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未来的直升机可能越来越长得像无人机了(2)

时间:2018-08-29 18:34来源:旋翼僵尸 作者:中国直升机网
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提高速度

直升机的速度受到其飞行方式的限制。飞机是通过流过机翼的空气获得升力。而直升机的叶片有相似的形状,工作起来像一个旋转翼。问题是,直升机在前行飞行过程中,流过主旋翼桨盘的相对气流在前行侧和后行侧是不同的 前行桨叶侧的相对气流速度较大。而后行桨叶侧的相对气流速度较小。这种升力的不对称随着前行速度的增加而增加。直升机设计者主要通过调整桨叶旋转时的角度来进行补偿,从而使整个桨盘获得相同量的升力。一旦直升机的速度超过280公里每小时(174英里每小时),后行桨叶的叶片角度就会导致“失速”,根本不会产生升力。到那时,直升机可能会产生低频振动,并可能发生翻转。

倾转旋翼通过安装在机翼上的一对反向旋转转子克服了这个问题。这种布置有效地将直升机转换为飞机。这种飞机在升空后,使旋翼向前倾斜实现更快速度的飞行,然后将旋翼向上翻转,使直升机实现垂直降落并垂直起飞。贝尔设计的V-280倾转旋翼可以以每小时520公里的速度飞行(根据飞行员的说法是每小时280海里,因此其得名V-280)。这款飞机在搭载四名机组人员和14名全副武装人员的情况下,续航里程也达到了近1500公里。

此外,贝尔与波音公司还生产过一款更老更大的倾转旋翼飞机V-22鱼鹰。其也比普通直升机更快,而且可以飞得更远。它被美国海军陆战队所使用。然而,V-22在飞行中需要同时倾斜其转子和发动机。而V-250简化了这种设计,通过使发动机保持在原位并仅倾斜驱动轴和转子来减少必须旋转的重量。

贝尔军事业务主管文斯·托宾(Vince Tobin)说,新的设计可以扩大规模,制造出更大的飞机。贝尔也考虑在未来的某个时候研究电动飞行系统。

无需飞行员

V-280在设计上将是“可选配飞行员”。一些乘客可能更喜欢驾驶舱里有一个人,但这在很大程度上取决于任务本身。托宾曾是美国陆军直升机飞行员,他说,“在战争中,乘客不会在乎飞机是有人驾驶还是无人驾驶。”他补充称,在民用领域,倾转旋翼以其速度和续航里程开辟了各种各样的旅行机会。其可以从屋顶到直升机场在内的很多地方起降,可以节省传统机场占用的土地。

而西科斯基的X2直升机系统则使用了两个安装在直升机顶部的旋翼,一个在另一个之上,但转向相反。这种所谓的同轴结构长期以来一直被一些俄罗斯直升机使用,因为它不再需要尾桨,这让直升机更易于通过狭隘环境。在传统直升机上,尾部旋翼主要用于抵消“扭矩”,也就是由直升机主旋翼旋转过程中产生的扭转力。而同轴转子结构设计则可以自行抵消扭矩。

与之前的同轴直升机不同的是,西科斯基在尾部安装了一个螺旋桨,以推动直升机以更快的速度前进。另一个不同之处在于,每个转子上的四个叶片比通常情况下要硬得多,这样转子与转子就能够靠得更近,而不会发生叶片碰撞。其结果是,在高速飞行中克服了叶片失速问题,因为总是有一个叶片朝向向前移动的方向,从而提供了平衡的升力。
 
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