北航教授親歷仿制被我空軍打下美國高空無人駕駛偵察機發動機

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美國 BMQ-34A 高空無人駕駛偵察機

1964 年,美國發動的侵越戰爭正在緊張地進行,為瞭竊取我國南部邊疆的情報,美制無人駕駛高空照相偵察機多次侵犯我國領空。我人民空軍奮勇作戰,於 1964 年底至 1965 年初,連續擊落此種美機四架(" 火蜂 "BMQ-34A 型無人駕駛高空照相偵察機)。

圖 1、裝在運輸車上的 BMQ-34A 高空無人偵察機

1964 年 11 月 15 日,我空軍某部中隊長徐開通駕駛殲 -5,在距離 " 火蜂 "230 米處開火,一直打到距離 140 米,炮彈直穿發動機,終於將敵機擊落。此後的四年多時間內,共打下這型飛機 21 架。圖 1 為裝在運輸車上的 BMQ-34A 高空無人偵察機,圖 2 為被擊落的飛機銘牌,銘牌上的飛機型號稱 147,這是生產該機的公司名。

圖 2、被擊落的無人機上的銘牌

BMQ-34A 型無人駕駛高空照相偵察機是美國瑞安公司由在其研制的 AMQ-34" 火蜂 fire bee" 靶機的基礎上發展的(圖 1)。由圖 1 可見,發動機是裝在機身下部的,發動機前端的橢圓形缺口為發動機進氣口。

BMQ-34A 是掛在 C-130 運輸機(圖 3)機翼下方的,每側機翼可掛 2 架,也即 C-130 是作為 " 母機 " 將 BMQ-34A 帯飛到 4000 米 -5000 米高度後,啟動發動機,當發動機轉速達到最大時,將 BMQ-34A 甩離母機並急速下墜(圖 4),然後在發動機的推力作用下,利用遙控使飛機逐步向上爬升,飛行到指定的高度與位置後,轉為事先安排好的飛行路線進行程控飛行,飛行到指定位置後,打開照像機進行照像。

圖 3、吊在 C-130 運輸機翼下的 BMQ-34A 高空無人偵察機

照像機頭部是可以轉動的,即在一個位置上它從左到右轉動 5 個位置,所攝取的范圍為飛機飛行高度的 2 倍,例如飛機飛行在 20000 米高度時,所攝照片的范圍高達 40 公裡。BMQ-34A 在完成偷拍任務後,按預先安排的返場路線飛到指定的回收場,先關停發動機,然後打開裝在飛機中的大降落傘,將飛機緩緩地降落到地面(圖 5)。

在降落過程中,由於發動機處於飛機下部,發動機在觸地過程中,會受到沖擊而損壞。無人機落地後,再由直升機吊起,運到指定地點,見圖 6。

圖 4、在 4000-5000 米高度上母機將發動機己啟動的無人機釋放

接受分析美國高空無人偵察機所用發動機的任務為瞭達到知己知彼以克敵制勝,有關方面考慮應該對 BMQ-34A 飛機與其發動機的殘骸開展分析工作。

1965 年 2 月 16 日國防科委召開瞭關於組織研究被擊落的美制無人駕駛高空照相偵察機殘骸的工作會議,要求當時的三機部第六研究院集中力量在短期內分析掌握它的性能特點以制定作戰方案。此項任務由六院抓總,同時委托北航組織進行。北航學院領導對此非常重視,在周天行書記和沈元院長的領導下,開始瞭該項工作。

圖 5、無人機掛在降落傘下逐漸下降

1965 年 3 月 16 日,三機部六院在北航召開落實任務會議,並發瞭會議紀要,明確此項任務代號為 "216"。會後北航組織各方面技術人員 164 人(北航 102 人)進行技術大會戰,對高空無人駕駛偵察機進行全面分析。其中的發動機由 3 系(發動機系)主任王紹曾教授主持,抽調發動機原理和結構教研室教師成立瞭發動機殘骸分析組,由陳大光任總體組組長,陳光任副組長。發動機分析組承擔瞭該機所用發動機殘骸的分析研究工作。

圖 6、落地的無人機用直升機吊運到指定地點

該發動機是由美國大陸公司(後並入特裡達裡 CAE 公司)於 1951 年按法國透博梅卡公司專利仿制的瑪波爾Ⅱ型發動機發展而成的 J69-T-29 小型渦輪噴氣發動機,它由單級離心式壓氣機、離心甩油盤供油的折流式環形燃燒室與單級軸流式渦輪組成。在後來打下的 BMQ-34A 中,發動機攺用瞭 J69-T-29 的推力加大型 J69-T-41(圖 7)。

在 J69-T-41 型中,在原型機的基礎上增加瞭一個軸流壓氣機。由殘骸發動機上的銘牌可以看出,發動機被打下的時間與發動機出廠時間相距較短,有的不到一個月。

圖 7、美國大陸航空公司生產的 J69-T-41 渦輪噴氣發動機

由於分析任務的代號為 "216",因此我們對此發動機命名為 216 發動機,後來在 1969 年 8 月 18 日,經中央軍委批準無人機飛機定名無偵五,而發動機定名為渦噴 -11。

發動機殘骸分析工作開始後,分析組面對的是由 2 萬米高空摔下來的破銅爛鐵,有的零件摔得不成形,如圖 8 所示。面對著這些破碎的零件,經過兩個月的夜以繼日的緊張奮戰,艱難地完成瞭發動機分析工作並寫出瞭總結報告,其工作的艱辛難以用語言表達。

在此同時,還將此機的殘骸進行瞭展覽,組織領導機關及有關方面的技術專傢進行瞭參觀、座談。216 發動機的某些技術特點(好幾項均屬於當時國內空白)給領導與專傢留下深刻印象。這型發動機推力小(約 820kN),結構相對簡單,零件數少,當時我國還缺少這個檔次的發動機。

分析與測繪工作進行時,除完成瞭全機總結分析報告所必須提供的發動機資料外,還分解瞭所獲得的發動機殘骸,收集瞭有關的資料,據此繪制出瞭初步的發動機總圖,對該發動機的技術特點以及零部件中的新技術進行瞭分析。

並由此得出瞭 J69 小型渦噴發動機是一種技術先進而國內又短缺機種的結論,從而提出瞭此機值得仿制並進一步開展 " 半仿半研 " 工作的建議。當國防科工委主任聶榮臻將軍來我院視察美無人偵察機殘骸分析工作時,視察瞭展出的發動機殘骸並聽瞭發動機分析報告後,除肯定瞭我們所作的分析工作取得的成績外,還表示學校也應該搞型號並同意給予編制,對該發動機進行仿制。

圖 8、典型的發動機殘骸零件

聶榮臻主任的指示得到瞭空軍領導機關與三機部領導的響應。經多次協商,三機部決定由北航先進行發動機的測繪,三機部工廠為後盾,爭取在 1966 年底恢復樣機,力爭在三年左右時間研制出發動機。

為此,北航安排瞭由發動機設計專業與發動機工藝專業的師生做準備工作,三機部也安排由 331 廠設計科參加設計試制工作。

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