给直升机加上机翼。你能快点吗?

文/江才志

当今世界的直升机速度普遍在100到250千米每小时之间,而固定翼螺旋桨飞机的速度可轻松达到四五百千米每小时,二者速度相差如此之大,那我们能不能借用固定翼飞机的结构给直升机提提速呢?

答案是可以的,而且已经有相关的航空专家做过类似的实验,下面我们就来看一看那些带有“机翼”的直升机(也可以称之为“副翼”、“短翼”)。

米-6重型直升机

米-6重型直升机由前苏联米里设计局于1954年开始研制,1957年试飞。米-6直升机一出世就打破多项世界纪录,且蝉联20多年直升机载重量最大的纪录。

面对着最大起飞重量42500千克的重量,米-6头上直径达35米的巨型旋翼突然感觉有点吃不消,为了减轻旋翼负担,米里设计局参照固定翼飞机的机翼,在米-6机身两侧安装了一幅翼展达15.3米的可拆卸悬臂式短翼,以便在前进中为机身提供一定的升力,降低旋翼的压力,提高飞机的飞行速度。

不过该机的机翼是跟固定翼飞机的机翼一样不可转动变化,以至于遮挡了部分旋翼产生的气流,在飞行任务过程中,遇到需要起飞、爬升和悬停的情况还会带来不小的副作用,所以米里设计局最后也并未采用该方案。虽然未被该方案未被采纳,但这一举动开创了直升机上利用机翼辅助飞行的先河。

支奴干BV-347直升机

CH-47运输直升机由美国波音公司于1956年研制,并广泛装备于美军和英国空军,首次实战出现在越南战争。不过美军显然对它的性能还不满足,希望继续挖掘该型飞机的潜力,所以后续美军对CH-47支奴干提出了进一步的要求,在保持现有性能的情况下,提高其飞行的速度以便于更快的进行物资运输和人员投放。当时有专家就提出了参考固定翼飞机的升力结构给CH-47支奴干加装一副“机翼”。

1969年1月初,美国波音公司将一架还未出厂的CH-47A运输机进行改装,用来测试多项实验性技术,改装内容包括机身加长110英寸、旋翼换装四桨叶并加长、安装用于提高航程和载荷的可拆卸短翼、前机身下方增加可升降观察舱,内部容纳一名操作员来控制货物吊挂作业。该机型号被命名为BV-347,并在1970年5月27日BV-347原型机首飞。

BV-347的机翼加装在机身中间偏上的位置,且机翼配有类似于喷气式客机的后缘襟翼,机翼可以进行90°的旋转,以便在低速悬停时不会干扰到旋翼的气流。该机总共进行了七百多小时的试飞,且在试飞中的其最大飞行速度超过330千米每小时,远超CH-47A的飞行速度。

在飞行中收集的数据表明,BV-347的机翼在高速飞行状态下能给机身提供较大的升力,减轻旋翼在垂直方向上的压力,使得其有更多的动力用于前进。但由于加装了一幅较大的“机翼”使得机体更加笨重,且当时还采用的传统液压式传动结构,使得其稳定性往往不尽如人意,且常年部署在海外基地时也不方便维护,所以美军方对它兴趣不是很大,于是BV-347在七十年代初完成了一系列测试后就退役了,后来被转存至美国陆军航空博物馆。

短小精悍的“机翼”在高速飞行中能给机身提供一定的升力,减轻旋翼的负担,能有效提升直升机的飞行速度及航程。但它的缺点也很明显,首先要在机身某处加装“机翼”会导致机体重量增加,尤其是当采用传统液压式结构操控副翼,会使得机身与“机翼”对接处更加臃肿且难以维护保养。其次在直升机在垂直升降的时候“机翼”会干扰旋翼产生的气流,这会直接影响到直升机的低速和低空机动性,这对军用直升机来说是非常不合适的。

综合前人的想法和现代科学技术的发展,现在出现了新一代飞行器——复合式直升机。它不仅带有机翼,而且还有水平方向的推进装置。比如美国波音公司与西科斯基公司共同研制的SB-1挑战者直升机(该型号的最高速度已达到430千米每小时),前欧洲直升机公司研制的X-3直升机(曾创造最大直升机飞行速度记录——472千米每小时)。笔者认为,直升机加装类似于机翼的辅助装置将会是未来的直升机的一种发展趋势。

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