1、研发简史
运-12是在运-11的基础上发展的,1980年初开始设计。有运-12I型和II
型两种。运-12I型为原型机,最初选用普拉特-惠特尼加拿大公司生产的PT6A-10涡桨发动机,单台功率349千瓦(475轴马力),后改用PT6A-11涡桨发动机,单台功率367.7千瓦(500轴马力)。
1985年,运12飞机取得了中国民航局颁发的第一个民用飞机型号合格证,翌年又取得该局颁发的第一个生产许可证。
1986年,运12飞机开始外销,开创了我国民机出口的先例。1987年,运12飞机获国家重大技术装备优秀项目奖,1988年获国家科技进步一等奖。
1987年,运12飞机开始申请英国CAA(英国民用航空总局)适航证。英国民用航空总局对运12飞机进行了两年的审查和试飞试验,并通过合格审查,于1990年6月20日向运12颁发了CAA型号合格证。这是我国民用飞机第一次得到国际权威适航机构颁发的型号合格证,说明了运12飞机的适航已达到了当前的国际标准。随后,运12又获得了美国联邦航空局(FAA)的适航证,成为中国唯一获得英、美适航认可的机种。[1]
后期哈尔滨飞机制造公司又研制运-12III型和运-12IV型,这两种型别的气动外形和基本型一样,但IV型换装国产涡桨9发动机,采用尖削翼尖,四桨叶螺旋桨,以降低噪音;起落架换装大机轮。
2、设计特点
外部设计
运-12采用常规的小型多用途飞机布局:
双发、上单翼单垂尾、固定前三点起落架。可在简易跑道上顺利起降。广泛采用胶接工艺,减轻结构重量。该机机翼为双梁式结构带斜撑秆,结构重量轻,平面形状矩形。机身为全金属、长桁隔
框式半硬壳结构,前段为驾驶舱,中段是客货舱,能布置17个旅客座椅,或装载货物、农业和地质勘探设备等。尾翼垂尾为全金属结构,垂直安定面的前后梁插入后机身中与加强框相连。在方向舵上装有调整片,由安装在方向舵前缘的电动机构驱动。其平尾也为全金属结构,在左、右升降舵后缘各装有1个调整片,用装在升降舵前缘的电动机构驱动
机翼设计
机翼带斜撑杆双梁式结构。平面形状为矩形。翼型GAW-0417,相对厚度17%,弦长2米,机翼安装角4°,上反角1°41′。机翼中段6肋到17肋的前后梁之间为整体油箱,最大载油量1230千克。后段内侧装有后退式富勒襟翼,外侧为副翼,右副翼上装有调整片。
机身截面
机身截面形状由平底部向外突出的弧形侧壁和顶部形成。机头罩、前行李舱门、尾罩和撑杆的整流罩都采用了玻璃钢材料,减轻了结构重量。
尾翼设计
尾翼垂尾和平尾为全金属结构。平面形状都是梯形。方向舵和升降舵上都装调整片,由安装在舵面前缘的电动机构驱动。
起落架
起落架不可收放前三点式起落架,均有油-气减震器,均为单轮。主轮尺寸640毫米×230毫米,胎压5.5×105帕(5.61公斤/厘米2)。前轮可转向,尺寸480毫米×200毫米,胎压3.5×105帕(3.57公斤/厘米2)。有冷气刹车装置。
运-12II型装两台普拉特·惠特尼加拿大公司生产的PT6A-27涡轮螺桨发动机,单台功率456千瓦(620轴马力),配套螺旋桨为美国哈策尔公司生产的三叶可变距、可顺桨和反桨的HC-B3TN-3B/T10173B-3螺旋桨。
机舱设计
座舱机身前段为驾驶舱,有较大的风挡和左右两侧窗,驾驶员的视野开阔。中段是客(货)舱,能布置17个旅客座椅,或装载货物,或增装农业和地质勘探设备。客(货)舱两侧各有4个450毫米×600毫米的方形窗,舱内光线明亮。右侧有两个应急出口,左侧有一个应急出口。
系统有主操纵系统和辅助操纵系统。主操纵系统用于副翼、升降舵和方向舵操纵。副翼通过盘式驾驶杆、链轮、钢索、三组滑轮、扇形摇臂、连杆进行操纵。升降舵通过软式钢索、拉杆、扇形摇臂、两组钢索、5组滑轮、后扇形摇臂和拉杆进行操纵。方向舵采用软式钢索操纵。辅助操纵系统用于襟翼、副襟翼调整片、升降舵调整片、方向舵调整片的操纵,全部采用电动机构操纵。
系统设计
刹车系统
飞机装有两台6000瓦起动/发电机作为主电源。额定容量28安小时、额定电压24伏的12HK-28蓄电池作为起动和应急电源。2台PC-17-3静态变流器向机上用电设备提供115伏400赫单相交流电,每台容量600伏安。1台125伏安SBL-125变流器为地平仪和陀螺磁罗盘提供三相交流电。1台115伏400赫40伏安的SBL-40变流器为备用地平仪提供三相交流电。
环控系统
环境控制系统,机上设有通风加温系统,利用发动机引气给驾驶舱的风挡和驾驶员脚部加温。机头两侧有冲压空气入口,经过管道通到驾驶舱,由装在仪表板两侧的可调风量和风向的喷嘴向驾驶舱通风。货舱顶部开有2个自然通风口和2个出气口。可以选装客舱加温和客舱强迫通风装置。
指示仪表
通信导航系统包括CT-1甚高频无线电台、JDT-2高频无线电台、JT-5A机内通话器、WL-7无线电罗盘、WG-4无线电高度表以及XS-6信标接收机。还可以选装柯林斯公司的电子设备:VHF-251甚高频电台、HF-220高频电台、ALT-55B无线电高度表、VIR-351甚高频全向信标系统、DME-451测距器、TDR-950空中交通管制应答机以及MCS-65陀螺磁罗盘。
飞机可以在目视飞行规则(VFR)和仪表飞行规则(IFR)下,在非结冰条件下飞行。如果选装尾翼除冰装置,可以在结冰条件下飞行。
其他方面
为最大限度的满足现有运-12的要求,同时替换进口的PT6A-27发动机,株洲航空动力机械研究所1983年4月开始,以涡轴-8A为原准机改型设计涡桨-9涡轮螺旋桨发动机。该发动机为自由涡轮式单转子,功率范围462~507千瓦。1984年2月完成施工图纸设计,85年南方航空动力机械公司加工制造了第一台验证机。1986年开始部件试验和整机性能调试,并取得成功。1987年7月立项转入型号研制,1988年2月开始原型机设计,1989年9月制造出第一批原型机,1992年12月10日首次试飞。1994年完成全部适航考核的发动机地面及飞行试验1995年初取得民航型号合格证并开始交付使用。截至1994年已累积整机试验超过1500小时,其中包括200小时的飞行试验,以及150小时持久试验及2000次循环的初始维修寿命试车。发动机采用滑油光谱分析、孔探仪检查、磁堵及振动检查等措施实现了视情维护。成熟期发动机翻修寿命为2000小时。
3、性能数据
运-12轻型运输机
机长:14.86米 机高:5.575米 翼展:17.235米
展弦比:8.67
机翼面积:34.27㎡ 主轮距:3.6米
螺旋桨直径:2.489米
起飞重量:5000千克
最大燃油重量:4700千克
最大商载:1700千克
最大可用油量:1230千克
最大平飞速度:328千米∕小时(高度3000米)
最大爬升率:9.2米∕秒
巡航速度:240~250千米∕小时(高度3000米)
实用升限:7000米
单发升限:3550米
起飞距离:385米 (15米高)
滑跑距离:315米
着陆距离:710米(15米)(仅刹车)480米(反桨+刹车)
着陆滑跑距离:510米(仅刹车) 280米(刹车+反桨)
航程:1400公里(高度3000、飞行45分钟)
地面最小转弯半径:16.75米
客舱规格:1.38米×1.45米(货)
客舱规格1.38米×0.65米(客)
机型参数
外形尺寸
翼展17.235米
机长14.86米
机高5.575米
展弦比8.67
机翼面积34.27米2
主轮距3.60米
前主轮距4.698米
螺旋桨直径2.489米
螺旋桨中心距4.934米
机身到地面间距0.65米
客货舱门
高×宽(货)1.38米×1.45米
高×宽(客)1.38米×0.65米
行李舱门
最大高度0.69米
宽度0.75米
内部尺寸
客舱
长度4.82米
最大宽度1.8米
最大高度1.7米
容积12.9米3
行李舱容积
前行李舱0.77米3
后行李舱1.89米3
重量载荷
设计起飞重量5000千克
设计着陆重量5000千克
最大零燃油重量4700千克
使用空重3000千克
基本空重2840千克
最大商载1700千克
最大可用油量1230千克
最大地板载荷7.35千牛/米2(750公斤/米2)
最大翼载1.47千牛/米2(150公斤/米2)
飞行性能
(起飞重量5000千克、国际标准大气)
最大平飞速度(高度3000米)328公里/小时
巡航速度(高度3000米)240~250公里/小时
最大爬升率(海平面)9.2米/秒
巡航高度3000米
升限7000米
单发升限3550米
地面最小转弯半径16.75米
起飞距离(至15米高)385米
起飞滑跑距离315米
着陆距离(自15米高)
刹车710米
刹车、反桨480米
着陆滑跑距离
刹车510米
刹车、反桨280米
航程(高度3000米、飞行45分钟用途油)1400公里
4、主要型号
运-12飞机的型别有:运-12I型、运-12Ⅱ型、运-12Ⅲ型、运-12Ⅳ型、运-12E型和运-12F型。[2]
运-12I
为运-12系列的原型机,最初选用普拉特·惠特尼加拿大公司生产的PT6A-10涡桨发动机,单台功率349千瓦(475轴马力),后改用PT6A-11涡桨发动机,单台功率367.7千瓦(500轴马力)。运-12I型飞机于1982年7月14日首次试飞成功后只生产了两架。由于考虑到保持起飞重量5000千克不变条件下单发性能的需要,改型后定名为运-12II型飞机。1984年12月17日,运-12I型飞机通过技术鉴定。该机首次采用美国适航条例作为设计规范。
运-12II
为运-12系列的首批量产型飞机。改型机于1984年5月首飞成功,动力装置为2台普拉特·惠特尼加拿大公司生产的PT6A-27涡轮螺旋桨发动机,单台功率462千瓦,单台功率456千瓦(620轴马力)。于1985年12月24日获得国家型号合格证,1986年12月获得生产合格证,1990年6月获得英国民航局型号合格证。到1993年5月和外商共签订52架订货合同,已交付33架。国内销售20架。飞机单价250万美元(1993年)。该机为17座客机,并有其它专用型号,如VIP飞机,通勤飞机,小型货运飞机,森林防护,空中测量,海上巡逻,地质勘探,救护和跳伞等。
运-12Ⅲ
是军用型,用于伞兵训练,换装了涡桨-9发动机,为降低成本,采用了国产电子设备。但未能大量装备我军,伞兵训练主要用机为运-5B。
运-12IV
是哈飞航空工业股份有限公司研制和发展的一种轻型多用途飞机,采用双发、上单翼、剪切翼尖、单垂尾、固定式前三点起落架的总体布局。适用于客货运输、人工增雨、农林作业、海洋监测、地质勘探、航空测量、空投空降、航空救护、航空旅游等多种用途。运-12IV按照美国联邦航空条例FAR-23部(包括23-1至23-42号修正案)设计、试验和制造,噪音符合FAR-36部要求。运-12IV分别于1994年7月和1995年3月获得中国民航局(CAAC)颁发的型号合格证和美国联邦航空局(FAA)颁发的型号合格证。该机还于1995年9月获得了美国联邦航空局(FAA)认可的中国民航局颁发的生产许可证。运-12IV使用简单,机动灵活,可在简易跑道上起飞和着陆。它可在白天和夜间按目视飞行和仪表飞行规则使用。选装机翼、尾翼除冰装置,可在结冰条件下飞行。运-12Ⅳ实际上是哈飞公司针对美国联邦航空条例FAR23(包括修证案23-1至23-42)进行专门改进的19座轻型多用途飞机。专攻外销,售价约248万美元。
运-12E
是在运-12IV型飞机基础上,为适应高温高原环境设计制造的。
运-12e
经过高温高原试飞证明,运12E型飞机是唯一适合云、贵、川等西部高原多山地区短途客运市场和旅游用的轻型固定翼飞机,同时也适合国外用户如尼泊尔、厄瓜多尔等多山国家的使用。运-12E型机增加了供氧系统、豪华内部装饰,适合于空中游览和公务飞行。运-12E于2001年12月31日取得CAAC的型号合格证。
运-12E型采用了新型的普惠公司PT6A-135A发动机,载客19人。2000年12月7日,该型号完成了由成都往国内著名景点四川九寨沟航线的首飞。九寨沟的简易机场为土石质地,由专业人员指导当地居民修建而成。加上九寨沟的高原环境和特殊气候,充分证明了运-12E的高原飞行能力。该型号当一个发动机发生故障时,依靠另一个发动机也可安全飞行。如果两个发动机都发生了意外,仍然可以安全的在机场滑翔着陆。该型还解决了以往型号噪音大的问题,并提高了安全性,简化了操作。机载设备增加了微型导航系统,飞行记录仪(黑匣子)和近地告警设备等。
运-12F
是哈飞采用先进技术研发的新一代通用/支线涡桨飞机。除了名字,该机和运-12的早期型号其实关系不大。据项目总师黄岭才称,2002年项目最初的时候本来只打算在运-12基础上进行改进,但是客户要求更大的航程、续航力和业载,所以哈飞决定从头重新设计。通过流体力学计算等先进手段,使飞机起飞重量从原机型的7.7吨提高到8.4吨,商载从2.7吨提高到3吨,最大速度从450公里/小时提高到了482公里/小时。哈飞说运-12F于同级飞机中首次采用损伤容限结构设计。包括方向舵,升降舵,副翼在内,复合材料占到全机7-10%的面积。运-12F的主要系统采用了西方承包商。发动机是普惠加拿大PT6A-65B,大修间隔6000小时,驾驶舱围绕霍尼维尔的Apex系统进行设计,螺旋桨由美国的Hartzell负责提供,哈飞自己负责起落架部分。运-12IV也是装用了PT6A发动机的型号,而总重增加48%的基础上,运12F的业载增加了51%,达到3吨;远程巡航速度提高了44%,达到375公里/小时;航程增大了137%,可以载19名乘客飞行1540公里;起飞滑跑距离从490米增加到了575米,但是对场地的要求没有变化,因为着陆距离还保持在630米没变;运-12F可以装运3个LD3型集装箱,运-12的原型则做不到;哈飞声称业载/最大起飞重量比很高,达35.7%。最显著的外形改变则在于,运-12F是内部悬臂式机翼。而运-12原型则需要外部支撑。还有就是新的运-12F起落架可以收放。原计划运-12F首飞定于2008年8月,2009年获得国内取证,18个月后取得FAA适航证。但由于各方面问题,直到2009年6月16日运-12F首架原型机才开始建造。该机计划于2010年首飞,2012年投放市场。
5、装备外销
多项第一
运12身上集中着中国民机工业的多个第一。第一种卖到国外的中国造客机,时间是1986年12月25日;第一种获得英国CAA适航证的中国飞机,时间是1990年6月20日;第一种获得美国FAA适航证的中国自有知识产权飞机,时间是1995年9月22日 。
1985年,运-12飞机取得了中国民航局颁发的第一个民用飞机型号合格证,翌年又取得该局颁发的第一个生产许可证。1986年11月14日6架运-12飞机成功外销斯里兰卡,开创我国民用飞机出口的先例。1987年,运-12飞机获国家重大技术装备优秀项目奖,1988年获国家科技进步一等奖。1987年,运-12飞机开始申请英国CAA(英国民用航空总局)适航证。英国民用航空总局对运-12飞机进行了两年的审查和试飞试验,于1990年6月20日向运-12颁发了CAA型号合格证。这是我国民用飞机第一次得到国际权威适航机构颁发的型号合格证,说明了运-12飞机的适航已达到了当前的国际标准。1995年3月26日“运-12”Ⅳ型飞机获得了美国联邦航空管理局FAA型号合格证。 这使得运-12成为中国唯一获得英、美适航认可的机种,为运-12的外销奠定了良好的基础。运-12还取得了新西兰、印尼的适航证书。在其巅峰时期(2000年6月前),共有102架运-12飞机外销非洲、澳洲、南美洲、亚洲、北美洲的18个国家。据哈尔滨飞机制造公司称,只要达到150架的外销量,即可在运-12的研制生产中实现全面盈利。 但国内的事情往往不随市场规律发展。1984年,运-12已经成熟的投入了使用。但当时有人认为运-12采用加拿大发动机,不够国产化,不能用;另一方面有人认为国产的不如外国的好——虽然这是事实,而国家缺乏推进运-12进入国内市场的远见和措施。因此运-12在国内销售寥寥。哈飞被迫考虑到世界市场里寻找商机。结果哈飞用了用了11年的艰苦奋斗,获得了美国FAA适航证。这是巨大的成绩,但代价和教训同样巨大。更可悲的是,截止目前为止运-12仍然是唯一中国自有知识产权,而获得FAA认证的国产飞机。同时获得中国空域适航的外国飞机,却已达几十种。 2003年10月,中国航空科技工业股份有限公司表示,国家海洋局海监总队日前向这家公司旗下的哈飞航空股份公司采购一架直9直升机和一架运12海监型飞机,两架飞机将于年底交付使用。海监飞机是海监总队代表国家进行海洋综合管理,维护国家海洋权益的重要装备,其主要任务是对我国管辖海域实施巡航监视,与海监船舶实现海空配合、船机互动,达到有效监控我国管辖海域。国家海洋局曾于1987年购置两架运12型中国海监飞机,并进行了相应系统集成,使我国海洋管理上了一个新的台阶。十多年来,两架海监飞机充分发挥了机动灵活、快速反应、覆盖面广等优势,在海洋管理中发挥了重要作用,已构成我国海洋执法监察力量的重要组成部分。此次购机是国家海洋局海监总队第二次采购哈飞生产的运12飞机,第一次采购直9直升机。
2005年4月,哈尔滨航空工业集团表示,该集团制造生产的两架运-12IV已正式交付斐济国家航空公司,这是哈航集团该型号飞机首次出口国外。15年前,斐济曾购买了两架运-12IV,因为在艰苦环境下表现出优良的性能,并拥有优质的售后服务,受到斐济航空公司的信赖。运-12IV是在Y12(IV)型机的基础上改进的,起飞重量、载客、载重量都有所提高。2005年下半年,哈航集团还将向赞比亚出口五架运-12IV。
2008年,针对轻型运输机市场,哈尔滨飞机公司提出了运12F。该机的研制过程极大地提高了哈飞公司计算流体力学的应用水平。自中国的航空工业80年代早期开研制运12以来,该行业在按照西方客户标准研制民机方面取得了长足进步。运12F,作为一系列拟议或研制中的中国民机项目的一部分,充分展示了这种进步。中航二集团的专项是直升机和通用航空。旗下的哈尔滨飞机工业集团负责研制涡桨多用途运输机运12F,计划于2008年首飞。除了名字,该机和运12的早期型号其实关系不大。“2002年项目最初的时侯本来只打算在运12基础上进行改进,”项目总师黄岭才(音)说。“但是客户要求更大的航程,续航力和业载。所以我们决定从头重新设计。”和其他同级别飞机一样,该型号除可以作为19座支线客机或者轻型货机使用,还可以改装用于天气监视,航测航拍等。哈飞还演示了其军事用途。与该机大小类似的西方同类飞机是西班牙制造的EASA CASA C-212。但是运12F在航程上更胜一筹,并且飞得更快。
批量出口
作为运输机家族的佼佼者,Y12受到国内外市场的高度关注。在2004年珠海航展上,中国航空技术进出口总公司与哈飞航空工业股份有限公司在珠海签订了20架Y12系列飞机收购合同。据了解,Y12系列飞机收购价为每架300万美元。
哈飞股份有关负责人表示,哈飞股份自行研制生产的轻型多用途固定翼Y12系列飞机,可乘坐17-19名乘客,广泛用于客货运输、地质勘探、航空摄影、海洋监测、旅游和农业作业等领域。该飞机先后取得了中国CAAC、英国CAA、美国FAA、法国DGAC及澳大利亚、新西兰、印度尼西亚等国家的适航认证,是我国唯一获得英、美等发达国家适航认证的机型。该机已经销往国内外多达120多架。
中国航空技术进出口总公司是中国目前最有实力的航空产品进出口公司,多年来一直从事航空产品进出口业务。该公司与哈飞股份有过近20年的合作历史,成功地把Y12飞机出口到巴基斯坦、柬埔寨、马来西亚、肯尼亚等二十多个国家和地区。创造了我国民机出口国家最多、销售量最大的业绩。
6、坠毁事件
2013年5月16日10时36分,来自飞龙航空公司一架编号为“B3801”执行人工增雨任务的“运12”轻型飞机,在辽宁省沈阳市浑南新区桃仙镇坠毁,3名机组人员受伤被送往医院。该飞机从沈阳桃仙国际机场起飞,1分钟后在机场东北侧约1.2公里处坠毁。事故原因尚在调查中。