中國版支努干來了,首款縱列式雙旋翼直升機,核心技術已盡在掌握
中國版無人"支奴幹"來了,沒想到以前仿製失敗的縱列式反轉雙旋翼直升機,現在都出來無人版的了。
在近日開幕的2024迪拜直升機展上,北京航景創新科技有限公司推出的FWH-3000直升機令人眼前一亮,其別具一格的縱列式雙旋翼佈局引起了廣泛關注。
(展會上的FWH-3000)
說到縱列式雙旋翼直升機,可能大家印象最深刻的就是波音的CH-47D"支奴幹"了,無論是新聞報道還是影視作品中,CH-47D的出鏡率都很高,但FWH-3000卻是一款無人直升機,還是世界上最重的縱列式雙旋翼無人直升機,相比CH-47D這樣的經典之作,也不是沒有底氣的。
中國爲什麼一定要掌握縱列式雙旋翼?
縱列式雙旋翼佈局具備不可替代的先天優勢,是一種經典的軍用重型直升機設計,例如CH-47“支奴幹”直升機。前後兩個主旋翼縱向排列,旋轉方向相反,它們的反扭轉力可以相互配合,不需要額外安裝尾槳來維持機身的穩定性。這樣不僅簡化了設計,還減少了尾槳的重量。
另外,縱式佈局的另一個顯着優點是能夠提升載荷重量。雙旋翼的設計允許使用更大、更長的旋翼,從而增加了總升力,特別適合重型運輸直升機。在相同的重量條件下,縱向列式佈局的升力效率更高,能夠承載更多的貨物或士兵。
同時,這種設計還增強了直升機的操縱性和穩定性。由於沒有尾槳主軸,直升機的平衡性更好,垂直起降、懸停等飛行動作更加穩定,旋翼能夠更好地分配和承受力矩,提升了橫向和縱向的飛行靈活度。
相比傳統的單旋翼加尾槳設計,縱列式佈局能夠在同等載重條件下減少機身長度,這對地面操作或在航空母艦上使用時尤其如此,能夠更好地節省空間。由於其雙旋翼佈局提供了更大的槳盤面積,其飛行速度和效率極高,適合執行需要快速反應和高負載的任務。FWH-3000性能如何?FWH-3000是航景創新完全自主投入、正向設計的一款軍民兩用重載無人直升機通用運輸平臺,最大起飛重量2300公斤,最大任務載荷1000公斤,最大飛行速度180公里每小時,實用升限6500米,機艙空間4.2m³,可裝2個500公斤標準貨盤,在特定場景下還可支持6名傷病員的轉運,航程不低於600公里,滯空時間5小時。
(飛行中的FWH-3000)
FWH-3000具備當前國內外普通無人直升機不具備的內部運輸空間和外部吊掛能力,並且還能適應高原、沙漠、山地、海島礁等各種複雜環境,最大抗風等級達到7級。
再加上6500米的升限,使得FWH-3000在青藏高原有很大的應用潛力,可以設想一下,有了FWH-3000這種可全程自主進行低空飛行的無人直升機,爲邊防哨所的官兵們供應生活物資的任務,就不再是那麼危險而艱鉅了。
縱列式雙旋翼佈局
FWH-3000之所以如此出色,關鍵就在於其縱列式雙旋翼佈局的基本設計,要了解其優勢所在,還得從直升機的尾槳說起。直升機是通過旋翼與空氣的相對運動產生升力的,但高速旋轉的旋翼也會形成讓直升機在空中打轉的力矩,導致其無法正常飛行。
因此,常規佈局的直升機都採用了尾槳這種裝置來抵消旋翼帶來的自轉力矩,這也就是直升機一旦被擊中尾槳,就會原地打轉的原因。但尾槳的效率非常低,用途單一,只能用來平衡直升機的自轉力矩,不僅不能提供升力和推動力,轉速還遠高於主旋翼,成爲一個明顯的噪聲來源。
FWH-3000採用了兩副同軸反轉的旋翼解決了這個問題,反向旋轉可以使兩副旋翼產生的自旋力矩互相抵消,且兩副旋翼都可以產生升力和推動力,轉速也遠低於常規佈局直升機的尾槳。
更重要的是,縱列式反轉雙旋翼佈局使FWH-3000取消了尾槳和長長的尾樑,且由於前後旋翼都產生升力,理論上FWH-3000的主旋翼直徑可以比常規佈局直升機小上30%,這就使得FWH-3000可以採用四四方方的機艙,從而獲得了巨大的內部空間。
代價也是顯而易見的,那就是傳動系統超級複雜,以CH-47爲例,需要通過一根長長的傳動軸將2臺發動機的動力均衡傳遞給2副旋翼,這樣才能確保它們同軸旋轉。
再加上美式裝備本身就遠比蘇式裝備複雜精密,導致我國在從越南獲得一架美軍自用CH-47的情況下,都沒有仿製成功。現在,一家航景科技有限公司就搞出了縱列式雙旋翼直升機,還是無人的。
(CH-47的傳動系統)
CH-47在尺寸重量上要比FWH-3000大得多,前者長30.1米(含旋翼),旋翼直徑18.3米,高5.7米,空重11148公斤,最大起飛重量22680公斤,內部載重6300公斤。
下一步可搞出有人版
由此可見,FWH-3000的起飛重量還不及CH-47的零頭,載荷也不到CH-47的六分之一,但作爲無人直升機,FWH-3000的空重在最大起飛重量中的佔比小於CH-47,潛力更大,且它的出現,表明我國已經掌握了縱列式雙旋翼飛機相關的氣動與傳動技術。
(FWH-3000的出現,表明我國精密機械已經趕了上來)
要發展CH-47載荷水平的型號,還得研製出T55-GA-714A(功率3500千瓦)這樣的渦軸發動機才行。中國已展出了AEP500先進渦槳發動機,功率達到甚至有所超出,改爲渦軸發動機不需要太長時間。
FWH-3000的出現打了一個非常好的底子,下一步發展有人版,不存在克服不了的技術難關。