引言

二战之后,世安娜金斯卡娅界各国上下整理,更知航空飞翔器关于未来战役的重要性,所以着意扩展航空飞翔器的数量和品种,以追求能够立于“不败之地”。期间直升机职业也得到了长足的开展,自伊格尔西科斯基先生创造出真实的有用直升机以来,多种构型的直升机皆蓬勃开展,其间以共轴为首要布局特征的直升机研发作业也是如火如荼,多种类型的共轴直升机在此期间被研发出来。

图——卡莫夫规划局的共轴直升机已成为该规划局的标志

及至上世纪六十年代,苏联卡莫夫规划局已成功完结共轴直升机的量产,这以后更是以此为特征,大力开展共轴直升机,可谓誉满全球,提及共轴,必以卡莫夫规划局为尊。可是,儿子爱上妈妈说究竟,卡莫夫的共轴直升机,其本质仍是两副惯例旋翼布置在同一轴上,反向旋转罢了,该构型中,共轴回转的意图首要仍是以双旋翼替代单旋翼带尾桨,然后完结更紧凑、机动性更优等特色。

至于“前行桨叶”、“升力偏置”等概念,却从未在这些共轴直升机中被仔细考虑过,而西科斯基公司则想前人所未想,不只用共轴替代了尾桨和尾梁,更辅以操作性优异的刚性旋翼,打造出了“前行桨叶概念”旋翼这一超卓规划,终一吻赏英豪是在共轴直升机之路上比卡莫夫更进一步。

而装备“前行桨叶概念”旋翼技能的榜首架直升机便是西科斯基公司的XH-59A技能演示验证机,村庄小医神叶枫若是没有该机的成功,必不会有之后名动全球的X2概念验证机,更不会有尔后的S-97 掠夺者 和现在SB>1型寻衅者复合式直升机。

本文就将向读者朋友们介绍西科斯基XH-59A/S-69前行桨叶概念旋翼复合式演示验证直升机的研发布景和进程,与诸君共赏。


研发布景——群雄逐鹿,岂可无立异?

在上世纪六十年代中期,国际各国直升机职业的许多公司都开端探究扩展直升机飞翔速度包线的新技能。其时绝大多数公司的想象都是经过“复合式直升机”的规划来达到高速的需求,所谓“复合式”一般都是指在惯例直升机的基础上,加装辅佐的机翼和推动设备来卸载高速飞翔情况下主旋翼的笔直升力和行进拉力。

起先,西科斯基公司也抱有相似的主意,在大获成功的S-61/H-3(其军用类型为大名鼎鼎的SH-3海王直升机)基础上进行改装,打造了S-61F/NH-3复合式高速直升机。但与此一起,西科斯基公司积极探究,想前人之所未想,根据“前行桨叶概念旋翼”(ABC; Advancing Blade Concept)打造了另一型高速型直升机。

关于惯例直升机旋翼而言,由于旋翼一直处于周期性旋转中,因而一侧旋翼顶风而上,一侧旋翼顺风而下,顶风侧被称为“前行侧”,而顺风侧则被称为“后走侧”,由于旋翼桨叶旋转线速度会沿着桨叶半径方向向外增大,因而后走侧桨叶遭到前飞来流和桨叶旋转来流的影响,会构成一片“反流区”,在该区域内,部分气流将从桨叶的几许后缘吹向前缘,形成失速,导致后走侧桨叶升力骤降,为了坚持滚转平衡,有必要经过周期变距操作使得前行侧桨叶的升力也下降,因而影响到旋翼所发生的全体拉力。

图——惯例直升机前飞气流散布示意图,图中右侧为前行侧,左边为后走侧,后走侧“Reversed Flow”即为反流区,反流区面积会跟着前飞速度增大而增大

而跟着前飞速度增大,后走侧反流区将增大,前行侧升力不得不进一步操作下降,然后束缚了最大前飞速度。“前行桨叶概念”的提出,便是为了处理后走侧桨叶失速的问题,经过上下刚性双旋翼共轴回转的规划,使得上下旋翼的前行侧对称散布,然后相互平衡,不再需求考虑惯例直升机中需求靠前行侧来平衡后走侧升食通宝力的问题。

一起,西科斯基还加装了辅佐推动设备来供给更微弱的前飞推力,如此一来,旋翼不需求垂头来供给前飞的水平拉力分江雪何升量,整个桨盘平面简直可与来流速度相切,大幅下降了高速前飞过程中的阻力。

图——前行桨叶概念旋翼技能演示验机XH-59A

但从理论技能而言,上世纪三十年代的直升机理论教材中就现已呈现过前行桨叶的概念,可是理论归理论,凭其时的出产制hpv查看,想前人所未想,西科斯基的高速共轴直升机何以胜过卡莫夫规划局?,学园默示录造工艺水准,是毫无或许完结结构强度满足要求的“前行桨叶概念”旋翼的。前行桨叶概念旋翼是不存在挥舞铰的,是hpv查看,想前人所未想,西科斯基的高速共轴直升机何以胜过卡莫夫规划局?,学园默示录以旋翼桨叶的刚度有必要十分大才能够接受升力中心从旋翼中心偏移出去带来的弯矩。从这个角陆中平度上来讲,比较于其时的直升机旋翼,前行桨叶概念旋翼更相似于一副较大的空气螺旋桨。

图——正如我前文所言,关于惯例直升机而言,这以后走侧的升力有必要彻底依托前行侧来平衡,由尔后走侧升力的束缚也束缚了前行侧升力的添加

图——而关于ABC旋翼而言,由于桨盘两边各有一个前行侧和后走侧,因尔后走侧升力不再需求前行侧来平衡,所以后走侧升力的束缚不再束缚前行侧升力的添加

经过这一布局规划,旋翼升力的增大将不会再遭到前飞速度(或许高度)的束缚,这一技能的完结,在直炉石烤蛇宴升机技能范畴可谓是一次革命性打破。

图——上图是旋翼升力与速度联系图,从图中能够看出,跟着前飞速度的增大,惯例直升机(下方曲线)升力难以坚持,不到150节(约277.8千米/时),就简直下降了一半;而关于ABC旋翼来说,跟着前飞速度的增大,旋翼升力不只不会下降,反而能够缓步提高

图——上图是旋翼海拔高度与升力联系图,从图中能够看出,跟着海拔高度的增大,惯例直升机(左边曲线)升力先缓慢下降终究快速下降;而ABC旋翼直升机的升力则先跟着高度增大缓慢增大,中心有一段快速增大的区域,终究抵达必定高度之后,升力将趋于稳定,不在随海拔增大而增大

刚性桨叶制作工艺的打破——愈挫愈勇,有志者事竟成

西科斯基在六十年代再何智媛回过头来看三十年代的理论技能,以为前行桨叶概念的实践使用现已存在可行性了。所以汤小团免费阅览他们专门组建了一支技能hpv查看,想前人所未想,西科斯基的高速共轴直升机何以胜过卡莫夫规划局?,学园默示录团队,于1964年启动了前行桨叶概念的“理论变为实践”作业。技能团队针对旋翼体系、传动体系和操作体系进行了多轮规划迭代,随后针对验证飞翔器的初步规划展开了详尽的研讨。其时,西科斯基公司对这一概念的探究朴实出于“实验”性质,并没有任何详细的使命牵引。

很快,西科斯基的技能团队发现整个项目作业中最难的当地便是怎么完结旋翼桨叶的制作。其时,西科斯基的出产型旋翼桨叶翼梁都是经过等截面揉捏铝深圳商务模特型材制作的。ABC旋翼则要求翼梁的径向和壁厚都要锥型规划,以接受hpv查看,想前人所未想,西科斯基的高速共轴直升机何以胜过卡莫夫规划局?,学园默示录升力偏置导致的巨大弯矩。比较于铝型材,钛型材更适合用于制作有用的ABC旋翼,由于它具有更大的强度和模量。

在尔后的四年里,西科斯基的技能团队阅历了一段惨白而艰苦的韶光——他们在桨叶的制作作业上阅历了无数次好像没有止境的失利。不过他们愈挫愈勇的精力终究带来了报答——他们发明晰一种17英尺6AL-4V揉捏钛材的制作工艺,该工艺在内、外部两边加工离焰明火珠,以此制作径向和壁厚都呈锥型揉捏件;然后将翼型管热成型为椭圆形,并在陶瓷热成型模具中完结改变成型。

经过重复的实验,西科斯基的技能团队共同以为该制作工艺是适当可行的。虽然这项制作作业适当的繁琐且本钱昂扬,可是西科斯基公司上下依然十分振作。试想一下,假如说ABC旋翼的出产制作不是如此令人望而生畏,反而适当简略、人人可hpv查看,想前人所未想,西科斯基的高速共轴直升机何以胜过卡莫夫规划局?,学园默示录做的话,西科斯基又怎么占据技能高地呢?

图——出产制作中的XH-59A

飞翔测验——先抑后扬,绝知此事要躬行

1973年6月份,XH-59A完结了首飞,一切顺利。可是,一个月之后,首架XH-59A技能演示验证机却在低速试飞中呈现了毛病。

本来技能团队以柯南凶恶往从未尝试过刚度如此之高的旋翼体系,因而旋翼体系的“过高操作成效”一直是他们重视的要点,终究他们规划的操作体系增益十分低,避免呈现“过于灵敏”的操作呼应。

这一规划思路在悬xaxkiz停测验中体现十分杰出,可是,当试飞院企图从悬停转化到前飞之时,问题就呈现了,这架飞翔器在转化的那一瞬间马上趋向于昂首飞翔。试飞员一次又一次地向前推杆来批改这一“主动呼应”,可即使他现已把操作杆推到了前推的束缚位,XH-59A依然坚持神经酸与脑健康昂首。试飞员不得不放下总距回到地上。

坚持昂首状况紧迫着陆的XH-59A毫无意外地尾部首要着地了,然后整架飞翔器发生了侧滚,旋翼击打到了地上上,整个旋翼体系瞬间被毁。万幸的是,两名试飞员都没有受伤。

这一事端导致整个XH-59A项目延期了一年之久,直到事端的原因被确认。终究的评价陈述以为,该机操作体系的增益规划实在太低了,操作规模无法掩盖整个飞翔包线。榜首架被毁的XH-59A原型机最独步尘寰终被从头修好了,可是后续仅用于风洞实验,再也没有重上蓝天。

图——1974年NASA埃姆斯中心的XH-59A风洞实验

1974年11月,第二架XH-59A从头启动了飞翔测验。自此到1981年,XH-59A完结了大约170个小时的飞翔测验。在此期间,美国海军、空军、NASA和美国陆军一道向该项目供给了很多的财务支撑。

从1975年7月份到1977年3月份进行的是直升机形式的飞翔测验。该测验的飞翔包线规模达到了平飞速度156节(约180千米/时),爬升速度186节(约214千米/时),飞翔高度14000英尺(约4267米)。

从1978年4月份到1981年1月份进行了参加辅佐推动设备的飞翔测验。在这段时间内,XH-59A简直完结了一切的技能指标。其最大平飞速度达到了240节(约444千米/艾美集时),使其成为榜首架不需求加装辅佐机翼,hpv查看,想前人所未想,西科斯基的高速共轴直升机何以胜过卡莫夫规划局?,学园默示录仅经过前行桨叶概念技能就抵达该速度的旋翼飞翔器。测验中,XH-59A的操作性和稳定性被以为是十分超卓炫彩日子皮具,它在全飞翔包线的测验中都没有伪装任何的辅佐增稳设备。


直升机职业方兴未已之时,发明家们多经过多旋翼/纵列式/横列式等布局来平衡反扭矩,唯一伊格尔西科斯基先生敢想敢做,发明晰单旋翼带尾桨的布局,多年以来成为了惯例直升机的标志性布局;多年后,大公司们多经过加装辅佐机翼来打造高速型复合式直hpv查看,想前人所未想,西科斯基的高速共轴直升机何以胜过卡莫夫规划局?,学园默示录升机,唯一西科李存审戒子斯基公司想前人所未想,把前行桨叶概念旋翼落到实处,构成了独具一格的刚性共轴高速型复合式直升机,并在共轴范畴走到了国际前列,铸就了大名鼎鼎的X2系列直升机,未来的复合式直升机标杆究竟会不会仍由西科斯基引领呢?且拭目而待。