中國概念旋翼機震驚世界 中直推3種全新方案

【環球網赴珠海航展特派報道組綜合報道】中航工業直升機公司在第九屆中國航展上首次公開展出了“先驅01”新概念高速直升機模型。9日下午，中航工業直升機公司的專家介紹説，“先驅 01”新概念高速直升機採用共軸式剛性旋翼加尾推力槳佈局，前三點式起落架，單台發動機佈置。具備直升機的懸停、低速、機動以及固定翼飛機的大速度前飛能力。“先驅01”新概念高速直升機的兩副旋翼共軸反轉相互平衡反扭矩，同時提供飛行器垂直起降，懸停時所需的升力。大速度前飛時，尾推力槳工作。經過特殊設計的槳葉能夠很好的解決後行槳葉失速問題，從而實現直升機的高速飛行。“先驅01”新概念高速直升機可用於客貨運輸、城際營運、緊急救援等多種任務。

中航直升機新推三種全新概念設計直升機方案

在本屆珠海航展上，中航工業集團的直升機展區新推出了三種全新概念設計的直升機方案，除了備受矚目的“先驅01”之外，“短尾隼”和“鴨嘴獸”旋翼機也令人印象深刻。 “短尾隼”採用橫列式雙旋翼佈局，在旋翼下方安置推力槳。類似V-22“魚鷹”，但避免了“魚鷹”從直升機狀態轉化為旋翼機狀態時，旋翼偏轉，控制力、穩定性極差，最容易失速墜毀的難題。“短尾隼”採用橫列式雙旋翼佈局，在旋翼下方安置推力槳。類似的V-22傾轉旋翼機的巡航速度為509千米/小時，最大速度可達650千米/小時。此外，中航工業還推出了的“鴨嘴獸”高速直升機概念，採用帶有曲面的盤翼作為高速前進時的升力面。

那麼中國為什麼要研製這種外形古怪的旋翼機呢？複合旋翼機又有什麼優異的性能呢？

美國西科斯基飛機公司計劃為滿足未來輕型戰術、通用和運輸直升機需求設計的X2共軸雙旋翼技術驗證機達到了關鍵速度目標。X2構型也能夠滿足未來軍用需求用來替代類似“眼鏡蛇”、“阿帕奇”和“休伊”直升機以及大型通用和運輸旋翼機等平台。X2驗證機在佛羅里達西棕櫚海岸的西科斯基發展飛行中心進行的測試中水平飛行速度達到250節(463千米/小時)。該項目經理吉姆•卡格迪斯表示在低動力負荷、低振動和低噪音情況下飛行速度達到250節是這架驗證機的一個關鍵目標。在這次1.1小時的飛行中，該機還在俯衝過程中達到260節的飛行速度。卡格迪斯稱為了確認聲學特徵、檢驗旋翼系統部件，X2可能還將進行4次以上的飛行測試。

“不是直升機的直升機”

乍一看，旋翼機和直升機簡直一模一樣：它們頭頂都有一副大直徑的旋翼，在飛行中依靠旋翼的旋轉產生升力。但是除去這些表面上的一致性，旋翼機和直升機卻是兩種完全不同的飛機。

旋翼機實際上是一種介於直升機和飛機之間的飛行器，它除去旋翼外，還帶有一副螺旋槳以提供前進的動力，一般也裝有較小的機翼在飛行中提供部分升力。旋翼機與直升機的最大區別是，旋翼機的旋翼不與發動機傳動系統相連，發動機不是以驅動旋翼為飛機提供升力，而是在旋翼機飛行的過程中，由前方氣流吹動旋翼旋轉產生升力，象一隻風車；而直升機的旋翼與發動機傳動系統相連，既能產生升力，又能提供飛行的動力，象一台電風扇。由於旋翼為自轉式，傳遞到機身上的扭矩很小，因此旋翼機無需單旋翼直升機那樣的尾槳，但是一般裝有尾翼，以控制飛行。

在新一代旋翼機中，最典型的例子就是歐洲直升機公司研製的X-3混合型直升機和美國研製的X-2複合旋翼機，X-3採用兩部渦輪軸發動機，融合直升機和固定翼飛機設計於一體。 機頂有一副5槳葉旋翼，使飛機可以如普通直升機一樣懸停和升降。機身兩側各有一片固定短翼，短翼頂端有螺旋槳，提供前進動力。X3沒有普通直升機具有的尾槳。

在飛行中，旋翼機同直升機最明顯的分別為直升機的旋翼面向前傾斜，而旋翼機的旋翼則是向後傾斜的。需要説明的是，有的旋翼機在起飛時，旋翼也可通過“離合器”同發動機連繫，靠發動機帶動旋轉而產生舉力。這樣可以縮短起飛滑跑距離，幾乎以陡直地向上爬升，但還不能垂直上升，也不能在空中不動（即“懸停”）。等升空後再鬆開離合器隨旋翼在空中自由旋轉。

旋翼機飛行時，舉力主要由旋翼產生，固定機翼僅提供部分舉力。有的旋翼機甚至沒有固定機翼，全部舉力都靠旋翼產生。旋翼機發展過程中誕生的許多技術，對直升機的發展產生了重大影響。例如旋翼上的揮舞鉸，就是首先運用在旋翼機上，再被移植到直升機上的。

由於旋翼機的旋翼旋轉的動力是由飛機前進而獲得。萬一發動機在空中停車螺旋槳不轉了，此時旋翼機據慣性繼續維持前飛，並逐漸減低速度和高度，就在這高度下降的同時，也就 有了自下而上的相對氣流，旋翼就能可自轉提供升力。這樣，旋冀機便可憑飛行員的操縱安全地滑翔降路。即使在行員不能操縱，旋翼機失去控制的特殊情況下，也會像降落傘-樣的降落，雖然也是粗暴着陸，但不會出現類似秤陀落地的情況。

當然，直升機也是具備自轉下沿安全着陸能力的。但它的旋冀需要從有動力狀態過渡到自轉狀態，這個過渡要損失一定高度。如果飛行高度不夠，那麼直升機就可能來不及過渡而觸地。旋翼機本身就是在自轉狀態下飛行的，不需要進行過渡，所以也就沒行這種為安全轉換所需的高度約束。

旋翼機結合了直升機和固定翼飛行器的優點

由於旋翼機的旋翼是沒有動力的，因此它沒有由於動力驅動旋翼系統帶來的較大的振動和噪音，也就不會因這種振動和噪音而使旋翼、機體等的使用落命縮短或增加乘員的疲勞。旋翼機動力驅動螺旋槳所造成的影響，顯然小得多。另外，旋翼機還有一個很可貴的特點，就是它的着陸滑跑距離大大地短於起飛沿跑距離，甚至操縱得好可以不滑跑就地着陸，只要-塊比旋翼直徑大一些的地方就可降落，即使不怎麼平也不要緊，甚至可在旅遊船頂篷或甲板上降落。

美國的旋翼機飛行訓練手冊説：“旋翼機的穩定性在所有航空器中最高”。它可自動調節，使機身具有良好的俯仰穩定性、滾轉穩定性和速度穩定性。旋轉起來的旋轉槳盤恰似個大慣性輪，且旋翼沒有周期變距等變化。又由於旋翼視的旋翼安裝角比直升機的要大些，所以具有較好的陀螺效應，穩定性較高。

旋翼機的抗風能力較高，而且在起飛時，它還喜歡有風。對常規的旋翼機來説，風有利於旋翼的起動和加速旋轉，可以縮短它滑跑的躍離，當達到足夠大的風速時，一般的旋翼機也可以垂直起飛。一般來説，旋翼機的抗風能力強於同量級的固定翼飛機，而大體與直升機的抗風能力相當，甚至“在湍流和大風中的飛行能力超出直升機的使用極限”。

但是，旋翼機的缺點也是顯而易見的。旋翼機起飛必須先產生前進速度，才能使旋翼自轉以產生升力，這也意味着需要一定大小的場地。同時，飛行時不能垂直上升，也不能在空中懸停。而該機型的平飛速度也僅僅與直升機相近。在這種情況下，直升機能夠垂直起降與機動的優點就顯得十分突出，在實際運用上更為靈活。

旋冀機可分為兩類，一類是需要滑跑起飛的，這種比較簡單，大量的是這一類。另-類是可垂直起飛的，其起飛方法有三種：一種是帶動力驅動它的旋翼；第二種是用預轉旋翼並使其達到正常飛行轉速的-定倍數，然後突然脱開離合器，同時使旋翼獎葉變距而得到較大的升力跳躍起飛；第三種則是由旋翼翼尖小火箭驅動旋翼旋轉而提供升力來實現垂直起非這種垂直起飛的過程，一般都是由自動程序控制來完成的。

旋翼機的性能價格比是很高的，它有許多寶貴性能，價格卻比較便宜，約為同量級直升機的五分之-到十分之一，相當子-輛中等偏上的小汽車的價錢。前面所提到的那種由小火筋驅動旋翼而垂直起飛，由汽油發動機和螺旋槳使其前進的“直升旋翼機”，其每磅有效載荷的價格也只有普通直升機中最便宜的三分之一。

由於旋翼機沒有尾梁、沒有尾傳動系統及減速器自動傾斜器，絕大部分旋翼機也沒有主旋翼傳動系統、主減速器等，結構簡單，所以不僅價格低，而且故障率也低。此外使用維護簡單方便。所需費用也低。旋翼機的駕駛比直升機容易得多。旋翼機雖然古老，但它也是一種正在蓬勃發展的年輕飛行器，其好用、安全、便利的特點，使其在未來的航空器家族中仍將佔有一席之地。★