俄羅斯直升機大膽嘗試「速度革命」
近日,在俄羅斯「HeliRussia 2017」國際直升機展覽會上,米里設計局對外發布了一款高速複合直升機設計方案Mi-X1,顯然,在近年來流行的直升機「速度革命」領域,俄羅斯並沒有缺席,一樣有成熟的技術積累和設計方案,那麼,俄羅斯這款高速直升機方案是以怎樣的思路來實現高速飛行的效果呢?
當大家第一次看到米里設計局的新概念直升機Mi-X1模型時,馬上有似曾相識的感覺,它與皮亞塞茨基飛機公司X-49A「速度鷹」非常相似,採用了單旋翼帶尾槳的傳統直升機布局,唯一不同的是尾槳做了改進,用矢量推力涵道螺旋槳推進器技術,取代了傳統的交叉剪刀型尾槳,其尾部涵道直徑2.44米,有5片槳葉。與常規的尾槳葉相比,這種結構的振動更小,維修費用也更低。
圖註:美國X-49A「速度鷹」高速複合直升機正在試飛的場景
很多人知道,X-49A「速度鷹」是以西科斯基公司的H-60通用直升機為基礎研製的,在現有直升機基礎上加裝了帶有襟副翼的升力機翼和可調推力矢量涵道推進器。升力機翼可以在前向飛行時提供所需要的部分升力,減輕了旋翼的負擔,使得漿葉失速不再成為問題。而涵道推進器則可以代替常規的直升機尾槳,產生水平推力,形成反轉力矩和轉向控制,從而提高直升機的速度。
目前,X-49A「速度鷹」已經完成了多次試飛,包括基礎的懸停、轉彎和低速度下的前飛和側飛,成功證明了使用矢量推力涵道螺旋槳推進器可以提供有效的配平能力,在取消尾槳後的抗扭矩和方向控制方面以可以滿足安全使用的要求。目前,常規布局的直升機,以美國「黑鷹」直升機為例,其巡航飛行時速大約在300千米左右,最大飛行時速不超過360千米,而「速度鷹」試飛數據則證明,通過矢量推力涵道螺旋槳推進器與升力機翼相結合,它具有更高的飛行速度和更大的起飛重量,巡航速度提高50%,有望達到時速450千米左右,作戰半徑提高了130%,這也就是所謂直升機「速度革命」的意義所在。
X-49A「速度鷹」相對於高風險的V-22「魚鷹」的最大優勢就是便宜和低風險,可以方便利用現有直升機的機體進行改裝,無論是在研製還是裝備、維護方面都對用戶有著很大的吸引力。
Mi-X1所採用的正是類似美國「速度鷹」這樣的矢量推力涵道螺旋槳推進器技術,原理應該類似,稍微不同的是,俄羅斯Mi-X1沒有採用「速度鷹」上的升力機翼,沒有增升作用,旋翼的負擔較重。但由於是大型運輸直升機,對飛行機動能力要求並不太高,不另行增加升力機翼也並沒有太大影響,反而可以避免升力機翼所帶來的結構重量增加,旋翼下洗氣流對升力機翼的影響等一系列技術難題,不失為一個穩妥的辦法。
圖註:中國「絕影」8高速複合直升機模型
近幾十年來,國際上新概念直升機層出不窮,其中一些類型經過不懈的努力,已經到了開花結果的時候。我國近幾屆天津國際直升機展上,也有國產「藍鯨」、「絕影」8等高速複合直升機設計方案的出現,表明在此領域有所建樹。我們衷心地希望,中國人設計創造的新概念直升機可以早日翱翔藍天。
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