國產高速直升機已於2019年首飛成功 時速超500公里 替代直10和直20


國產絕影8高速直升機概念模型,注意它採用對轉螺旋槳


根據航空工業直升機所公眾號消息,直升機所新型號直升機已經在2019年首飛成功。這型直升機打破常規構型限制,性能得到有效提高,是國產新一代直升機基礎型號。

外界認為此型直升機應該是國產新一代高速直升機,它採用了全新構型和技術,整體性能比現有直升機有質的提高。這種直升機首飛成功標誌着國產高速直升機已經走過前期技術研究階段,進入工程發展時期。

現有直升機受到構型限制,最大時速很難超過400公里

現有直升機採用旋翼來提高升力提高垂直升力,然後通過槳盤前傾拉動直升機前進。這樣直升機發動機功率沒有全部用於前進,只有一個前向分力拉動直升機前進,並且槳盤、機身也會增加阻力,降低直升機速度。另外直升機旋翼高速旋翼的時候,會產生“反流區”,由於旋翼轉速很高,在大部分區域,槳葉切割空氣的速度都會比前飛氣流速度大,而在槳根部分,槳葉切割空氣的線速度較小,前飛氣流速度反而比槳葉切割空氣速度大,總的合氣流將從槳葉後緣吹向前緣,造成“氣流分離”。這樣就會進一步減少直升機的前進速度。根據相關資料,現有直升機速度存在一個上限,即平飛速度很難超過400公里/小時。

美軍新一代高速直升機想像圖,它的時速要求超過500公里

現代戰爭瞬息萬變,直升機速度至從它問世以來一直沒有明顯提高。現在各國和地區軍民用戶已經不滿足直升機垂直起降性能,要求它能夠以更高速度飛行,以適應新世紀戰場要求。例如美軍就要求新一代旋翼機既要保持現有直升機垂直起降性能,還要提高最大速度,最大飛行速度至少要超過500公里。這個指標已經與渦槳運輸機相差無幾。

美軍新一代高速直升機發展路線圖

空客X3高速直升機技術驗證機

前面說過直升機受到原理限制,現有構型無法滿足這樣的要求,只有進行創新設計才能研製出符合要求的飛行器,因此新世紀高速直升機是各國和地區航空工業發展熱點。從國外同類飛行器發展來看,大家普遍採用複合推進系統來滿足這個要求。例如美國SB-1高速直升機技術驗證機,它採用了兩個剛性共軸雙旋翼來提高升力,尾部安裝有推進螺旋槳,為直升機提供向前動力。這兩種動力各司其職,實現了性能最優化。空客X3高速直升機驗證機則在直升機兩則增加短翼,上面安裝有驅動螺旋槳,平飛的時候提供拉力以減輕旋翼負荷,提高直升機速度。通過構型升級,這兩種直升機最高速度都超過了500公里,比現有直升機有質的提高,整體性能明顯增強。

航空工業直升機研究所等單位根據發展趨勢也開展了國產高速直升機研究。2014年國產絕影8高速直升機概念模型在第二屆天津直升機博覽會上首次亮相,從相關模型來看它的技術路線與美國新一代高速直升機相當或者相近,採用了複合推進系統,機體呈現梭形,阻力小,旋翼為剛性共輛雙旋翼,前掠槳葉,用於垂直起降。在推進螺旋槳方面,絕影8與美國新一代高速直升機存在明顯區別,後者直接採用螺旋槳推進,這樣做相對簡單,但是螺旋槳容易失速,還會對機身產生扭矩,削弱高速直升機性能。絕影8高速直升機則採用了對轉螺旋槳,螺旋槳後面還有一副對轉螺旋槳,它不但可以減輕螺旋槳負擔,還可以抵消後者產生的扭矩,進一步增強高速直升機性能。

絕影8模型正在進行試飛

考慮到技術難度,外界推測2019年首飛的國產高速直升機可能還是一架技術驗證機,用來驗證國產高速直升機技術研究成果,對於直升機總體布局、氣動設計、內部結構等進行技術驗證。如果試飛順利,國產新一代高速直升機將會以這個構型為基礎進行設計,發展不同的型號替代現有的直10武裝直升機直20戰術通用直升機,相信在不久的將來,我們可能就會看到國產高速直升機在藍天翱翔。