旋翼机 中国三款概念旋翼机震惊世界

AVIC直升机公司在第九届中国航展上首次展示了“先锋01”新概念高速直升机模型。9日下午，AVIC直升机公司专家表示，“先锋01”新概念高速直升机采用同轴刚性旋翼和尾推力螺旋桨布局，前三点起落架和单发动机布局。它具有直升机的悬停、低速和机动能力，以及固定翼飞机的高速前飞能力。“先锋01”新概念高速直升机的两个旋翼同轴旋转，相互平衡反作用力矩，同时提供飞机垂直起降和悬停所需的升力。高速向前飞行时，尾部推力螺旋桨工作。特别设计的桨叶可以很好的解决桨叶后向失速问题，从而实现直升机的高速飞行。“先锋01”新概念高速直升机可用于客货运输、城际作业、应急救援等任务。AVIC直升机推出三个新的直升机概念设计方案在这次珠海航展上，AVIC集团的直升机展区推出了三个新的直升机概念设计方案。除了备受期待的先锋01，短尾猎鹰和鸭嘴兽旋翼机也令人印象深刻。“短尾隼”采用双旋翼连续布局，旋翼下方设有推力螺旋桨。它类似于V-22鱼鹰，但它避免了鱼鹰从直升机改装成旋翼机时，由于旋翼偏转、控制和稳定性差而容易失速和坠毁的问题。“短尾隼”采用双旋翼连续布局，旋翼下方设有推力螺旋桨。类似的V-22倾转旋翼机，巡航速度为509 km/h，最大速度为650 km/h，此外，AVIC还引进了“鸭嘴兽”高速直升机的概念，高速前进时使用曲板机翼作为升力面。那么中国为什么要研发这种外形奇特的旋翼机呢？复合材料旋翼机的优异性能是什么？美国西科斯基飞机公司为满足未来轻型战术直升机、通用直升机和运输直升机的要求而设计的X2同轴双旋翼技术验证机已达到关键速度目标。X2构型还可以满足未来的军事需求，并可用于取代眼镜蛇、阿帕奇和休伊直升机等平台，以及大型通用和运输旋翼机。在佛罗里达州达西棕榈滩的西科斯基开发飞行中心进行的测试中，X2演示机的水平飞行速度为250节。项目经理吉姆·卡-格迪斯(Jim Ka-Geddes)表示，在低功率负载、低振动和低噪声下的250节飞行速度是该演示器的一个关键目标。在这1.1小时的飞行中，飞机在俯冲过程中也达到了260节的飞行速度。卡·格迪斯被称为确认声学特性和检查旋翼系统部件，X2也可能进行4次以上的飞行试验。“直升机之外的直升机”乍一看，旋翼机和直升机是一模一样的:它们的头部都有一对大直径的旋翼，它们在飞行过程中依靠旋翼的旋转来产生升力。但是除了这些明显的相似之处，旋翼机和直升机是两种完全不同的飞机。旋翼机其实是介于直升机和飞机之间的一种飞机。除了旋翼之外，它还配备了一对螺旋桨来提供向前的动力，通常还配备了较小的机翼来提供飞行中的部分升力。旋翼机和直升机最大的区别是旋翼机的旋翼不与发动机传动系统连接，发动机不通过驱动旋翼为飞机提供升力，但在旋翼机飞行过程中，前方气流吹动旋翼旋转产生升力，就像风车一样；直升机旋翼与发动机传动系统相连，既能产生升力，又能提供飞行动力，就像电风扇一样。由于旋翼是自转的，传递给机身的力矩很小，旋翼机不像单旋翼直升机那样需要尾桨，而是通常配有尾翼来控制飞行。在新一代旋翼机中，最典型的例子是欧洲直升机公司开发的X-3混合直升机和美国开发的X-2复合旋翼机。X-3采用两个涡轴发动机，集成了直升机和固定翼飞机的设计。飞机顶部有一个5叶片旋翼，使飞机能够像普通直升机一样悬停和升降。机身两侧各有一个固定的短翼，短翼顶部有螺旋桨提供前进动力。X3没有普通直升机的尾桨。在飞行中，旋翼机和直升机最明显的区别是，直升机的旋翼向前倾斜，而旋翼机的旋翼向后倾斜。需要注意的是，有些旋翼机起飞时，旋翼也可以通过“离合器”与发动机连接，发动机带动旋转产生升力。这样可以缩短起跳跑距离，爬起来几乎是陡峭的，但是不能垂直上升，不能停留在空。等升程空后，松开离合器，转子在空内自由转动。旋翼机飞行时，升力主要由旋翼产生，而固定翼只提供部分升力。有些旋翼机甚至没有固定翼，所有的升力都是由旋翼产生的。旋翼机发展过程中诞生的许多技术对直升机的发展有很大影响。例如，旋翼上的拍动铰链首先应用于旋翼机，然后移植到直升机上。因为旋翼机旋翼旋转的动力是由飞机向前运动获得的。万一发动机停在空且螺旋桨不转动，旋翼机根据惯性继续向前飞行，并逐渐降低速度和高度。在这个高度下降的同时，会有从底部到顶部的相对气流，转子可以旋转提供升力。这样，直升机就可以在飞行员的控制下安全地沿着道路滑行。即使操作者无法控制，旋翼机失去控制，也会像降落伞一样降落。虽然也是一次粗暴的落地，但不会出现类似天平落地的情况。当然，直升机也有能力在旋转的较低边缘安全着陆。但它的旋转需要从动态过渡到自转状态，这个过渡会失去一定的高度。如果飞行高度不够，直升机可能无法过渡和接触地面。旋翼机本身是在旋转状态下飞行的，所以不需要做过渡，所以安全转换不需要这个高度约束。旋翼机结合了直升机和固定翼飞机的优点。因为旋翼机的旋翼没有动力，所以不存在动力驱动旋翼系统带来的较大振动和噪音，也不会因为这样的振动和噪音而缩短旋翼和机体的使用寿命或增加乘客的疲劳。旋翼机动力驱动螺旋桨的影响显然要小得多。此外，旋翼机还有一个非常有价值的特点，就是它的着陆运行距离比起飞运行距离短得多，而且即使控制得很好，也可以不运行就地着陆，只要大于旋翼直径，即使不平整也没关系，甚至可以降落在旅游船的车顶或甲板上。美国旋翼机飞行训练手册上说:“旋翼机的稳定性是所有飞机中最高的空”。可自动调节，使机身具有良好的俯仰稳定性、滚转稳定性和速度稳定性。旋转桨就像一个大惯性轮，转子没有周期性的螺距变化。而且由于旋翼的安装角度大于直升机，所以陀螺效果更好，稳定性更高。旋翼机风阻高，起飞时也喜欢风。对于常规旋翼机来说，风有利于旋翼的启动和加速转动，可以缩短其运行的跳跃。当风速达到足够大时，一般旋翼机也可以垂直起飞。一般来说，旋翼机的风阻比同量级的固定翼飞机更强，但大致相当于直升机，甚至“在湍流和强风中的飞行能力超过了直升机的使用极限”。但是旋翼机的缺点也很明显。旋翼机必须产生前进速度才能旋转产生升力，这意味着需要一定大小的场地。同时，飞行时不能垂直上升或悬停在空内。这架飞机的飞机飞行速度只和直升机差不多。在这种情况下，直升机可以垂直起降和机动，在实际应用中更加灵活。旋转Ji机可以分为两类，一类是需要跑和脱，这个比较简单，大量都是这一类。另一种类型可以垂直起飞，起飞有三种方式:一种是用动力驱动其转子；二是将旋翼预旋，使其达到正常飞行速度的固定倍数，然后突然脱开离合器，同时使旋翼桨叶俯仰得到较大的升力跃变，起飞；第三种是利用旋翼顶端的小火箭驱动旋翼旋转并提供升力的垂直起飞过程，通常由自动程序控制完成。旋翼机的性价比很高。它有很多有价值的性能，但价格相对便宜，大约是同量级直升机的五分之一到十分之一，相当于一般汽车的价格。前面提到的“直升机旋翼机”，由小火肋驱动垂直起飞，由汽油发动机和螺旋桨推动，每磅有效载荷的价格仅为普通直升机中最便宜的三分之一。因为旋翼机没有尾梁，没有尾传动系统和自动减速器，而且大多数旋翼机没有主旋翼传动系统和主减速器，结构简单，所以不仅价格低，故障率也低。另外，使用维护简单方便。所需费用也低。旋翼机比直升机更容易驾驶。旋翼机虽然老了，但也是一种蓬勃发展的年轻飞行器，使用方便，安全方便，所以在未来的飞行器空家族中依然占有一席之地。