我國共軸直升機如何領先:智能旋翼如戰刀,劈出領先之路!_風聞
扇歌-军事撰稿人-58分钟前
昨天我們的共軸剛性直升機圖片突然冒出來,一下子就吸引了大家的目光,我們也終於有這種科幻高速直升機了,以前都是看人家怎麼樣,比較提氣!

那直升機是如何實現高速飛行的呢?本文做一個解釋。
直升機有個發動機,傳動和旋翼三個主要部分,本文講主要説一下旋翼,而且剛性旋翼確實和長刀相似,所以有旋翼如刀的説法!
大家都知道直升機旋翼前行和飛機前行速度疊加後,相對氣流往往能夠達到300米/秒,也就是接近了音速,而旋翼葉片剛度不足,無法突破音障,所以常規直升機速度在300公里/小時多一點,到350公里都/小時很少,現在有一些搞極限測試的槳尖後掠直升機,速度倒是能接近 400 公里 / 小時。
而共軸直升機能夠突破400公里限制,達到450公里原因是降低了旋翼轉速,速度就能提高,但轉速降同時需要增加尾部推進,增加前飛速度,也就是説對於達到450公里後,旋翼前行相對速度還是300米/秒,而且後行槳葉在反流區,會導致劇烈震動,實際上還有個簡單辦法,就是裝上短翼為,旋翼卸載也,通過槳盤傾斜角度來提高前行速度。

而共軸剛性旋翼研究了快70年,沒有批量裝備原因很多,但主要還是旋翼,要提高旋翼性能要採用智能旋翼那智能旋翼到底有啥特點呢?智能旋翼技術是在槳葉上附加或者埋入智能材料,利用這些材料的電致驅動作用,按照一定的控制規律,去驅動槳葉的控制面。這控制面可以是後緣或前緣附翼,也能是翼尖氣動附翼,或者槳葉葉尖部分。
這麼做的目的,就是降低直升機的振動和噪聲,從根源上解決問題。簡單來説,它就像是給直升機裝上了一個智能控制器,能根據飛行情況,自動調整槳葉狀態,讓直升機飛得更穩、更安靜。而共軸剛性旋翼機飛行速度越高震動越厲害,就必須要這種高靈敏度的控制器也就是刀法如何!
我國在智能旋翼方面從理論研究到實驗探索,投入很大,得了不少成果。主動扭轉智能旋翼槳葉來説,通過主動扭轉梁的分段彎扭驅動,產生梁的主動扭轉輸出,進而帶動槳葉外側的槳尖扭轉。因為外側槳尖處在高動壓區,稍微扭轉一下,就能達到振動控制的效果。
國內還建立了基於壓電覆合材料層合梁的氣彈分析模型,來研究智能旋翼的減振機理。通過和三維實體分析結果,以及原理模型試件的試驗結果對比,驗證模型的有效性和可靠性。目前智能旋翼技術逐步到了工程階段。
現在的智能旋翼控制,更多還是基於預設的模型和參數來調整。但未來,隨着人工智能、機器學習這些技術的融入,控制算法會變得更 “聰明”。它能即時收集飛行過程中的各種數據,像氣流變化、旋翼振動、機身姿態等等,然後自己分析這些數據,不斷優化控制策略。
比如説,遇到突發的強氣流,旋翼能瞬間做出最合理的調整,把振動降到最低,保證飛行安全。而且,這種智能算法還能實現自適應學習,不同的直升機型號、不同的任務需求,它都能自己適配,不用再去一點點調參數,大大提高了智能旋翼的通用性。
美國在直升機旋翼技術研發上確實走在世界前列。像上個世紀 50 年代末,洛克希德公司為了解決當時直升機旋翼技術導致飛行平台不穩定、難操控、振動大等問題,搞出了 CL - 475,採用了陀螺同步旋翼系統,去掉了好多傳統旋翼系統裏的活動部件,這在當時算是很先進的想法了美國這些年的工業化衰退對智能旋翼研究影響巨大。就拿航空產業來説,飛機制造涉及到超級多零部件,需要非常強大的製造業基礎來支撐。當大量基礎製造環節外遷後,國內相關產業鏈就變得殘缺不全。智能旋翼的研發可不是隻靠理論研究就行,它需要大量的試驗、製造和測試。而現在美國本土在製造一些關鍵零部件,比如高精度的傳感器、特殊材料的槳葉時,能力不足。很多時候,連製造個符合要求的試驗模型都費勁,更別説大規模生產用於實際測試的智能旋翼了。

再看看美國在航空研發項目上的表現。就拿 “未來武裝偵察直升機”(FARA)項目來説,這項目 2018 年啓動,目的是替換退役的 OH - 58D “基奧瓦勇士” 武裝偵察直升機,投入了大量資金,結果到最後還是取消了。
很奇怪吧,但這在美國很正常,在航空項目一方面,研發成本不斷攀升,這背後一部分原因就是國內製造業衰退,很多零部件採購成本變高,或者因為本土生產能力不足,得從國外高價進口。另一方面,項目進度拖沓,因為配套的工業體系不完善,很多關鍵技術和零部件供應不及時。很多智能旋翼研發相關項目要麼進度緩慢,要麼直接夭折。

而且,美國現在在很多先進技術領域,像無人機、無人自主系統這些,都逐漸落後了。之前美國空軍的 “協同戰鬥飛行器”(CCA)、陸軍的 “低空跟蹤與打擊彈藥”(LASSO) 項目,都還停留在原型階段,不僅如此,成本還高得離譜。

在智能旋翼研發上也有類似情況,過去傳統旋翼技術積累的優勢,讓美國有點固步自封,沒有及時跟上智能旋翼研發的節奏。而隨着工業化衰退,國內相關人才流失嚴重,科研創新能力也大不如前,進一步拖了智能旋翼研究的後腿。
從追趕別人到成為被追趕的目標,我國直升機技術的突破,智能旋翼是關鍵。未來,還會有更多驚喜等着我們!