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造型科幻的美国“黑鹰”直升机后继者露面,中国的下一代在哪里?

01-29 16:38 航趣飞机网


这款直升机是为美国陆军的“未来远程突击飞机”FLRAA项目研发的,而FLRAA项目又是美国陆军的“未来笔直起飞”FVL方案的一部分。FVL方案还包含一个“未来攻击侦察机”FARA项目,意图是替代现在的AH-64装备直升机,而FLRAA项意图意图是为了替代现在的UH-60“黑鹰”系列通用直升机。FLRAA项目要求未来的笔直起降飞机拥有比UH-60直升机快得多的飞翔速度,以供给更高的生存力和战术突击才能。具体来说,FLRAA项目要求最大继续巡航速度的最低要求为250节(460公里/小时),希望抵达280节(520公里/小时)。这个要求根本是现有通用直升机最大继续巡航速度的一倍还多。

这款直升机名为“无畏 X”(Defiant X),是波音公司与西科斯基公司(后者已被洛克希德马丁公司收买)联合研发的。它是根据西科斯基公司的“SB-1 无畏”技能验证机开发的,与“SB-1 无畏”具有相同的根本结构。

 

“无畏 X”最大的特点是具有两个刚性同轴旋翼,并在尾部具有一个推动螺旋桨,这是它能够实现高速的关键技能。西科斯基公司的“SB-1 无畏”技能验证机在2019年就首飞了,在水平飞翔时能够抵达211节的速度,并在爬升时能够抵达232节的速度。

FLRRA项目还有另外一个竞争对手:美国贝尔直升机公司的V-280 Valor 倾转旋翼机。该机的原理与现已服役的V-22“鱼鹰”倾转旋翼机根本相同,走的是另一条技能路线。

 

传统的直升机为何飞不快?

在人们的印象中,直升机的飞翔速度是非常快的,在许多好莱坞影片中,我们能够看到直升机追逐轿车和高铁的场面。但实际上,传统的直升机的速度并不是很高。比如,闻名的AH-64“阿帕奇”装备直升机的最高速度是293公里/小时,欧洲“虎”式装备直升机的最高速度是280公里/小时,而俄罗斯的卡-52“短吻鳄”的最高速度是310公里/小时。这些最高速度根本是在无外挂武器,加少量油的情况下测试出的极限速度。装备直升机在外挂武器时的最高速度根本在200公里/小时多一点。民用直升机的最高速度也根本上差不多。这个速度追逐轿车能够,想要追逐上我国时速350公里的高铁,就根本不可能了。

直升机飞不了太快的原因主要有两个:

一方面是由于它的根本飞翔原理:直升机旋转的旋翼向前方倾斜,发生的推力在笔直方向上的分力用来抵销重力,在水平方向的分力用来供给向前的推力。这样的作业原理效率比固定翼飞机要低许多。发动机的功率往往是瓶颈,要进步速度有必要大幅度进步发动机的功率,油耗也会增大许多。

另一方面传统直升机的飞翔速度极限通常被以为在270节(约500公里/小时)左右,这是由于在飞翔中,直升机的螺旋桨在旋转时,有的桨叶向着行进的方向挥动,称为行进桨叶,还会有桨叶逆着行进的方向挥动,称为撤退桨叶。行进桨叶是旋转线速度和行进速度叠加发生升力,而撤退桨叶是旋转速度和行进速度相减,就导致撤退桨叶的升力随着速度的增大会敏捷下降,而行进桨叶随着速度的增大升力也会敏捷添加,导致直升机的左右两边的升力不平衡。这个问题通过周期变距做到一部分的抵销,但是当直升机抵达一定速度今后,通过周期变距也不足以补偿这两边的不平衡了,这就会导致直升机失去平衡。而在极限速度附近,行进桨叶的速度将要接近音速,会遇到音障使阻力急剧添加。这便是直升机无法进一步进步速度的原因。

 

而“无畏 X”处理这个问题时,一方面选用了刚性共轴反桨双旋翼,桨叶的长度要远小于单旋翼直升机,而桨叶的旋转速度并不添加。这就使得行进桨叶和撤退桨叶升力失衡的问题大大缓解。同时在尾部又有添加一个螺旋桨供给行进的推力,使得旋翼不用前倾,不再需求发生水平分量来供给推力了,使得旋翼只需供给笔直的升力,桨叶的负载下降,需求的旋转速度能够进一步下降。

 

我国在这一范畴的研讨

 

我国在直升机范畴与美国差距比在战斗机范畴还大。美国UH-60“黑鹰”直升机在1979年就开端量产,而我国与之相当的直-20在过去两年才开端量产,相差了将近40年。但是我国在未来高速直升机范畴也有所布局。

 

早在2013年的天津直博会上,航空工业就展出了“绝影-8”高速无人直升机的模型。周围还有“蓝鲸”偏转旋翼机的模型。

 

 

从“绝影-8”模型的细节可一个看出,该机也选用了刚性共轴反桨双旋翼的规划,与“无畏 X”的区别在于,它的推动螺旋桨没有放在机尾,而是放在了机头,一个是“推”,一个是“拉”,而推动螺旋桨也是共轴反桨双旋翼的。

 

 

在之后几年,从航空工业的官方新闻中,我们得知“绝影-8”的真机现已开端试飞。而据《中国航空报》在2015年报道,我国在刚性双旋翼技能上也取得了打破。以俄罗斯卡-27直升机为代表的共轴反桨双旋翼技能选用的是传统直升机的相对“柔性”的桨叶。它的缺点是桨叶容易上下摆动,因此上下两套旋翼桨有可能相撞造成机毁人亡的事故。刚性双旋翼则处理了这个问题,大大拉近共轴双旋翼直升机两个旋翼之间的间隔,能够大大下降阻力,削减分量,同时进步动力性能。

 

笔者以为,“绝影-8”的技能很可能不只应用于无人直升机,我国的下一代直升机也有可能选用相似的技能。终究如何,就让我们拭目以待吧。

 

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