S-97的高速优势,还基于它采用了世界先进的电传飞控系统。电传飞控系统,即利用反馈控制原理,bt网页游戏,将飞行器的运动作为受控参数的电子飞行控制系统,用于稳定和控制飞行器的飞行姿态和航迹运动。其优势在于,没有机械结构,可靠性比起传统的机械式飞行控制系统要可靠,同时大大减轻了飞行员的操纵压力。
支撑二:共轴刚性旋翼+推进尾桨
S-97之所以备受关注,皆因它的高速性能。普通直升机的最大时速能到200公里/时,而S-97的巡航速度为普通直升机的2倍,从而改变了人们对直升机只能中低速航行的传统观念。那么,S-97何以实现高速,哪些技术支撑了它的高度性能,我们来一一起底。
据悉, S-97的电传操纵系统是由传感器组件、输入设备、飞行控制计算机、舵机和电气传输线路组成。电传操纵系统一般按照远见的电器特性分类,采用模拟传感器、模拟式计算机和输入输出设备的系统被称之为模拟式电传操纵系统;采用数字式传感器、数字计算机和输入输出设备的被称之为全数字式电传操纵系统,S-97属于前者。
当然,作为新鲜事物,S-97的高速也并非完美无缺。超高速与远航程之间的矛盾,与机身安全性可靠性间的矛盾,是迟早都要面对的严酷现实。
直升机巡航速度比肩固定翼战机?这不是天方夜谭,而是眼见着要从梦想照进现实的直升机发展大势。引领这一大势的,正是以美国西科斯基公司研制的S-97高速旋翼机为代表的高速直升机家族。
得益于较先进的电传飞控系统, S-97的主旋翼、推进尾桨和发动机实现了一体化控制。因此,除了巡航速度快,该机还擅长空中滑翔、高速转弯等高难度动作,高速机动性和敏捷性也优于传统直升机。
再说机身材料。该机机身采用美国最新研制的复合轻质材料,整个机身总重才只有5吨左右,加上性能先进的发动机,不达高速都难。
S-97的研制于2010年9月启动,其设计初衷是作为美国陆军轻型侦察直升机选型,替代OH-58D轻型侦察直升机。该机继承了西科斯基公司在X2验证机上的一系列高速旋翼新技术,外挂多种武器系统,可搭载6名士兵。除了低速悬停,S-97设计最高时速超过407公里,集螺桨式固定翼战机和普通直升机优势于一身,主要用于未来局部战争中的武装侦查、轻型突袭、轻型攻击和特种作战,是实现快速突袭、定点清除与打击的绝佳武器平台之一。
卡-52的桨叶在旋转中容许上下挥动和前后摆动,这种桨叶称为柔性桨叶。尽管卡52性能优异,但其柔性桨叶也限制了直升机的机动,难以像固定翼飞机那样做迅猛的滚翻、拉起、俯冲、盘旋等动作,且过于激烈的机动动作可能使桨叶和机体碰撞,严重危害飞行安全。西科斯基公司注意到了这一点,在吸取共轴对转双旋翼布局的基础上,使用2副共轴反向旋转的刚性旋翼。由于刚性桨叶没有挥舞铰,上下旋翼可离得很近,没有碰撞的危险。这些都为其高速航行提供了可靠的安全保障。
S-97“侵袭者”采用与美国现役“黑鹰”直升机同系列的T-700发动机。它是由美国通用动力公司设计的涡轴发动机,属T-700系列第一阶段的改良型号。其最大持续输出功率为1145千瓦,能以1210千瓦的功率持续工作30分钟。该发动机最先装备于AH-64A直升机,接着用于MH-60M直升机,随后又在实际应用中不断升级改进,最大持续输出功率不断增加,最大巡航速度也随之增加。
2015-05-29侯亚铭谈兵论道
实际上,S-97之所以能成就高速,是各种因素共同作用的结果,采用复合材料一体化机身,便是其一。
支撑一:高性能发动机
有军事专家指出,普通单旋翼直升机前进的动力来自旋翼的高速旋转,主旋翼略有前倾,产生升力的同时也产生前飞的拉力。传统直升机在全速前飞时,采取头朝下、尾朝上的飞行姿态,以便让主旋翼的倾角更大,产生更大的前飞拉力。如此一来,迎风阻力就会变大,让直升机速度增加变得困难。当直升机时速逼近350公里时,旋翼桨尖的速度将接近甚至超过声速,此时空气阻力会显著增加,桨叶的震动会猛然加剧,油耗大大增加。
正因美国在高速直升机研制方面带了个好头,世界各国纷纷推出自己的高速直升机项目。据了解,俄罗斯卡莫夫和米里两大直升机公司分别推出了卡-92和米X-1高速直升机方案,中国中航工业集团直升机所也开始以“打造国际一流直升机研发机构”为发展愿景,在高速直升机研制方面明确时间表,“十三五”期间将突破每小时400公里的速度瓶颈。
支撑三:电传飞控系统
支撑四:复合材料一体化机身
相比常规直升机,S-97采用共轴双旋翼和推进尾桨技术,顶着一对直径10.2米的4叶共轴反转无铰刚性双旋翼,其尾部是一副直径2.1米的“向后吹风”的六片螺旋桨。这样的设计,优势明显。
与前系相比,S-97只装备1具T-700发动机,但由于体型较小,其最大飞行速度自然也就起来了。据统计,目前世界各国所使用的巡航速度最快的直升机,最高时速一般在250公里/时至350公里/时之间。S-97此次首飞试验,最高时速达到463公里小时,是美国现役“黑鹰”直升机速度的2倍,“阿帕奇”直升机的1.5倍。需要指出的是,463千米/时并不是该机的极限速度,T-700系列发动机的输出功率还有潜力可挖。这也预示着S-97的速度还有进一步上升的空间。
鉴于此,S-97的共轴双旋翼设计采用两个旋翼上下排列,在同一个轴线上反向旋转,升力和前飞拉力可同时增大。在这一点上,该机与俄罗斯卡-52武装直升机类似,但也有不同。
先说机身。该机机身包括一个综合驾驶舱、一个货舱和一个尾椎,采用复合推进式总体布局,流线造型明显,棱角圆滑,很少有突出部,整个机身浑然一体。这样的设计,一方面有利于减小飞行阻力,提高巡航速度,另一方面还能降低敌方雷达反射截面积,提高隐蔽突袭能力和生存能力。
最近,西科斯基公司成功完成了S-97“劫掠者”的首飞。据悉,首次飞行试验进行了约1个小时,S-97除了验证悬停和低速飞行等常规机动动作外,还进行了更多“激进”的飞行测试,以验证高速时的关键性能参数。
此外,尾部推进螺旋桨也是成就S-97高速机动性的重要抓手。除了平衡主旋翼的扭矩,还有产生一定的推力,为高速航行贡献一份力量。