《玄魂纵横》

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玄魂纵横- 第420部分


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准备了发动机和可供借鉴的螺旋桨。经过航空先驱者们勇敢而艰苦的创造和试验,1903年莱特(Wright)兄弟创造的固定翼飞机滑跑起飞成功。在此期间,尽管在发展直升机方面他付出了很多的艰辛和努力,但由于直升机技术的复杂性和发动机性能不佳,它的成功飞行比飞机迟了30多年。
20世纪初为直升机发展的探索期,多种试验性机型相继问世。试验机方案的多样性表明了探索阶段的技术不成熟性。经过多年实践,这些方案中只有纵列式和共轴双旋翼式保留了下来,至今仍在应用。双桨横列式方案未在直升机家族中延续,但在倾转旋翼/机翼式垂直起落飞行器中得到了继承和发展。
俄国人尤利耶夫另辟捷径,提出了利用尾桨来配平旋翼反扭矩的设计方案并于1912年制造出了试验机。这种单旋翼带尾桨式直升机成为至今最流行的形式,占到世界直升机总数的95%以上。
经过20世纪初的努力探索,为直升机发展积累了可贵的经验并取得显著进展,有多架试验机实现了短暂的垂直升空和短距飞行,但离实用还有很大距离。
飞机工业的发展,使航空发动机的性能迅速提高,为直升机的成功提供了重要条件。旋翼技术的第一次突破,归功于西班牙人Ciervao他为了创造“不失速”的飞机以解决固定翼飞机的安全问题,采用自转旋翼代替机翼,发明了旋翼机。旋翼技术在旋翼机上的成功应用和发展,为直升机的诞生提供了另一个重要条件。
1907年8月,法国人保罗?科尔尼研制出一架全尺寸载人直升机,并在同年11月13日试飞成功。这架直升机被称为“人类第一架直升机”。1938年,年轻的德国人汉纳赖奇驾驶一架双旋翼直升机在柏林体育场进行了一次完美的飞行表演。这架直升机被直升机界认为是世界上第一种试飞成功的直升机。1936年,德国福克公司在对早期直升机进行多方面改进之后,公开展示了自己制造的FW…61直升机,1年后该机创造了多项世界纪录。
1939年春,美国的伊戈尔?西科斯基完成了VS…300直升机的全部设计工作,同年夏天制造出一架原型机。这种单旋翼带尾桨直升机构型成为现在最常见的直升机构型。
20世纪40年代,美国沃特…西科斯基公司研制的一种2座轻型直升机R…4,它是世界上第1种投入批量生产的直升机,也是美国陆军航空兵、海军、海岸警卫队和英国空军、海军使用的第一种军用直升机。该机的公司编号为VS…316,VS…316A。美国陆军航空兵的编号为R…4,美国海军和海岸警卫队的编号为HNS…1,英国空军将其命名为“食蚜虻”1(Hoverfly1),英国海军将其命名为“牛虻”(Gadfly)。
到30年代末期,在法国、德国、美国和苏联都有直升机试飞成功,并迅速改进达到了能够实用的程度。第二次世界大战的军事需要,加速了这一进程,促使直升机发展由探索期进入实用期,直升机开始投入生产线生产。到二战结束时,德国工厂已生产了30多架直升机,美国交付的R5、R6直升机已达400多架。
20世纪的后半期直升机进入航空实用期,直升机的应用领域不断扩展,数量迅速增加。至今已有几万架直升十机服务于国民经济的各个部门和军事领域。直到今天,经过人类100多年的不懈努力,直升机技术技术不断突破,使其应用效能和飞行性能不断改善,从而更适合于使用的拓展,技术上也逐步趋于成熟。
20世纪90年代,直升机发展进入全新的阶段,出现了目视、声学、红外及雷达综合隐身设计的武装侦察直升机。典型机种有:美国的RAH…66和S…92,国际合作的“虎”、NH90和EH101等,这些新型的直升机又被人们称为第四代直升机。这一时期的直升机,采用了先进的发动机全权数字控制系统及自动监控系统,并与机载计算机管理系统集成在一起。其重要特性是采用了先进的增稳增控装置,用电传、光传操纵取代了常规的操纵系统,采用高度集成化的电子设备。计算机技术、信息技术及智能技术。同时,直升机电子设备朝着高度集成化方向发展。先进的捷联惯导、卫星导航设备及组合导航技术,先进的通讯、识别及信息传输设备,先进的目标识别、瞄准、武器发射等火控设备及先进的电子对抗设备,采用了总线信息传输与数据融合技术,并正向传感器融合方向发展。机上的电子、火控及飞行控制系统等通过多余度数字数据总线交连,实现了信息共享。采用了多功能集成显示技术,用少量多功能显示器代替大量的单个仪表,通过键盘控制显示直升机的飞行信息,利用中央计算机对通讯、导航、飞行控制、敌我识别、电子对抗、系统监视、武器火控的信息进行集成处理从而进行集成控制。采用这类先进的集成电子设备,大大简化了直升机座舱布局和仪表板布置,系统部件得到简化,重量大大减轻。更主要的是极大地减轻了飞行员工作负担,改善了直升机的飞机品质和使用性能。
分类
单旋翼尾桨直升机
最常见的直升机类型,一个水平旋翼负责提供飞机升力,尾部一个小型垂直螺旋桨负责抵消旋翼的反作用力。代表型号:苏联米里设计局研制的米…26运输直升机以及美国麦道公司研制的AH…64武装直升机。
单旋翼无尾桨直升机
一个水平旋翼负责提供飞机升力,并从尾部吹出空气,用附壁效应产生的推力抵消旋翼的反作用力。代表型号:美国麦道公司生产的MH…6直升机。
双旋翼直升机
纵列式
两个旋翼前后纵向排列,旋转方向相反,多见于大型运输直升机。代表型号:美国波音公司制造的CH…47“支努干”运输直升机。
共轴式
两个旋翼上下排列在同一个轴上,并且没有尾桨,优点是稳定性好,但技术复杂,因而较为少见。代表型号:苏联卡莫夫设计局研制的卡…50武装直升机。
侧旋翼直升机
又称为倾斜旋翼直升机,结合了固定翼飞机和直升机两者特点的混合技术直升机。起飞时采用水平并置的双旋翼,飞行中将旋翼向前旋转90度变成两个真正的螺旋桨,按照普通固定翼飞机的模式飞行。这样做的好处是可以减小飞行阻力,提高飞行速度,最高可以超过600公里/小时,同时省油,提高航程,缺点是结构复杂,故障率高,因而极为少见。代表型号:美国贝尔公司和波音公司联合制造的V…22运输直升机。
●系出名门设计脱俗
提起西科斯基公司,你可能不熟悉。可提起它制造的“黑鹰”、科曼奇等直升机,你肯定如雷贯耳。作为美国著名的直升机制造厂家,西科斯基公司再次重拳出击,推出新一代高速攻击直升机X2。该公司之所以将这款直升机定名为X2,主要是通过采用现代先进技术,将主旋翼、推进尾桨和发动机进行综合一体化设计,使这种新型共轴双旋翼直升机的性能水平达到传统设计的“双倍”(2X)。X2型螺旋桨推进技术,是在直升机机身的水平中心轴上分别安装一个纵向和横向的螺旋桨旋转系统,当两个螺旋桨旋转系统同时工作后,就会大大提高直升机的水平飞行速度。目前,世界各国所使用的巡航速度最快的直升机,最高时速一般在250公里/小时至350公里/小时的范围内;而此次X2直升机最高时速将达到了463公里/小时,是美国现役“黑鹰”直升机速度的2倍,“阿帕奇”直升机速度的1。5倍。
●智能隐身光电一体
X2直升机运用了大量先进技术,不仅大大提高直升机零部件的使用寿命,降低结构重量,减少维修工作量和使用成本,而且可以提高X2的机动和攻击能力。
智能旋翼。X2直升机的双重复合旋翼设计吸取了当今最先进的直升机旋翼工艺,是一种智能旋翼,即可在任意方向上随飞行状态变化而变化。这种智能变形旋翼使直升机能随时保持最佳的气动外形,对改善直升机的性能具有不可估量的价值。
智能化驾驶舱。X2直升机在进行侦察时,驾驶员一旦把开关置“自动侦察”位置,智能化的作战系统就能自动地进行全方位搜索和探测并自动显示、记录、报告目标位置。当有导弹来袭时,安全系统就会立即报警,同时显示威胁的性质、方位、距离和所采取的对抗方式;故障显示系统则可自动诊断电子系统和机械系统的故障,甚至能预报即将发生的故障,并显示出应采取的防范措施。
隐身设计。X2直升机无论是外形还是武器外挂点的设计,都将隐身性作为其设计的重中之重。从第四代战斗机开始,隐身设计已经是美军武器设计中必不可少的一环。
光传操纵。X2直升机将采用新一代综合化、数字化航空电子系统,使其飞行控制、通信导航、火力控制、电子对抗等方面的性能得以提高,从而使直升机的信息战能力成倍提高。
●攻防兼备火力强大
X2直升机在武器配置方面可谓火力强大。首先,X2在机头下方加挂了一门新型机炮,与“阿帕奇”直升机的单管机炮不同,新型机炮采用了隐身设计,炮身被包在一个圆筒里,共有6个炮管,炮弹的射速可达到每分钟6000发左右。其次,在X2机身两侧,各有一个武器挂架,可挂载“海尔法”反坦克导弹和新型火箭装置。据介绍,X2在继承“长弓阿帕奇”的火力优势的基础上,还进一步加强了精确打击能力。
该机除了在速度和隐身上比阿帕奇有明显优势外,另一个优势就是其尾翼的设计。阿帕奇的尾翼螺旋桨在机尾的左侧,这就产生了一个弊端,在使用机身左侧武器挂架发射“海尔法”反坦克导弹或火箭弹时,其导弹射后产生的火焰和碎片很容易对尾翼造成伤害。新型X2采用的是居中的设计布局,并在尾部推进器两旁增加平衡翼,这个设计可有效地避免导弹发射后的碎片和火焰直接接触到尾部螺旋桨,使得直升机在使用任何一侧机载武器时都能自如地控制飞行姿态。(张德和马达作者单位:总参陆航研究所)





    正文 各国直升机一
     更新时间:2012…4…21 7:19:10 本章字数:10584


美国莱特兄弟获得有动力的、重于空气的、固定机翼的飞行方式不到24年,德国在1936年试验具有垂直飞行能力的并列旋翼FockeFw61,让全世界大吃一惊,并使得以前所有受限的垂直领域的飞行尝试逐渐衰落。
然而,它整体性能是适度的,特别备受关注的是前飞速度。甚至在艾戈尔。西科斯基公司将现在这种一个单个巨大主旋翼带一个小的反扭距尾桨的构造完美化后,同固定翼飞机对照直升机的速度仍然有限。尽管西科斯基的基本设计经历了时间的考验,并成为世界范围内的占统治地位的直升机(如今将近95%的直升机是这种结构),普遍使用的所有在役直升机经受着一个最主要的局限性:前飞速度未能超过200节(230英里/小时)。尽管直升机的影响巨大,西科斯基认识到这是直升机从开始就固有的速度限制,并预言直升机的速度永远无法与飞机相匹配。对大多数过去的事例来说他无疑是对的,特别是在一个如此称谓的术语——“纯”直升机领域。然而旋翼机飞行的速度追求驱使设计者考虑另外一种选项:复合直升机。
“复合直升机”的定义还处在公开讨论阶段(见工具条)。虽然许多人主张增加推进力最必要,此举将直升机置于“复合”范畴,其他人坚持认为仅仅需要增加升力,或是必须同时进行两样。焦点集中在如何称谓“推进复合”上,下面的章节提供有关不同的直升机一种宽泛的观点,这些带有某种辅助的推进装置(一个或更多个推进螺旋桨或是喷气引擎)的直升机曾飞过数年,这项调查也给出一个简要的回顾:不同的制造商选择不同的方法在保留直升机无以伦比的垂直飞行的优势同时解决增加前飞速度的问题。
“复合”并不意味着重复以前的历史,过去的70年中已经看到过超过两打不同的旋翼同螺旋桨或喷气发动机的组合方式。如今我们见到众多“复合直升机”的新概念,既能悬停又具有高速前飞能力。几年以后,我们将见到增加推进螺旋桨的西科斯基X2,带有尾喷管的匹而斯凯X…49A,还有喷气发动机的格隆兄弟“亚当”直升直降飞机,这些飞行器全部开始了飞行测试。此外,贝尔公司成功完成推进式反扭距系统(PropulsiveAnti…TorqueSystem,PATS)的地面测试,计划用于现已取消的“无人作战武装旋翼飞行器”(UnmannedbatArmedRotorcraft,UCAR)项目或是其他领域。加之,“复合浪潮”持续不断在高速旋翼飞机研究领域出现,不管是发起单位——美国陆军、国家航空航天管理局(NASA),或是国内资金支持,自然会因为增加机翼、推进螺旋桨或喷气发动�
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