外形非常吸引眼球,美国测试直升机的黑科技,尾桨越多就越先进?

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贝尔公司“秘而不宣”的429型试验机

美国著名的直升机研发厂商贝尔近日公布了一个全新的奇特设计。在经历了几个月的在加拿大冰天雪地的秘密试飞后,一架改装过的贝尔429轻型直升机引起了广泛的关注,也标志着一种新的直升机结构部件很快将实用化。

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现在这个神秘的新尾桨终于揭晓

贝尔称这架429型机早在2019年5月底就成功首飞,但直到2月20日公布视频才对外展示。相关画面中显示,这架改装后的贝尔429一改其他同型机的外露四叶尾桨,去掉了传统的机械传动尾桨结构,安装了一副拥有四个涵道的电驱动尾桨,看起来就像在直升机尾梁后面装上了一个超大型的民用消费级无人机,外形非常吸引眼球。这也是世界航空史上首次有这种设计应用在有人驾驶的直升机上。

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4台电驱动风扇作为尾桨是很大的创新

据美国媒体报道,全球多家公司对于电动尾桨的研究已经行之有年,但贝尔公司是第一家成功将其投入实际飞行的。电动尾桨的难点在于可靠的电机和驱动系统。2017年贝尔就曾申请过有关的技术专利。

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贝尔在206型上曾经谋划过更疯狂的电动尾桨

经过半年多时间的试飞,贝尔称这种结构完全可靠有效,可以替代传统的传统机械反扭矩尾桨。直升机的传统结构决定了在拥有一副单向高速旋转的主旋翼的同时,必须有另一个能够反向平衡这股扭力的动力,这样直升机才不会原地转圈。只有少数直升机拥有两幅主旋翼,对向旋转以互相平衡,例如俄罗斯的卡-50家族、卡-27家族和美制的CH-46/47家族等。

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卡-52是目前不多的无尾桨旋翼机之一

传统的直升机结构是将主发动机的部分动力通过尾梁内的多段传动轴直接转给尾桨。这不仅消耗发动机的主输出功率,而且效率很低。传统所需延伸出的额外结构不仅加大了机体重量,也非常容易出现故障。在无数的军事战例和民用直升机事故中都可以看到,一旦传统结构的直升机尾桨破损或失效,机身马上就会进入完全不可控的自旋状态,坠地只是时间问题。而至今为止,即便是最先进的传统结构直升机,也难以避免出现传动轴和尾桨的故障。

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普通型的429直升机还是使用传统结构尾桨

而新设计的这种“电风扇无人机”结构拥有4组固定螺距的风扇叶片,每一组都可以正反两个方向旋转,与传统的可变螺距尾桨相比,可以更加灵活地调整尾桨的输出功率,也就可以更精确地控制直升机的转向和其他飞行动作。4组叶片可是非常好的安全冗余度。贝尔称,即便有3组失效,依然能够凭借剩下的一组安全飞行。同时这种结构不使用机械传动,不仅使用维护成本降低,还大大减少了运转噪音。

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贝尔正在研发的新武直很可能会使用新的尾桨技术

对于民用、商用和军用直升机而言,这种全新的技术将带来非常明显的好处。尤其是对于军用直升机来说,降低重量、减少噪音、大幅减轻维护和使用中的各种风险,简直是一举多得的革新。贝尔公司目前在研的项目中就包括具备隐身特性的军用武装直升机。未来这一成果很有可能会应用在各种军用直升机上。

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