動及算法等難題。

“共固化一體成型工藝是國內(nèi)首次在載人自轉旋翼機上應用，而傳統(tǒng)旋翼機一般采用的都是非承載式結構，而非碳纖維一體成形。他們基于旋翼機的特性進行了碳纖維傳力路徑分析、鋪層結構設計。”張競元介紹，自轉旋翼機的旋翼無直接動力驅動，完全依靠迎面氣流自轉產(chǎn)生升力，需精準構建氣動—結構耦合模型，解決氣動彈性發(fā)散、旋翼振動抑制、低空抗湍流、無動力平穩(wěn)著陸等核心問題，保障9級強風與復雜亂流環(huán)境下的飛行安全。

談到這款自轉旋翼機的創(chuàng)新點，張競元說，在結構上，我們采用全碳纖維復合材料替代傳統(tǒng)材料，經(jīng)過力學仿真與強度試驗，實現(xiàn)機身減重與高剛性兼顧；在工藝上，我們攻克一體化制造難題，實現(xiàn)機身輕量化、少拼接、高可靠性。

在航空領域，自轉旋翼機最大的優(yōu)勢是在發(fā)動機停機時，可實現(xiàn)無動力自轉下滑平穩(wěn)著陸，安全性強。張競元說：“我們以安全性為核心設計理念，同時具備短距起降能力，以及場地適應性強等核心優(yōu)勢，可以在田間地頭、鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路、山區(qū)林地、近海平臺等復雜場景快速起降，因此能廣泛應用于航空運動、救援、電力巡檢、農(nóng)林植保、低空觀光等領域，為低空經(jīng)濟提供輕量化、安全性強、性價比高的解決方案。”

“此次完成首飛后，我們將持續(xù)開展驗證飛行，今年下半年將轉入適航取證試飛階段，預計年內(nèi)取得型號合格證，爭取2027年完成生產(chǎn)許可證審定。”張競元說。（記者 王延斌 通訊員 郭傳義 姜 乾）

關鍵詞： 自轉 旋翼機 設計 適航 碳纖維