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单旋翼带尾桨气动已过时?点评美国直升机巨头续命之作:出师未捷

2019-11-21 19:07:15 浏览次数:1604
  

贝尔360回到了传统直升机的空气动力学:单旋翼带尾旋翼。看看这种空气动力学设计就知道它受到速度的限制,其固有速度并不快,这不符合美军对高速的要求。钟360还有另一个缺点,即短翅膀影响隐形效果。作为一架部分隐形定位的直升机,贝尔360专注于侦察,不仅有内置武器,还有空气动力学隐形。法拉项目也被认为是科曼奇项目的复兴。

生产:武器观察

美国陆军目前正在进行一场2000亿架直升机的“激烈战斗”,即fvl未来垂直提升项目和法拉未来攻击侦察机项目。fvl项目目前处于原型测试飞行的早期阶段,正式比赛尚未开始。这时,法拉项目制造了一些噪音,因为贝尔和西科斯基已经想出了一个计划。让我们今天谈谈贝尔的计划。贝尔作为美国直升机巨头,几十年来一直专注于倾斜旋翼技术。mv-22是代表性作品,但只有美国海军陆战队迷恋mv-22。陆军不同意倾斜旋翼,并且总是觉得这项技术不安全。海军陆战队(Marine Corps)对mv-22并不绝对可靠,但对速度有很强的需求,要求速度超过每小时500公里,这有利于海军陆战队的快速机动。因此,mv-22只能搭载在两栖攻击舰上。

注意:mv-22巨大的双旋翼只能是停放在地面上的“人”,否则旋翼会撞到地面。

注:mv-22向前飞行。此时,mv-22就像一架固定翼运输机。

随着直升机在战术任务中发挥着越来越重要的作用,陆军也需要更高的速度,而带尾旋翼空气动力学的单旋翼在速度上有局限性。传统直升机设计为单旋翼和尾旋翼。这种经典布局存在于大多数西方直升机中。单旋翼直升机只有一个主旋翼。为了平衡旋转扭矩,增加了尾部转子。尾旋翼产生的气流方向对直升机施加力,以抵消主旋翼产生的扭矩。由此可见,尾旋翼基本上不产生升力。像黑鹰直升机一样,尾旋翼与机身成一个夹角,有助于升力。俄罗斯的夹式直升机旋翼不同于此,采用同轴反向双旋翼,因此,夹式直升机双旋翼扭矩可以相互抵消,不需要尾旋翼。

注意:直升机飞行示意图,向前飞行时倾斜机身。

当直升机想要向前飞行时,主旋翼倾斜以产生向后分力,因此直升机可以向前移动。因此,限制直升机最大水平速度的因素出现了,即由主旋翼桨叶产生的局部冲击波。

注:直升机扭矩平衡原理,主旋翼产生的扭矩被尾浆抵消。

随着主旋翼桨叶的转速不断增加,前后桨叶在高速飞行时存在气流不对称的问题,叶尖马赫数不断增加,容易导致叶尖失速,使直升机失去升力。主旋翼的叶尖速度很难达到0.92马赫,这也限制了带有尾旋翼的单旋翼直升机的最大水平速度。黑鹰直升机、ka50直升机和nh-90直升机的最高速度都是每小时300公里。为了提高直升机的速度,有必要改变空气动力学,放弃单旋翼和尾旋翼的布局,改为倾斜旋翼或复合空气动力学。

图注:同轴双转子布局结构图

注:卡-52是同轴双转子的代表。

贝尔公司是唯一一家在倾斜转子技术方面最优秀的公司。虽然倾斜转子已经消除了叶尖失速,并且前进速度受到转子向前阻力增加的干扰,但是也很容易陷入由两个转子产生的下洗气流中,从而导致碰撞。在1991年至2000年的试飞期间,总共发生了4起飞机坠毁事件,造成30人死亡。

v-22试飞着陆坠毁就是由此造成的。由两个旋翼产生的叶尖涡流引起的下洗气流不断冲击机翼下表面,形成新的三维流场,严重干扰v-22悬停时的稳定性。此时,飞行控制必须及时干预,否则它将崩溃。因此,倾转旋翼技术需要非常高的飞行控制。控制面和张力矢量控制将使飞行控制极其困难。贝尔花了十多年时间才完成这项工作,这也是美国陆军的担忧。

倾转旋翼的优点是飞行速度快,可以轻易超过每小时500公里。但是,它不适合法拉项目,因为法拉项目是一架侦察直升机。两个巨大的旋翼是一个缺点,这影响了直升机的隐蔽性。在城市巷战中,目标太大,很容易切入建筑物。就抗冲击能力而言,倾斜转子表现不佳。

注意:v-22在飞行试验中坠毁

注:从图中可以看出,mv-22的下洗气流非常强,影响了机翼下表面的气流。

例如,如果一枚火箭击中发动机的一侧,倾转旋翼机会立即失去控制,并且无法用另一个发动机的矢量推力稳定直升机。如果是单旋翼和刚性同轴双旋翼飞机,如果防空导弹击中发动机,仍在选择的主旋翼可以用来延迟坠落,姿态可以保持不倾斜。发动机短舱安装在最外侧,容易受到地面防空火力的攻击,失去效能。

贝尔公司知道法拉项目需要一架小型直升机。倾斜旋翼显然不合适,所以贝尔360因维德人攻击侦察直升机被重新开发。从图中可以看出,贝尔360已经恢复了传统直升机的空气动力学:单旋翼带尾旋翼。看看这种空气动力学设计就知道它受到速度的限制,其固有速度并不快,这不符合美军对高速的需求。钟360还有另一个缺点,即短翅膀影响隐形效果。作为一架部分隐形定位的直升机,贝尔360专注于侦察,不仅有内置武器,还有空气动力学隐形。法拉项目也被认为是科曼奇项目的复兴。

注意:贝尔360因维德人攻击侦察直升机有一个内置的弹匣,但是短翼的存在会影响隐形。

注:贝尔360因维德人攻击侦察直升机原型。

贝尔360是公司为法拉项目开发的直升机。这不是贝尔擅长的,但它只是为了参与法拉项目而建造的。因此,看看贝尔360的机身就知道它的竞争力不是很强。它的最大水平速度是有限的,它的短翼不利于隐身。从贝尔的角度来看,如果参加fvl项目比赛的v-280失败,贝尔360仍然可以争取。因此,贝尔360的立场是继续为贝尔服务,但不幸的是,它至今还没有赢得比赛,很可能在首轮比赛中被s-97击败。这篇文章由标题军械观测站独家出版,不允许以任何形式转载。

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