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飞舞的旋翼——直升机技术发展路线图
加入时间:2013-7-15 来源:admin 访问量:4642
      直升机在过去的100多年里伴随着其发展的历程对国计民生起着非常重要的作用,为社会做出了巨大的贡献。妨碍直升机发展的关键技术陆续得到解决,直升机已成为航空飞行器大家族中不可或缺的重要成员。安全、可靠、舒适、实用的直升机深受用户欢迎。在军事、民间诸多领域得到极其广泛的应用。
      随着新技术、新材料、新工艺的不断出现,直升机的结构设计、动力系统、升力系统、机载设备、总体性能的发展变化日新月异,性能水平大幅提高,使用寿命延长、成本降低,使用范围拓宽,由单一的运输逐渐发展为集攻击、侦察、抢险救灾、旅游、森林防火、近海石油开发、打击罪犯等各个领域。
      发动机是直升机的“心脏”,50年代绝大部分直升机都采用活塞式发动机。其油耗低,使用经济,但体积大与重量大,功率较小,寿命短、维护工作量大、振动大、噪声高,给使用和维护带来极大的不便,如我国的直5直升机所用的发动机。60年代涡轮发动机逐渐取代了活塞式发动机,其体积小、重量轻、寿命长、噪声低、便于维护。如法国的“云雀”直升机使用的“阿都斯特”发动机。
      升力系统的技术进步主要体现在桨叶寿命、旋翼效率和旋翼升阻比的提高。主要通过桨叶材料、桨叶翼型、桨尖形状、桨毂结构等方面进行更新换代,以达到上述目的。
      直升机机体结构的设计,在具有气动外形的整流罩、涵道式尾桨、收放式起落架、重量、维护性、耐损性和隐身性等方面得到体现。直升机机体通常采用全金属结构,即由桁架式、桁梁式、桁条式、硬壳式结构根据不同特性混装生产而成。70年代后,复合材料开始在直升机上广泛应用,如“海豚”直升机采用的复合材料占机体结构重量的59%,机体零部件数目显著减少,重量大大减轻。
      机载设备系统反映了直升机的现代化程度。早期直升机采用简单的仪表和电子管通信设备,没有导航设备。之后发展采用军用标准通信设备或商业导航设备。机载设备纵横交错的电缆占去了机内很多空间,重量重,故障高。70年代至80年代,直升机机载电子系统为半综合型,采用集成电路通信设备,自主导航设备,综合仪表。机载电子设备间靠双向数据总线交互连接,通过总线进行信息传输和接收。这种半综合型电子设备通信距离增大,导航精度提高,仪表数目减少,飞行员的工作负荷有所减轻。90年代,计算机技术和信息技术在直升机上广泛应用,直升机机载电子系统朝高度综合化的方向发展,多功能综合仪表显示器的使用,取代了大量的单个仪表,中央计算机的利用,可对通信、导航、飞行控制、敌我识别、武器火控的信息进行综合处理和控制,大大简化了座舱内的布局,减轻了直升机重量,提高了直升机工作性能,减轻了飞行员的负担,特别是武装或攻击直升机的作战性能显著提高。从商业化角度讲,电子设备价格在直升机总价格中的比例不断上升,如美国AH-64“阿帕奇”直升机机载电子设备的价格占直升机总价格的50%,而90年代的RAH-66“科曼奇”直升机电子设备的价格占直升机总价格的60%,价格的提升,说明了先进的综合电子系统对于提高武装直升机作战能力的重要性。
      直升机总体性能的提高增强了部队的战斗力,而部队的需求又直接刺激直升机技术的进一步发展。任何一项新技术、新材料、新工艺、新电子设备几乎都是首先在武器装备中投入使用,直升机也不例外。以因严重超支而下马的RAH-66“科曼奇”为例:该机是波音/西科斯基公司为美国陆军研制的侦察攻击直升机,其基本数据为:空机重3942千克,最大起飞重量7896千克,最大平飞速度324千米/时,垂直爬升率7.2米/秒。它采用T800-LHT-800涡轴发动机,每台功率900千瓦,发动机装有全权数字控制系统,耗油率0.28千克/千瓦小时。该机装有5片桨叶的复合材料无轴承旋翼系统, 8片复合材料尾桨叶的涵道尾桨。机体结构大量采用复合结构,机上采用先进的夜视探测系统,宽视场头盔瞄准具,三维数字地图显示和全球定位系统,利用“长弓”K波段毫米波雷达能透过地面杂波探测到6公里远处的静止目标或8公里远处的运动目标。机上还装有先进的红外、电磁波、激光干扰设备,中央计算机通过低速和高速的1553B数据总线及光纤超高速数据总线处理各传感器获得的信息。该直升机采用综合火控系统,导弹发射后不用管,使直升机能在躲藏位置击中多个目标。

 
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