螺旋桨设计 16个螺旋桨！"中国版鱼鹰"设计时速超600公里，却有两难题待解决

本届直博会上，一款国产倾转旋翼机的模型引起了许多人的注意，它的设计可以说是颠覆性的。

首先，这款旋翼机采用电力推进，一共装有16个螺旋桨！它们密密麻麻布满了飞机的前后两个机翼。除了提供飞机前进的动力，也可以让飞机垂直起降。

第二就是飞机的机翼可以倾转角度，在起降的时候机翼和地面垂直，螺旋桨竖起，提供给飞机向上的升力，在进入平飞状态后，机翼变得和普通机翼一样与地面平行，螺旋桨推动飞机前进。

这一点上看，它的原理和美国的“鱼鹰”倾转旋翼机相似。

据介绍，这是一款电驱动多桨倾转高速旋翼飞行器，综合利用了倾转机翼与分布式电驱动概念，来实现600千米/小时以上飞行速度。

不同的是，在16个螺旋桨中，有12个只在起降的时候使用，在飞行状态中，这12个螺旋桨的桨叶会折叠起来，以减轻飞机飞行时的阻力。

老实说，刚刚看到这个设计时，还是觉得既震撼又有些不靠谱的，这么多螺旋桨堆到一架飞机上，不是开玩笑吗？

但是细细品味它的设计思路，发现事情并不是想象的那样简单。

美国V22“鱼鹰”倾转旋翼飞机。

这款电驱动多桨倾转高速旋翼飞行器，对标的就是美国的V22“鱼鹰”飞机。

我们知道“鱼鹰”兼具直升机的垂直起降能力，又有固定翼飞机的高速大航程和较强的运载能力，其性能越来越被美军重视，并且在实战中也充分证明了自己。

和许多人的固有印象不同，“鱼鹰”的安全性很高，远远超出直升机，每飞行小时的事故发生率只有海军陆战队其它飞机的一半，它已经是美军最安全的旋翼机。

既然“鱼鹰”性能如此好，为何世界其它国家没有发展同类型的旋翼机呢？

“鱼鹰”的结构概要图。

答案很简单，“鱼鹰”的倾转旋翼设计太复杂了，尤其是机械传动部分，机身上的可动部件之多，堪称飞机之最，不但主翼可以旋转，吊舱可以倾转，连旋翼叶片也可以折叠。所以制造、装配、保养的难度都很大。换句话说，如果工艺不过关，“鱼鹰”这种倾转旋翼机的安全性就令人担忧。

所以，这款国产电驱动多桨倾转高速旋翼飞行器就瞄准了两点，第一是希望获得“鱼鹰”的性能，第二是摒弃它过于复杂的结构。

这也是它选择电驱动的最主要的原因。

由于采用电驱动方式，没有复杂的机械传动，维护更加便捷。

因为电驱动的优点就是结构简单，每个螺旋桨都有一个单独的电动机，只要有电源、控制装置就能操作，无需复杂的机械传动系统。

即便螺旋桨有16个之多，也能毫无困难地进行实时控制。

此外机翼的倾转应该也是采用的电驱动，因为只需在一个固定轴上转动，结构也比较简单。

倾转旋翼机“变形”过程。

当飞机起飞升空后，机翼慢慢恢复水平位置，获得向前的速度后，为了节能，就关掉多余的螺旋桨，采用翼尖四个螺旋桨推进，平飞速度能达到每小时600公里。

不过如果启动更多的螺旋桨，速度应该会进一步提升，从速度上看，已经超越了“鱼鹰”。

说完了它的优点，接下来要谈一谈这款旋翼机可能会遇到的问题。

首当其冲的当然是能源问题，如果要实用化，用蓄电池为动力就比较勉强，目前世界上已经研发的蓄电池，其能量密度都远远小于同质量的化石燃料。

巴黎航展上帅出天际的“爱丽丝”，它是全球第一架商用电动飞机的原型机，为一架9座全复合材料电动支线飞机，由以色列初创公司Eviation研发。

以色列推出过一款名叫“爱丽丝”的全电动力飞机，它搭载了一块900千瓦时能量的锂电池，充满电之后可以飞行1037公里，时速只有每小时407公里，这架飞机包括驾驶员在内，只能坐11个人。

900千瓦时的蓄电池已经极其巨大，等于10几辆特斯拉轿车的总电量。

不过折算成汽油，还不到80公斤。

而且就算不断往上堆电池组，飞机的航程也不会有太大的提升，因为电池组自身的死重太重，会严重影响飞机的飞行性能。

所以为了保证正常飞行，这款电驱动飞机的动力很可能采用燃油发电，再由电机驱动螺旋桨。

它的能量转化路径变成：燃料产生化学能，化学能转化为机械能，机械能转化为电能，电能再度转化为机械能。中间会有不少能量损耗，所以在燃料的使用效率上会比直接烧油的飞机低。

巴黎航展上的“爱丽丝”电动飞机。

其次，虽然绕开了“鱼鹰”复杂的机械传动系统，但是这套电力推进系统的难度也不小。

燃气轮机加发电机的重量也是个问题，它对于飞机运载能力和航程会有影响，能不能赶上“鱼鹰”，也要打个问号。

毕竟“鱼鹰”可以运载32人或者15000磅物资，还能飞1600多公里，带上副油箱的转场航程近4000公里，这才是它的硬实力。

如果电动的倾转旋翼机不能解决航程和运输两大痛点，只是具备垂直起降和高速的能力，那么它的实用性会大打折扣。

不过作为一种新的设计思路，这款电动倾转旋翼机仍然值得称道，这种脑洞大开的设计说不定在将来会成为潮流，当然，这要等到电池技术获得突破才行。