林一平
現(xiàn)代軍用直升機(jī)有著其他許多飛行器所不具備的垂直起降、空中懸停、全向機(jī)動(dòng)等諸多優(yōu)勢(shì),如何在確保其基本性能的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高飛行速度,是設(shè)計(jì)師們正在研究的主要課題,也是困擾全球航空界許多年的難題。近年來(lái),由于幾種附加推力型直升機(jī)的出現(xiàn),幾種傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的相繼投入使用,旋翼鎖啟型試驗(yàn)機(jī)的試飛成功,以及高速圓盤旋翼機(jī)設(shè)計(jì)方案的推出,使航空界又看到了前進(jìn)的希望和光明。
直升機(jī)亟待大提速
在時(shí)間就是生命,時(shí)間就是效率,時(shí)間就是勝利的今天,全球航空器在速度上的競(jìng)爭(zhēng)也愈演愈烈。現(xiàn)代軍用直升機(jī)盡管具有諸多優(yōu)勢(shì),但飛行速度始終落后于固定翼飛機(jī),航程一般超不過(guò)500千米,最高速度也只有每小時(shí)350千米左右(表1)。其中,直升機(jī)旋翼是限制其速度提高的一大障礙,它賦予了直升機(jī)垂直升力,而弱化了它的水平速度,從結(jié)構(gòu)上限制了直升機(jī)速度的提升。在過(guò)去幾十年間飛行速度始終徘徊不前的軍用直升機(jī),也確實(shí)面臨著相當(dāng)?shù)膲毫Γ酱M(jìn)行大提速。
正在醞釀中的提速行動(dòng)將使軍用直升機(jī)設(shè)計(jì)迎來(lái)一場(chǎng)新的革命。新一代高速軍用直升機(jī)需在空氣動(dòng)力總體布局,旋翼結(jié)構(gòu)、機(jī)體結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝應(yīng)用,動(dòng)力裝置配置、航電系統(tǒng)更新等方面有大動(dòng)作,進(jìn)行大手術(shù)。
直升機(jī)與飛機(jī)不同,它是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋翼作為主要升力來(lái)源,旋翼受自動(dòng)傾斜器操縱又可產(chǎn)生向前、向后、向左或向右的水平分力,直升機(jī)的前飛主要靠自動(dòng)傾斜器操縱旋翼前傾進(jìn)行。不論單旋翼帶尾槳式直升機(jī),還是雙旋翼共軸式直升機(jī)、雙旋翼縱列式直升機(jī)、雙旋翼橫列式直升機(jī)都是如此。而且,直升機(jī)前飛時(shí)旋翼所產(chǎn)生的拉力始終小于旋翼產(chǎn)生的總拉力,動(dòng)力不足決定了其水平提速的艱難。另外,直升機(jī)在懸停狀態(tài)全部能量消耗于向下加速空氣,產(chǎn)生升力支持重力。在前飛時(shí)仍有相當(dāng)多的能量直接消耗于產(chǎn)生升力,所以它的飛行效率低于飛機(jī),載重量和飛行速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如飛機(jī),加之受氣動(dòng)、動(dòng)力學(xué)、疲勞特性、聲學(xué)諸方面的限制與拖累,嚴(yán)重影響了軍用直升機(jī)性能的提高。
現(xiàn)代新概念軍用直升機(jī)設(shè)計(jì)
現(xiàn)代新概念軍用直升機(jī)設(shè)計(jì)的目標(biāo),要求新一代機(jī)型打破每小時(shí)500千米的速度障礙,航程也能達(dá)到1500千米,目前可行的新概念直升機(jī)設(shè)計(jì)主要有附加推力型和交叉組合型兩大類,另外也有其他一些熱議中的新技術(shù)。
附加推力型
其設(shè)計(jì)思想是在保留現(xiàn)役直升機(jī)旋翼、機(jī)身、起落架等基礎(chǔ)部件和系統(tǒng)的同時(shí),通過(guò)去除尾槳及其傳動(dòng)裝置,附加水平推力裝置和操控系統(tǒng),增加直升機(jī)前飛時(shí)的水平拉力或推力來(lái)提高飛行速度,提升原有性能。當(dāng)前,世界主要的直升機(jī)制造公司都在從事高速直升機(jī)研究,俄羅斯和美國(guó)更是大力投入研制和試驗(yàn),并取得了一些成果。俄目前正在著手研制三種型號(hào)的新一代高速直升機(jī),分別是“米-×1”、“卡-90”和“卡-92”。
俄卡莫夫直升機(jī)公司是世界上最早將共軸直升機(jī)用于實(shí)戰(zhàn)并大批生產(chǎn)的公司,具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。在當(dāng)前高速直升機(jī)”卡-92”研發(fā)中,該公司仍然采用雙重共軸式旋翼,為上下四槳葉反轉(zhuǎn)型;所不同的是上下層雙重共軸式旋翼的間距由于剛性連接而大為縮短,避免了直升機(jī)柔性旋翼在高速飛行時(shí)槳葉揮舞過(guò)大而導(dǎo)致上下槳葉相碰造成的損失。同時(shí),這種旋翼形式能盡量利用前行槳盤一側(cè)的槳葉提供升力,消除旋翼后行槳葉的失速現(xiàn)象,提高旋翼的升阻比,改善直升機(jī)的高速性能。該機(jī)的雙尾翼能提供方向穩(wěn)定與操縱,其區(qū)別傳統(tǒng)直升機(jī)之處則是在尾部增加7--具雙重共軸式螺旋槳,為前后三槳葉反轉(zhuǎn)型,專門提供水平推進(jìn)力,以此提高直升機(jī)的飛行速度。該機(jī)最高速度可達(dá)450千米,小時(shí),航程接近1500千米?!翱ǎ?2”可搭載多達(dá)30名乘客,整個(gè)研制工作有望在最近幾年內(nèi)完成,并在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
莫斯科米里直升機(jī)股份公司正在著手未來(lái)高速直升機(jī)“米-X1”的研究。該型直升機(jī)可用于貨物運(yùn)輸和旅客運(yùn)輸?!懊譞1”直升機(jī)沿襲單旋翼布局,為五槳葉型;取消了抗扭尾槳;保留了垂直尾翼,提供方向穩(wěn)定與操縱;其獨(dú)特之處是在機(jī)尾加裝了一具矢量推力涵道推進(jìn)器,專門提供水平推進(jìn)力,以此提高直升機(jī)的飛行速度。其最高速度可達(dá)450千米/小時(shí),航程接近1500千米。
另外,“卡·90”直升機(jī)甚至將配備噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),專門提供水平推進(jìn)力,使之最高速度可達(dá)800千米/小時(shí),遠(yuǎn)非傳統(tǒng)直升機(jī)所能企及。而且,俄直升機(jī)制造企業(yè)還向俄軍方提出了研制時(shí)速高達(dá)900千米的超高速直升機(jī)的建議。
美國(guó)曾經(jīng)通過(guò)“快速鷹”(SPEEDHAWK)的X-49A技術(shù)驗(yàn)證機(jī)來(lái)做試驗(yàn)。該機(jī)由已經(jīng)廣泛使用的S-70直升機(jī)經(jīng)過(guò)加裝機(jī)翼來(lái)增加升力,提高巡航性能;拆除機(jī)尾尾槳,安裝了一具矢量推力涵道推進(jìn)器,以顯著提高直升機(jī)的飛行速度。經(jīng)過(guò)試飛,該直升機(jī)的速度由目前的200多千米,小時(shí)提高到360千米,小時(shí),一下子就提高了1.8倍。既驗(yàn)證了常規(guī)直升機(jī)應(yīng)用附加推力原理提速的正確性,又證明了對(duì)現(xiàn)役機(jī)型改進(jìn)方案的可行性。在此基礎(chǔ)上,美國(guó)西科斯基公司最近宣布開(kāi)始研制新一代的超高速直升機(jī)Sikorsky X2,目前正加緊對(duì)原型機(jī)的性能測(cè)試。_
這種新型高速直升機(jī)為串列雙座駕駛艙,后三點(diǎn)起落架。采用雙重共軸式旋翼,為上下四槳葉反轉(zhuǎn)型;設(shè)置下反式三尾翼,提供方向穩(wěn)定與操縱,中間那個(gè)垂直尾翼還兼有護(hù)尾,護(hù)槳葉功能;在機(jī)尾增加一具六槳葉螺旋槳,專門提供水平推進(jìn)力,以此提高直升機(jī)的飛行速度。其最高速度可超過(guò)400千米,小時(shí),達(dá)450千米/小時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)直升機(jī)的最大速度250千米/小時(shí)。與此同時(shí),新型直升機(jī)將仍舊保持現(xiàn)有直升機(jī)所有主要的技術(shù)性能,如空中懸停、高速機(jī)動(dòng)和垂直起降。
X2驗(yàn)證機(jī)由小型直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司(LHTEC)的T800渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),這款發(fā)動(dòng)機(jī)原本是為已被取消了的西科斯基,波音RAH-66“科曼奇”直升機(jī)而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。西科斯基飛機(jī)公司宣布,x2是上世紀(jì)70年代XH-59A先進(jìn)旋翼概念的現(xiàn)代版,其顯著特點(diǎn)是采用被命名為XH-59的電傳操作系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)較高的振動(dòng)水平。如果X2飛行測(cè)試成功,西科斯基飛機(jī)公司將宣布開(kāi)發(fā)一個(gè)基于共軸驅(qū)動(dòng)和模塊化設(shè)計(jì)的民用和軍用直升機(jī)家族。按照研制計(jì)劃,X2新型直升機(jī)的首架原型機(jī)已經(jīng)制造完畢,并開(kāi)始一系列試飛。此前原型機(jī)出廠后已經(jīng)進(jìn)行了30分鐘的首次飛行,后繼相關(guān)的零部件生產(chǎn)也在有條不紊的進(jìn)行中。
交叉組合型
其設(shè)計(jì)思想是通過(guò)直升機(jī)與其他航空器技術(shù)的交叉與結(jié)合,達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),揚(yáng)長(zhǎng)避短,提高飛行速度,提升原有性能的目的。例如,使直升機(jī)與旋翼機(jī)交叉結(jié)合,使直升機(jī)與普通飛機(jī)交叉結(jié)合,使直升機(jī)與飛艇交叉結(jié)合等。當(dāng)前,已經(jīng)取得成功并投入使用的傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)就是直升機(jī)與固定翼飛機(jī)交叉結(jié)合的成果。有關(guān)的設(shè)計(jì)具
體涉及機(jī)翼,旋翼,動(dòng)力艙,轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),操縱系統(tǒng)等部分。分別屬于可傾轉(zhuǎn)翼型,動(dòng)力艙傾轉(zhuǎn)型、仰角傾轉(zhuǎn)型。
可傾轉(zhuǎn)翼式
即機(jī)翼為飛機(jī)的主動(dòng)傾轉(zhuǎn)部件,發(fā)動(dòng)機(jī)、旋翼伴其隨動(dòng),而其他部件(機(jī)身,尾翼等)保持不動(dòng)。美國(guó)希勒飛機(jī)公司的X-18是美國(guó)研制的第一種可傾轉(zhuǎn)翼飛機(jī),它的機(jī)體是在“蔡斯”YC-122C運(yùn)輸機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)的,機(jī)翼可以整體傾轉(zhuǎn)90°,以滿足飛機(jī)垂直起降和巡航時(shí)的不同要求。其機(jī)翼上所安裝的兩臺(tái)“艾立森”T40-A-14渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)自XFY-1/XFV-1立式起降飛機(jī),螺旋槳為雙重反轉(zhuǎn)式,具有良好的抗扭性能、較高的拉進(jìn)效率。X-18可傾轉(zhuǎn)翼飛機(jī)的機(jī)長(zhǎng)19.20米,機(jī)高7.49米,翼展14.63米。
動(dòng)力傾轉(zhuǎn)式
即動(dòng)力艙為飛機(jī)的主動(dòng)傾轉(zhuǎn)部件,旋翼伴其隨動(dòng),而其他部件(機(jī)身、機(jī)翼、尾翼等)保持不動(dòng)。V-22“魚鷹”就是這種機(jī)型的典型代表。它是在XV-15的基礎(chǔ)上研制的傾斜旋翼機(jī)。貝爾公司主要負(fù)責(zé)研究機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙,螺槳-旋翼裝置和傳動(dòng)系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)一體化。波音公司負(fù)責(zé)機(jī)體,尾翼、起落架,綜合電子設(shè)備等。
V-22飛機(jī)長(zhǎng)19.09米,翼展15.52米,旋翼直徑11.58米,機(jī)高6.63米,空重14800千克,垂直起降時(shí)最大起飛重量21545千克,短距起飛時(shí)最大起飛重量24500千克。V-22飛機(jī)是第一架機(jī)體結(jié)構(gòu)幾乎全部采用復(fù)合材料的飛機(jī),機(jī)翼除鋁制前緣外,均采用復(fù)合材料,全機(jī)結(jié)構(gòu)中僅用454千克的金屬件,而且大多數(shù)金屬緊固件裝配于飛機(jī)外部表面,易于檢修。v-22飛機(jī)裝備2臺(tái)艾利遜公司的T-406-AD-400渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)(2×6150軸馬力)。左,右兩部傳動(dòng)裝置,通過(guò)機(jī)翼中的協(xié)調(diào)軸交聯(lián)。它能在飛機(jī)單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí),保持全機(jī)的拉力平衡,并能使兩副旋翼繼續(xù)傾轉(zhuǎn)。傳動(dòng)裝置的功率吸收能力為9540軸馬力。V-22最大速度500—550千米/小時(shí),是一般直升機(jī)的2倍;巡航速度(9000米高度)460千米/小時(shí);航程2590千米。在150米高度的沖刺速度510~556千米/小時(shí);有效載荷為4500千克。在氣溫30℃,機(jī)外懸掛重量為3760千克時(shí),無(wú)地效懸停高度為900米。就其飛行速度和航程來(lái)說(shuō),V-22遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了CH-46直升機(jī),與某些軍用運(yùn)輸機(jī)相比,V-22也占有優(yōu)勢(shì)。V-22及其改進(jìn)型均備有空中加油系統(tǒng),以增加航程。另外,采用動(dòng)力艙傾轉(zhuǎn)原理設(shè)計(jì)的旋翼機(jī)還有“貝爾301”,“貝爾一波音609”等民用型號(hào)。
仰角傾轉(zhuǎn)式
即機(jī)翼為旋翼機(jī)的主動(dòng)傾轉(zhuǎn)部件,通過(guò)改變迎角完成傾轉(zhuǎn),動(dòng)力艙、旋翼伴其隨動(dòng),而其他部件(機(jī)身、尾翼等)則保持不動(dòng)。貝爾直升機(jī)公司目前正在研究一種具有混合傾轉(zhuǎn)旋翼和傾轉(zhuǎn)機(jī)翼功能的飛機(jī),試圖成為替代AH-億和UH-1Y通用直升機(jī)的“聯(lián)合多用途”旋翼機(jī)的候選機(jī)。
這種被稱為“混合串座旋翼”(HTR)機(jī)的概念機(jī)型,在垂直起降時(shí),它的機(jī)翼可以向上傾轉(zhuǎn)15°,而旋冀則保持水平狀態(tài),像直升機(jī)一樣旋轉(zhuǎn);當(dāng)前飛時(shí),它的機(jī)翼即轉(zhuǎn)回到水平狀態(tài),而旋翼則處于前傾狀態(tài),并以比垂直起飛時(shí)更高的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),一方面和機(jī)翼共同提供升力,另一方面提供前飛的動(dòng)力。HTR的平飛速度約為380千米,小時(shí),比普通直升機(jī)快,但卻比固定翼飛機(jī)慢。
由于旋翼的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙隨機(jī)翼而動(dòng),而自身并不需要傾轉(zhuǎn),故旋翼的直徑可比傾轉(zhuǎn)旋翼大,從而能改善該機(jī)的低速和懸停性能。有關(guān)的迎角舉升裝置在早期的F-8艦載機(jī)上就已經(jīng)實(shí)現(xiàn),可供借鑒。HTR旋翼機(jī)設(shè)計(jì)方案的提出旨在降低V-22結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,確保飛行安全,簡(jiǎn)化維護(hù)。它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和飛行性能介于直升機(jī)和傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)之間,實(shí)際上填補(bǔ)了該技術(shù)領(lǐng)域中某種機(jī)型的空白。
其他廣受關(guān)注的新技術(shù)
當(dāng)前,鎖啟旋翼式和圓盤旋翼式作為已研究和試驗(yàn)多年、有望提高直升機(jī)速度和性能的有效舉措正在受到航空界的關(guān)注和熱議。
鎖啟旋翼式波音公司研制的X-50A“蜻蜒”是一種巧妙地采用三翼面總體布局的垂直起降試驗(yàn)無(wú)人機(jī)。它以機(jī)身為主體,機(jī)首設(shè)置了鴨式前翼,機(jī)尾設(shè)置了水平尾翼,水平尾翼外端對(duì)稱安裝了2片垂直尾翼,旋翼則布置在機(jī)身頂部中央,且旋轉(zhuǎn)工作面略高于前后翼面,并被前后翼面所包容。這樣的好處是一方面保護(hù)了旋翼,另一方面很好地控制了重心位移;能滿足其安定性和穩(wěn)定性的要求,又能達(dá)到理想的操縱性,對(duì)垂直起降尤其有利。
x-50A“蜻蜒”無(wú)人垂直起降試驗(yàn)機(jī)具有緊湊的幾何尺寸和較輕的起飛重量。機(jī)長(zhǎng)5.39米,機(jī)高1.98米,頂部旋翼直徑3.66米,機(jī)首前翼展為2.71米,起飛重量為662千克。X-50A使用了“前翼,旋翼”控制技術(shù)(CRW),起飛時(shí)就象普通直升飛機(jī)一樣使用頂部旋翼,依靠動(dòng)升力垂直升空。當(dāng)離地達(dá)到一定高度后,逐漸由垂直懸停狀態(tài)轉(zhuǎn)入水平飛行狀態(tài),續(xù)而加速,像常規(guī)飛機(jī)那樣飛行。而此時(shí),頂部旋翼已經(jīng)被鎖定,變成了固定翼飛機(jī)的機(jī)冀,整機(jī)成為地地道道的三翼面飛機(jī)。而三翼面飛機(jī)的最大特點(diǎn)是能提供比其他總體布局更大的重心移動(dòng)位置,這對(duì)于確保過(guò)度飛行時(shí)的縱向穩(wěn)定性和操縱性非常重要。當(dāng)該機(jī)執(zhí)行完任務(wù)后需要返航降落時(shí),可一邊降低高度和速度,一邊將機(jī)頂?shù)男礞i打開(kāi),然后驅(qū)動(dòng)旋翼運(yùn)轉(zhuǎn),恢復(fù)提供動(dòng)升力,使飛機(jī)逐漸由水平飛行狀態(tài)轉(zhuǎn)入垂直懸停狀態(tài)。然后在離地一定高度懸停,狀態(tài)穩(wěn)定后再像直升機(jī)那樣垂直降落。
2003年12月3日,X-50A無(wú)人試驗(yàn)機(jī)在研究人員的遙控下進(jìn)行了首次懸停飛行試驗(yàn),在空中停留了80余秒,并上升到距離地面3.6米的空中,檢驗(yàn)了它的垂直起降性能。按照設(shè)計(jì)要求,該機(jī)在作高速巡航時(shí),最大速度可達(dá)700千米/小時(shí),幾乎是現(xiàn)役最快直升機(jī)速度的2倍,但由于控制系統(tǒng)的問(wèn)題,在2004年和2006年該機(jī)型兩架驗(yàn)證機(jī)先后墜毀,研究被迫停止。
圓盤旋翼式
其旋翼作為直升機(jī)的關(guān)鍵部件,首先具有機(jī)翼的功能,能產(chǎn)生向上的升力。其次還具有類似于飛機(jī)推進(jìn)裝置的功能,產(chǎn)生向前的力。它還具有類似于飛機(jī)操縱面的功能,能夠產(chǎn)生改變機(jī)體姿態(tài)的俯仰力矩或滾轉(zhuǎn)力矩。通常,直升機(jī)的一副旋翼最少有兩片槳葉,最多可達(dá)7片。旋翼直徑最小約5米,最大達(dá)35米。按槳葉與槳轂連接方式的不同,旋翼大體上分為鉸接式、無(wú)鉸式,半無(wú)鉸式和無(wú)軸承式4種。最近,DARPA將波音公司研制的“圓盤旋翼”直升機(jī)進(jìn)-步演進(jìn)為-種融合圓盤旋翼-機(jī)翼-推進(jìn)裝置三位一體的“高速圓盤旋翼”(High—Speed DiscRotor)飛行器。這種復(fù)合飛行器的飛行速度可以達(dá)到650千米/小時(shí),不僅可以高速飛到目標(biāo)區(qū),而且能在空中懸停,非常適合執(zhí)行搜索、運(yùn)輸和救援任務(wù)。
DARPA一直在推進(jìn)融合旋翼一機(jī)翼一推進(jìn)裝置三位一體復(fù)合式飛行器的發(fā)展,
早期的計(jì)劃包括旋翼可以在飛行中鎖停的“x-機(jī)翼”計(jì)劃,但由于旋翼控制系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜,項(xiàng)目在1988年準(zhǔn)備飛行試驗(yàn)前被取消。從2008年開(kāi)始,DARPA斥資300萬(wàn)美元支持波音公司研制一種”圓盤旋翼”直升機(jī)(DiscRotor)。這種直升機(jī)有一個(gè)碟形的旋轉(zhuǎn)圓盤,飛機(jī)在起飛、懸停和著陸時(shí),槳葉可以從圓盤伸出,與普通直升機(jī)無(wú)異。但在速度達(dá)到500千米,時(shí)的快速飛行時(shí),槳葉就被收回到圓盤內(nèi):而圓盤則繼續(xù)旋轉(zhuǎn),酷似一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓形機(jī)翼,產(chǎn)生動(dòng)升力,實(shí)現(xiàn)在懸停、快速飛行和垂直起降各種飛行模式之間的無(wú)縫過(guò)渡。
現(xiàn)在,DANPA和波音公司決定將“圓盤旋翼”直升機(jī)進(jìn)一步推進(jìn)為融合圓盤旋翼-機(jī)翼-推進(jìn)裝置的“高速圓盤旋翼”飛機(jī)計(jì)劃。與“圓盤旋翼”直升機(jī)的圓盤一直保持旋轉(zhuǎn)不同,“高速圓盤旋翼”飛機(jī)在槳葉收回圓盤后,圓盤也將完全停止轉(zhuǎn)動(dòng),成為一個(gè)被鎖住的圓盤機(jī)翼,它與固定機(jī)翼共同提供升力,將飛機(jī)演變成一個(gè)完全由涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)的固定翼飛機(jī)。
“高速圓盤旋翼機(jī)”的最大技術(shù)特色是垂直起降與水平推進(jìn)的職能分工明確,前者交由圓盤旋冀完成,而后者則交由翼吊雙發(fā)完成。另外一個(gè)技術(shù)特色是旋翼收入圓盤內(nèi)并鎖定后,整機(jī)就變成了一架固定翼飛機(jī),即以機(jī)身為主體,圓盤翼在前上方,機(jī)翼在后方。由于不存在尾翼,也沒(méi)有尾翼的干擾,作為運(yùn)輸機(jī)使用,開(kāi)暢性佳,人員、物資和機(jī)械,裝備與飛機(jī)的接近性更好,車輛可以直接進(jìn)出貨艙,裝卸作業(yè)非常方便,工作效率也能提高。同時(shí),這種飛機(jī)具有氣動(dòng)力優(yōu)勢(shì),能夠在飛行中獲得更大的升力。
“高速圓盤旋翼機(jī)”在水平姿態(tài)就可以直接進(jìn)行旋翼模式和固定翼模式之間的轉(zhuǎn)換。它在飛行中前飛的推力主要來(lái)自裝在機(jī)翼吊掛下的涵道風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),并通過(guò)左右發(fā)動(dòng)機(jī)提供不同的推力產(chǎn)生反扭矩,控制飛機(jī)起飛和著陸時(shí)圓盤旋翼產(chǎn)生的扭矩,代替常規(guī)直升機(jī)的尾槳和常規(guī)固定翼飛機(jī)的尾翼,從而減少了結(jié)構(gòu)重量,但所采用的旋翼交叉軸傳動(dòng)系統(tǒng)卻會(huì)增加一些重量?!备咚賵A盤旋翼機(jī)—面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是,需要配備一種能在飛行中對(duì)槳葉進(jìn)行精確伸縮控制的機(jī)械系統(tǒng),因?yàn)闃~在伸縮過(guò)程中哪怕出現(xiàn)幾毫米的誤差都會(huì)引起不平衡的力和力矩,所以有必要采用主動(dòng)槳葉控制系統(tǒng)管理等先進(jìn)技術(shù)。
結(jié)語(yǔ)
兵貴神速,這對(duì)現(xiàn)代軍用直升機(jī)的快速化和高速化照樣適用,只有這樣,才能適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)要求。從表2所列出的幾種正在醞釀速度新突破的軍用直升機(jī)中,可看出美國(guó)和俄羅斯均對(duì)雙重旋翼附加推力型直升機(jī)很感興趣,不僅有全新開(kāi)發(fā)的機(jī)型,而且也有用現(xiàn)役機(jī)型改裝的,技術(shù)上就事論事,講究缺速度就補(bǔ)速度,屬于實(shí)用類設(shè)計(jì),并不復(fù)雜,也容易實(shí)現(xiàn)快速性,所不同的是俄羅斯開(kāi)發(fā)的機(jī)型較多。美國(guó)同時(shí)也熱衷于交叉組合型快速軍用直升機(jī)的研究,其中最成功的要數(shù)V-22動(dòng)力傾轉(zhuǎn)式旋翼機(jī),已經(jīng)定型投產(chǎn)并開(kāi)始服役。
總之,現(xiàn)代軍用直升機(jī)正醞釀著速度的新突破,限制其速度提高的瓶頸在于陳舊的總體設(shè)計(jì),旋翼模式及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。很顯然,光靠傳統(tǒng)的直升機(jī)模式,設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn)速度上的新突破了。