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中置推進槳+尾槳,右轉(zhuǎn)直接打死?空客共平臺通用/高速直升機概念

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近日,空中客車直升機公司表示,空客向北約提出了北約下一代旋翼機能力(NGRC)概念的研究計劃。該提案和RTX企業(yè)柯林斯航天公司、雷神公司以及MBDA導彈公司共同制定。方案下包括同平臺的高性能常規(guī)直升機方案和新型高速復合直升機方案。



但是這兩個方案怎么說呢?真是看著就不怎么先進,并且腦子有點不靈光的樣子……常規(guī)布局的高性能常規(guī)直升機你要那么大的H型尾翼干啥?這不是純屬給上艦增加難度嗎?高速直升機方案則是推進槳設置在尾梁中部,高速氣流剛活動沒兩米就讓尾槳吹歪了……時時刻刻右轉(zhuǎn)打死是吧?常規(guī)直升機直升機長這樣不說啥,但高速直升機長這樣不對吧?



空客公司表示,NGRC提案著重考慮到了模塊化與簡潔性,希望設計一款易于制造、維護與升級的平臺,并擁有長期的經(jīng)濟性的新一代直升機。且該框架下的兩個方案將高度共通,并在維護、訓練、武器以及各種子系統(tǒng)方面存在共同點。



CG圖右下角的高性能常規(guī)直升機方案,為一款常規(guī)直升機,基本特征為流線型機身+多面的玻璃式座艙+五葉槳的主旋翼+單大垂尾 + 帶端板的橫向平尾+位于右側(cè)的尾旋翼,機身中部設置有折線。機頭下方設置有機炮,機頭右側(cè)設置有空中加油注油口,兩側(cè)短翼下方具備掛載反坦克導彈、火箭彈以及副油箱的能力,設置有用來強化態(tài)勢感知能力的光電轉(zhuǎn)塔,沒有雷達或者只有小功率的雷達。右側(cè)艙門頂端設置有用來人員機降時掛安全繩的掛鉤。



整體而言,這款新一代直升機的設計非常的中規(guī)中矩。就是一款中規(guī)中矩的11噸級通用直升機,體量和H225M獰貓中型多用途軍用直升機相似,無非就是NH-90化了點而已,如此設計能夠帶來微不可查的RCS降低,屬于錦上添花吧。



大垂尾+尾槳+帶端板的平尾也算是常規(guī)操作,海豚、直-9這兩款直升機不就這樣么。整體而言NGRC框架下的常規(guī)直升機,屬于現(xiàn)有設計要素的組合,為典型的低風險方案。沒啥明顯缺點,但也沒啥明顯優(yōu)點。





但同平臺的高速復合直升機方案就有些抽象了。高速復合直升機方案與高性能常規(guī)直升機方案機身設計完全相同。只不過將用來掛載荷的小翼從機身下側(cè)面挪至發(fā)動機艙側(cè)面,其尺寸大幅增加。



更大的短翼意味著更大的機翼升力,更好的滑跑起飛能力,更好的高速飛行經(jīng)濟性,在通過滑跑起飛時能夠增加最大起飛重量,應該還設置了機翼油箱以增加內(nèi)油,作戰(zhàn)半徑應該會比常規(guī)版強一點。并且更寬大的機翼也意味著更多的掛點能夠掛更多的載荷。



但更大的機翼,也意味著更大的死重。并且短翼的存在還會增大迎風面積,懸停時的阻力會增加,死重與迎風面積的增加會直接導致增加懸停時耗油,并導致懸停時間變短,高溫、高原環(huán)境下,懸停更吃力。



短翼還會破壞旋翼氣流的完整性,進而影響升力效率,影響穩(wěn)定性。意味著更大的RCS,更大的滾轉(zhuǎn)阻力,如果短翼位置比較低,還會影響艙門布置,影響機降、索降作業(yè)與艙門機槍布置,不過這位是上單翼所以還行。



通過機翼設計,能夠看出,這款直升機的高速版更看重高速掠襲能力,其使用方式會比較接近于螺旋槳攻擊機,而非普通的直升機,并不看重一樹之高的懸停能力,以及低速范圍下的劇烈機動能力。對于高速直升機而言,如此的設計也算得可以接受的選擇。



你怎么能在這?

但NGRC高速直升機方案的推進槳設計,真的是一言難盡。該高速直升機的推進槳是位于尾梁中段的共軸對轉(zhuǎn)螺旋槳,推進槳并沒有位于直升機的末尾,推進槳之后是單大垂尾加帶端板的平尾+尾槳。倆設計單獨出現(xiàn)任何一個都能理解,但你倆設計一塊出現(xiàn)過分了吧。



尾梁中段的共軸對轉(zhuǎn)螺旋槳飛行器,少之又少,但也不是沒有。馬丁公司在1950年代競標美國海軍VTOL護航戰(zhàn)斗機時,曾提出了名曰 Model 262短距起降螺旋槳飛機方案,該飛機采用了極其特殊的埋入機身中后段的共軸對轉(zhuǎn)螺旋槳設計,并以一臺Allison XT-40-A-8 渦輪螺旋槳發(fā)動機為動力。



特殊的中部螺旋槳導致飛機必須分成前后兩段以容納傳動軸,一分為二的機身導致結(jié)構(gòu)強度下降,結(jié)構(gòu)重量上升,制造難度極高,且維護堪稱噩夢;發(fā)動機被埋入機身中部,導致散熱極差,極其容易過熱,超長的傳動軸導致傳動系統(tǒng)極其復雜,并且該飛機不具備常規(guī)起降能力,起降難度直接等同于穿針引線,操作難度實在是太高了點。



推進式螺旋槳不受機翼滑流干擾,升力更干凈,氣動阻力相對較小,機動效率更高,并且不占機身空間,視野好。

這也是為什么高速直升機、高速螺旋槳戰(zhàn)斗機,以及在動力上斤斤計較的察打一體無人機會偏好高速推進式螺旋槳的原因。同樣是西科斯基S-97、SB-1,以及中國的對應物都采用推進式螺旋槳的原因。



位于機身中部的螺旋槳么,那只能說介于推進式螺旋槳與拉進式式螺旋槳之間。相較于拉進式螺旋槳,機身前半截比較干凈,相較于推式螺旋槳氣動效率低一點。單大垂尾加帶端板的平尾+尾槳也不是什么問題?但是和推進槳出現(xiàn)在一起問題就很大了……



飛機操作的本質(zhì)其實就是哪里阻力大,哪里減速,然后通過速度差變向,左邊飛得慢就往左邊拐,右邊飛的慢就往右邊拐,上面飛得慢就往上邊拐。NGRC高速直升機方案的推進槳加速后的高速氣流,還沒往后走兩米呢,就撞上了尾槳的橫向氣流……



合著這位高速飛行的時候是時時刻刻右轉(zhuǎn)打死是吧?那對嗎?但這年頭飛控比較發(fā)達,不至于像二戰(zhàn)一樣你需要八爪魚才能操控,問題就是你這圖了個啥?就是頭疼推進槳與尾槳的布置問題,那就不能參考夏延?就是說夏延那套也不怎么樣吧,那至少比這邊強,對吧?非得來一把推進式螺旋槳的高端局?



空客的X-3技術(shù)驗證機、Racer技術(shù)驗證機,這種常規(guī)直升機的機身+翼尖推進/拉進螺旋槳+H形尾翼的設計不是挺好的么?雖然說存在有效載荷安裝位置受限、艙門布置受限,艙門機槍布置受限、機降約等于進絞肉機,上下機困難等不足,但好歹也是一款能走通的路子。



而近期曝光的這位是啥呀?真沒見過他這么抽象的……可以說該直升機高速飛行時,如何確?;蚩焖儆肄D(zhuǎn)都是一個很難回答的問題,總不能說這位高速飛行時,直接切斷主旋翼、尾旋翼的動力供應,全部動力用于驅(qū)動推進式螺旋槳,并以旋翼機方式推帶動主旋翼運轉(zhuǎn)吧?這么抽象的嗎?

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