为什么中国的直升机尾部有个圆形的风扇,62直升机亮相

据俄罗斯卫星通讯社9月9日报道,在符拉迪沃斯托克第三届东方经济论坛框架下,俄罗斯直升机集团首次向国内外观众展示最新款多用途卡-62型直升机。该机型最大起飞重量为6500公斤,载重2000公斤,或者可搭载12至15人。这是位于滨海边疆区阿尔谢尼耶夫市的“进步”航空公司生产的第二款样机。

问:为什么中国的直升机尾部有个圆形的风扇?

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问:直升机的涵道式尾桨有何优劣?

当然,很难从两款机型来判断此类直升机的优劣之处。俄罗斯卫星通讯社邀请俄罗斯航空专家、富有各类机型试飞经验的现役飞行员马卡尔·阿克谢宁克就此给出自己的看法。

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在第五届中国天津国际直升机博览会上,航空工业直升机以直升机产业助力应急救援体系建设为参展主题,全方位、全系列地展示了国产直升机在应急救援等应用领域的优异能力,全面展现新中国成立70年来直升机产业砥砺奋进的发展成就。下面航展君将为您盘点,航空工业直升机展台上的新面孔。

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他说:“很遗憾,卡-62像很多其他苏联时期航空器一样,命运多舛。值得高兴的是,机型终于亮相了,尽管时间晚了很多。可以期待,民航将很快使用这种中等多任务旋翼直升机。其用途相当广泛,通常在轻型直升机无法完成运载任务、比如救助工作时,可采用这种机型。要知道,如果采用中等重型直升机、比如米-8、米-17和米-171机型,从经济上看并不合算。”

估计你说的是直-9、武直-19这些直升机的“涵道式尾桨”吧?这东西最早应该是原法国宇航公司提出来的,并且于1968年在“小羚羊”直升机上应用。而这种“涵道式尾桨”技术也随着当年我们引进法国“小羚羊”直升机、“海豚”直升机等项目进入国内,并且在后续国产直-9、武直-19等直升机上继续使用。

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涵道式尾桨最早是由法国宇航公司设计的一种先进的尾桨方案,1968年开始在在“小羚羊”直升机上使用,此后也在海豚直升机上运用。

“卡莫夫”直升机此前所有机型特性都是共轴式布局:两个螺旋桨向不同方向旋转。但卡-62采用的是“经典式”布局:一个五叶螺旋桨和机尾多叶片控制螺旋桨。但后者不裸露于外,而是镶嵌于机尾当中。这种“涵道尾桨”布局此前在俄罗斯并没有使用过。马卡尔·阿克谢宁克对这种机型的优势和其他正面技术特性进行了阐述。

▲武直-19直升机的涵道式尾桨示意

航空工业研制的中型双发多用途直升机,采用单旋翼带尾桨、低位后置平尾构型,和低阻气动外形、高性能旋翼气动布局总体设计,配装两台国产的先进涡轴发动机,应用电传飞控、旋翼防/除冰等新技术,能在昼、夜复杂气象条件下,遂行机降和运输等多样化任务。

涵道尾桨是在垂尾中制成筒形涵道,在涵道内装尾桨叶和尾桨后,利用涵道产生附加气动力。涵道尾桨设计的发展使得它在6吨以下的各种直升机中,与普通尾桨相比明显处于优势。它有很高的安全性,因而在民用领域也得到了广泛使用。此外,涵道式尾桨能够降低直升机的飞行噪音,保护脆弱的尾桨免遭低空障碍物损伤,减小空气阻力,有利于提高速度,经济效应更好。

他说:“国外航空企业一直广泛采用这种布局,尤其在轻型直升机上。俄罗斯设计师们首次在中型直升机上采用这种技术。在一些土路机场和直升机平台,‘涵道尾桨’布局可以免受灰尘、垃圾和小石块的侵扰。另外,这种螺旋桨可使动力耗损降低很多,在高速飞行时可以很好地保持动力。卡-62直升机是高速型机种。它的机身犹如海豚,飞行速度可达300公里/小时。实践结果表明,这种机型非常‘适合驾驶’:机身轻、灵活性好。再有,直升机使用了现代数字技术,由此更有相当好的驾驶特性。现在,这架让人期待已久的卡-62终于‘露面’了。它装备有新型电子控制系统和最新式其他电子设备。此外,直升机配备的是法国发动机。”

当然,任何一种结构设计都有其优点和缺点,目前来说直升机“涵道式尾桨”与普通尾桨相比,具备噪音小、雷达反射特征低、超低空飞行保护尾桨不被外物损坏、近地作业保护外部人员不被桨叶意外打伤等优势,但是又存在悬停所需功率大、桨叶直径受限制、综合效率低等缺点,不过以上都是相对而言。因此,这种结构多用在小型、轻型直升机上或者特殊作战需求的直升机上。

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这种尾桨设计也是有一些局限性的,比如说维护比较复杂,不适合大型特别是10吨以上的直升机。总的来说,性能还是相当不错的,已经得到了广泛好评。包括美军当年的科曼奇都采用了这种设计。

卡-62直升机设计为多任务机种。专家认为,这种机型可完成以下任务:

▲直升机涵道式尾桨细节特征

航空工业研制的首款大型高原运输直升机,适合在高原或平原各种复杂恶劣环境下使用,可执行兵力机动运输、武器装备和物资输送、伤病员紧急撤离、抢险救灾、空投机降等任务。

我军从上世纪80年代开始从法国引进了“海豚”直升机,随后推出了国产型号也就是直9,在此后的20多年里,直9及其改进型号一直是我军的主力机型,包括陆军的武装直升机,海军的舰载机,列装数量达到了数百架之多,一直到战斗力更强的直10服役,才被取代。

“首先,这种机型可用于地区城市间的交通运输,而且可在城市中面积有限的平台上起降,比如在摩天大厦屋顶;第二,可用在医救航空领域;第三,从事搜救工作;第四,海上石油和天然气工作人员值班换班。目前,英国和意大利生产的‘阿古斯塔-韦斯特兰’AW139型直升机在从事这方面的业务。而且,此机型正成功进入俄罗斯市场,甚至要在俄罗斯做小系列组装。卡-62问世后,可在此运输领域形成竞争态势。再有,这种直升机还可在民用破冰船舶上使用,或者用于各类海上考察。简而言之,这种机型可适用于国内外很多民用领域。”马卡尔·阿克谢宁克这样指出。

直升机涵道式尾桨的发展情况

实际上,通过上文你也可以看出来,涵道式尾桨并非中国直升机所独有,外国在这方面研究起步的更早一些。例如,法国宇航公司在1968年4月率先将该结构安装在SA341“小羚羊”直升机上进行试飞,随后拉开了涵道尾桨结构在国际上被广泛研究和应用的大幕。

▲法国SA341“小羚羊”直升机的涵道尾桨清晰可见

随后法国及欧洲直升机公司在SA360/361/365“海豚”系列、EC155、EC-120、EC130、EC135等一系列军民用轻型直升机上采用了“涵道式尾桨结构”,并且对复合桨叶材料、桨叶翼型、尾桨尺寸、桨叶片数及夹角等细节进行深入研究和优化。

▲法国SA365“海豚”系列,哈尔滨飞机公司80年代初引进SA365N专利生产直-9

美国在上世纪80年代的LHX(陆军轻型直升机计划)项目中,由西科斯基公司在S-76B直升机上改装了“涵道式尾桨”进行飞行测试:

▲1991年改装了涵道式尾桨的S-76B直升机,在巴黎航展上展出

同一时期,美国贝尔公司也对“涵道式尾桨”构型进行了相关的风洞试验和飞行测试,积累了实际经验和试验数据。不过美国这些举动,都是为了给RAH-66“科曼奇”隐身直升机应用这种结构铺路。

▲美国RAH-66“科曼奇”直升机的涵道式尾桨

俄罗斯的卡莫夫设计局也在90年代初期,一改其往日“共轴反转旋翼”直升机布局的设计传统,在卡-60、卡-62等直升机上采用了“涵道式尾桨”的结构。

▲俄罗斯卡莫夫设计局在90年代研制的“卡-60”逆戟鲸直升机

所以,目前时间上有很多这种“涵道式尾桨”结构的直升机,但相较于采用常规尾桨结构直升机的机型数量来说,“涵道式尾桨”结构还属于小众。

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当年直10研发出现阻力,为了尽快推出新型武装直升机,我们就把直10类似的串联式坐仓和直9的机尾相结合,成为了拥有窄机身个涵道式尾桨的直19,绰号“黑旋风”,和大哥直10形成了高低搭配的组合。

为何要采用涵道式尾桨

关于涵道尾桨的固有不足这里就不多说了,至于为何要使用这种结构,则主要是由其特有的优点决定的。涵道尾桨是在直升机的垂尾部分制造圆筒形涵道,在涵道内安装尾桨毂和尾桨叶,利用桨叶转动和涵道产生附加启动力。

▲日本川崎OH-1轻型侦查直升机的涵道式尾桨特写

这种尾桨的桨叶和桨毂不必像传统尾桨那样偏移出垂尾,而是直接安装于垂直安定面内,有效减小了直升机的有害迎风面阻力。

▲美国UH-60A直升机上的传统外置尾桨

当直升机在超低空飞行时,涵道可以保护尾桨不受外物损坏,并能在近地工作时保护地面人员免受伤害,具备独特的安全性。另外,涵道式尾桨一般搭配大垂尾,配合特别设计在前飞时可有效降低需用功率,可以提高尾部传动系统的寿命,同时涵道结构能够保障在尾传动或尾桨故障时,直升机安全平飞返回。此外,涵道式多桨叶结构,可以有效降低直升机的噪声水平和提高损伤容忍限度。

综上所述,涵道式尾桨的优点决定了其在轻型直升机上的大量使用,而其缺点也导致其暂时无法在更多类型的直升机上的广泛使用。而关于直升机尾桨结构的研究还在继续,更新的推力矢量涵道式尾桨、无尾桨等结构即将面世。

这个是直升机的涵道式尾桨,由法国宇航公司设计的一种先进的尾桨方案,1968年开始在在“小羚羊”直升机上使用,此后也在海豚直升机上运用。

涵道尾桨是在垂尾中制成筒形涵道,在涵道内装尾桨叶和尾桨后,利用涵道产生附加气动力。涵道尾桨设计的发展使得它在6吨以下的各种直升机中,与普通尾桨相比明显处于优势。它有很高的安全性,因而在民用领域也得到了广泛使用。此外,涵道式尾桨能够降低直升机的飞行噪音,保护脆弱的尾桨免遭低空障碍物损伤,减小空气阻力,有利于提高速度,经济效应更好。

这种尾桨设计也是有一些局限性的,比如说维护比较复杂,不适合大型特别是10吨以上的直升机。总的来说,性能还是相当不错的,已经得到了广泛好评。包括美军当年的科曼奇都采用了这种设计。

我军从上世纪80年代开始从法国引进了“海豚”直升机,随后推出了国产型号也就是直9,在此后的20多年里,直9及其改进型号一直是我军的主力机型,包括陆军的武装直升机,海军的舰载机,列装数量达到了数百架之多,一直到战斗力更强的直10服役,才被取代。

当年直10研发出现阻力,为了尽快推出新型武装直升机,我们就把直10类似的串联式坐仓和直9的机尾相结合,成为了拥有窄机身个涵道式尾桨的直19,绰号“黑旋风”,和大哥直10形成了高低搭配的组合。

除非像卡50卡52那样的共轴螺旋桨不需要尾桨,所有的直升机都需要尾桨,要不然正好机身会随着头顶上的螺旋桨一起转圈,尾桨就是起平衡作用的

因为直升飞机的旋翼大多是朝一个方向旋转的,因此机身会向旋转方向产生一定的偏转作用力。因此而,在直升机尾部安装一个“风扇”,那是为了抵消旋翼旋转产生的偏力,从而保持机身平衡。

航空工业研制的单旋翼、涵道尾桨的轻型双发舰载反舰直升机。

谢邀,涵道尾桨优势在于安全性和隐蔽性,但结构太复杂,效率不高,不适合大中型直升机

目前国际上普遍认为,涵道尾桨在6吨以下的直升机中,拥有明显优势。直升机越大,涵道尾桨弊端会急剧放大。这种设计最早是法国南方航空公司(已并入欧洲直升机公司)最先研究和使用,并在1967年首次应用在小羚羊直升机上,从那时起,该公司很多直升机上都使用这一设计,包括著名的“海豚”直升机。我国在上世纪80年代从法国引进了海豚直升机技术专利,也开始在直-9等直升机上应用这一技术。

我国的直-9/海豚直升机,当年我国就是以此开始接触涵道尾桨技术

涵道尾桨的桨叶藏在尾窗口里面,周围都被包裹住,因而安全性相当不错,这也是涵道尾桨的最大优势。轻型直升机坠毁的最多原因,是因为在低空飞行时,桨叶不小心打到树枝、树枝、电线、以及地面飞扬起来的固体废弃物等,而涵道尾桨可以有效避免尾桨被击中的概率,从而显著改善安全性。此外因为外壳的保护,避免尾桨不小心击中地面人员的可能性。

直-19武装/侦查直升机起飞重量4.5吨,采用隐蔽性较好的涵道尾桨方便侦察

另一方面,涵道尾桨桨叶数量较多、长度较短、桨叶尖端密封,可以大幅度降低尾桨的噪音和振动,从而提高隐蔽性。而且涵道尾桨桨叶面积较小,且正面看不到尾桨,因而雷达反射信号也小,这也是很多军用侦查/武装直升机选择涵道尾桨的原因。

夭折的RAH-66科曼奇隐身武装/侦查直升机

而涵道尾桨最大缺点就是在于,整个涵道窗口面积很难做大,做大的话要付出的结构代价太大了。并且涵道尾桨的传动装置在尾桨轮毂里面,也很难提高工作功率。这也是大中型直升机不会选择涵道尾桨的原因所在,提高涵道尾桨的功率太难,代价太大。AH-64重型武装直升机,如果采用涵道尾桨的话,想象下要造多大的涵道才行?

目前涵道尾桨直升机中,体型最大的是俄罗斯的卡-60,不过毛子是改变发动机废气排气方向,可以产生侧向推力,辅助涵道尾桨来进行配平。有时候毛子的这种简单,粗暴的设计思路,还真挺佩服的。毛子的卡-60,注意黄圈的发动机排气口,由此产生少量推力来辅助涵道尾桨。

优点么,效率高,阻力小,安全性好。缺点,不能造的太大,所以只适合中小直升机。

AC312E

航空工业研制的双发轻型直升机。采用单旋翼、涵道尾桨的布局形式,最大起飞重量4250kg,最小飞行机组为1人,最大客座量为9人,具有在昼夜间及复杂气象条件下飞行的能力。

AC311医疗救援型直升机

航空工业自主研制的首款全状态医疗救护型直升机,加装了医疗担架、呼吸机、除颤仪、注射泵、吸引器、氧气瓶等全套救护设备,是一款名副其实的空中救护车。

重型直升机VR展示舱段

我国在研的重型直升机的内舱。

AC300

航空工业研发的一款500公斤级载人直升机,最大起飞重量500千克,具备安全、可靠、经济、舒适等特点,可广泛应用于个人娱乐、培训、航空观测、私人飞行等领域。

AV500C高原型无人直升机

航空工业针对高原环境研制的一款无人直升机,覆盖全疆域使用,主要用于战场侦察、电子侦察、通信中继等军民用领域。

电驱动多桨倾转高速旋翼飞行器

一款综合利用倾转机翼与分布式电驱动概念实现600km/h以上飞行速度的新型旋翼飞行器,采用倾转机翼设计,可垂直起降与高速前飞;采用旋翼与螺旋桨分类设计,兼顾垂直起降和高速前飞性能。

高速高效无人机

采用了升力体机身与矢量函道相结合的设计,在垂直起降的基础上提升前飞速度,机型具备旋翼保护和画像着陆的能力,飞行安全性更好,高速高效无人机具有垂直起降、高效巡检、快速抵达的特点,在森林消防、公共安全等领域具有良好的应用效率。

JL17螺旋桨

JL17螺旋桨是航空工业研制的新型复合材料螺旋桨,螺旋桨直径为2.25m,采用复合材料进行桨叶制造,减轻螺旋桨重量,提高飞机的整体性能。

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