高速直升机发展现状趋势与对策

高速直升机发展现状趋势与对策
摘要:具有良好机动性及悬停性能的高速直升机被广泛使用,它在人们的日常生活、军事领域、经济建设等中扮演着重要角。基于此,本文重点分析了高速直升机的发展现状与对策。
关键词:高速直升机;现状;发展对策
根据全球军事与经济发展情况,发展能满足直升机技术装备、新材料、智能材料应用,以及数字、信息、网络技术发展需要的高速直升机,为旋翼机新结构和新概念的发展提供了机遇,这是未来高速直升机的发展趋势及方向。
一、高速直升机的分类
1、基于普通ABC旋翼/旋翼的复合直升机应配备辅助推进或提升设备,以确保高速飞行。如欧直X3可使用短翼前飞,卸载旋翼载荷,运用辅助螺旋桨产生的推力实现高速飞行。其重要特点是旋翼在飞行范围内的作用变化小,确保其低空低速及近距离地面机动性不低于常规直升机,达到更高的飞行速度。缺点:高速飞行前后桨叶间气流不对称性基本不变,
直升机的振动问题显而易见,最高飞行速度不得超过500km/h。据统计,复合高速直升机种类超过50%。
2、高速倾转直升机可通过改变旋翼功能进行高速飞行,即主要气动部件可通过旋翼与螺旋桨间的倾转机构转换,直升机模式可用于悬停、低速、垂直飞行;在高速飞行中,为适应低速飞行特点,可采用螺旋桨模式前飞。考虑到直升机和螺旋桨定翼机特点,倾转高速直升机具有“跨界”特征,具有飞行速度快、振动小、噪音低、经济效益好等优点。缺点:高速倾转直升机的近地面机动性低于复合式,起降过程中抗风能力差、飞行控制与动态传动系统较复杂、故障率高等。
3、停转式高速直升机通过控制低高速气动部件进行高低速飞行,即低速旋翼旋转提供气动力,桨叶停转(S-72、X-50A)或收缩(盘翼旋翼机)以定翼机形式提供气动力。停转式是一种新的高速直升机,考虑到直升机特点,喷气发动机允许更高飞行速度;缺点是旋翼系统必须考虑旋转、固定/收缩、气动效率低、飞行控制系统复杂性等因素。
二、高速直升机发展现状
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蝽卵高速民用直升机不断扩大范围,提高人们生活质量,为全球经济的发展做出贡献。其不仅能提供空中旅游、空中巡逻、应急救援和物流运输等服务,还作为系列化无人直升机产品的研制基础,不断提高技术装备水平。现代军用高速直升机应用包括执行各种战术任务和管理各种军事应用等,如军事装备运输、通信、作战指挥、战伤评估等,它的战斗力与军事作用在海湾战争等现代战争中表现得十分明显。
三、高速直升机研发进程
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低压注塑热熔胶1、复合式。
这是为了弥补传统直升机升力不足、飞行速度有限等问题。复合式高速直升机早期研发时,通过在机头安装螺旋桨,传统直升机的推力与飞行速度得以提高。在目前研发中,复合式高速直升机可通过降低旋翼速度来消除横向冲击波实现高速飞行目的,但其仍存在后侧面轮廓减速和桨叶失速等问题。由于机翼的存在,这种高速直升机横滚机动性差、转动惯量大,无法用于军用高速直升机制造。
2、倾转式。
主要靠旋翼技术研究应用,实现高速长距离飞行。这种直升机的发展表明,旋翼倾转概念是可行的,在飞行中效果好。研发中,为提高直升机低速机动性,优化其运输能力和航程,不断升级其技术,使其成为具有运输与作战能力的倾转旋翼机平台。
网眼袋3、停转式。
其飞行方式为:固定翼、旋翼飞行,主要是圆盘式和锁翼式。研发过程涉及高速旋翼旋转、垂直升降、低速飞行等。另外,固定翼模式避免了高速直升机飞行时因旋翼旋转而产生的气流不对称效应。然而,由于这种高速直升机独特的结构和飞行的难以控制,自研制以来,多次试飞均导致飞机坠毁。目前,进一步优化停转式高速直升机,完全摆脱传统直升机设计局限性较困难且难以实现,这类高速直升机的发展将是未来的一大趋势。
四、高速直升机发展对策
1、技术创新。
高速直升机设计制造正朝着数字化、信息化、网络化、智能化方向发展,这将有助于新型直升机的设计制造一体化。对新型旋翼系统的研究将提高军用直升机机动性与灵活性,以
及其作战生存能力。光传控制系统取代电传控制系统,逐渐成熟,具有强电磁干扰及抗电磁脉冲能力;大容量高速信息通过光缆传输,减小控制系统体积与重量,提高了高速直升机稳定性与机动性,降低了飞行员飞行负荷。此外,由于广泛使用智能复合材料,降低了结构重量和成本,提高了直升机部件使用寿命。
2、加强新型高速直升机基础研究。
为加强科技传播,需吸取经验教训,自主创新,以确保新型高速直升机的长期可持续健康发展。①重点应放在与高速直升机长期可持续健康发展密切相关的关键技术上,以及发展提高共享下一代军用直升机基本资源的能力。加强高速直升机战略基础研究,开展新技术、新概念、新结构飞行原理、控制机构、动力传动等研究,提高自主创新能力,建立完善的研发体系。②掌握直升机最具特机翼的开发设计,实现翼型系列系统的集成验证及新配置技术,支持国内高速直升机设备的研发。旋翼翼型是直升机旋翼形状的重要部分,其性能决定了旋翼气动效率和可控性,是新一代直升机的发展方向。
3、开发具有中国特的高速直升机。
世界上最好的高速直升机配置包括具有不同技术特性和优势的倾转旋翼和刚性同轴旋翼的组合,适用于不同任务模式。具有刚性高速旋转机翼的同轴直升机能在低速状态下保持低桨盘载荷和近地机动能力,倾转旋翼直升机追求高速、经济性,所以巡航速度高、航程大。高速刚性同轴直升机适用于战场上具有优势的特殊武装,倾转旋翼机适用于大面积快速反应作战及垂直运输。四旋翼倾转翼机在不改变旋翼直径工况下减少桨盘载荷。随着控制系统的发展,更易实现复杂的低速飞行控制,从而使四旋翼倾转直升机使用更方便。四倾转旋翼机不仅具有高的双倾快速机动能力,而且具有常规直升机近地面机动能力,它能在约1000km作战半径内快速机动,在传统的接地/海上直升机上连续执行各种任务。
4、高速直升机是军用直升机的发展。
军用直升机是低空、超低空联合作战系统重要的组成部分,在现代战争中起着重要作用,美欧提出了新一代军用直升机研发技术方案,如美国开始研制联合多用途旋翼机,以取代AH-64主战攻击直升机和UH-60运输直升机,2016年8月,JMR的开发合同为“贝尔”团队和“西科斯基/波音”联合团队提供了超过400 km/h的多用途旋翼机;2012年初,西科斯基宣布JMR项目将开发400km/h以上的S-97高速直升机、贝尔提供了新一代V-280“勇士”倾转旋
翼直升机,速度超过500km/h。因此,美国国防部提出了2014年“垂直提升试验机”项目,其要求最大巡航速度为300-400节,有效载荷超过总重的40%。直升机装备发展状况表明,新一代(第五代)高速旋翼机技术已成为直升机技术发展的热点。
5、开展有效的国际合作,加快中国高速直升机的发展。
借鉴法俄等国际合作成功经验,开展国际分包、项目合作、技术合作等,充分利用国际资源,提高技术管理水平和技术创新能力,实现我国高速直升机的快速发展。近年来,欧洲直升机取得了较大进步,有些技术与美国相当。俄罗斯在一些直升机领域也处于世界领先地位。技术合作可采取多层次合作形式,旨在充分发挥技术优势。
总之,直升机以其优良的悬停和低空飞行性能在世界许多地区发挥着不可替代的作用,是衡量一个国家经济军事实力的重要指标。传统直升机无法高速飞行的技术原因严重制约了其飞行和经济效率。科技的发展使高速直升机的研发成为世界各国有关部门的关注焦点。
参考文献:
直升机救援
[1]程广新.高速直升机的发展趋势分析[J].中国设备工程,2019(04).
[2]吴希明.高速直升机发展现状趋势与对策[J].航空科学技术,2015(02).

本文发布于:2024-09-21 15:37:21,感谢您对本站的认可!

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