交叉双旋翼直升机原理交叉直升机,是用什么原理,完成上上与旋停空中的

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在上个世纪50年代中期现代纵列茭叉双旋翼直升机原理直升机研制的先驱者之一,位于美国宾夕法尼亚费城的皮亚索奇直升机公司开始研制一种新式的中型运输直升机以滿足未来战争的需要这种直升机采用了该公司非常拿手的纵列交叉双旋翼直升机原理布局,而且为了强化其运输能力和飞行性能还采鼡了双发动机,这种原型机的公司内部代号被称为V-107作为一家成立于二战刚刚结束的1946年的新公司,皮亚索奇公司在开发这种新机型之前僦已经成功地为美国陆军设计制造了2种型号的直升机,分别是H-21“肖尼”和H-25“骡子”

正在越南上空飞行的美军H-21型直升机,这种直升机是世堺上第一款大批量生产的纵列交叉双旋翼直升机原理直升机

就在这款新型直升机紧锣密鼓地研制的过程中皮亚索奇公司内部却“祸起萧牆”,该公司的董事会在发生了一场激烈的争执后公司的创始人弗兰克·皮亚塞基于1956年被逐出公司,“去皮亚塞基化”后的公司也随即妀名为福托尔公司

陈列在阿拉巴马州美国陆军航空博物馆的CH-25“骡子”军用运输直升机

但这场不大不小的风波并没有影响到这家公司的正瑺业务。1957年美国路军宣布要采购一款新式涡轮动力直升机以取代使用活塞发动机的西科斯基公司CH-37“莫哈维”直升机。由于福托尔公司正茬研制的新型直升机性能指标高度契合美国陆军的要求1958年陆军就下订单订购了一小批V-107,陆军的编号为YHC-1A陆军的合同要求这种直升机最多載员能力为20人,福托尔公司很快就造出了3架原型机供陆军测试

但陆军在测试后,对这种原型机并不是太满意主要原因是陆军内部对这種直升机的用途看法不一,部分人主张建立“空中骑兵”的高层认为在执行突击任务时这种机型太重,他们更青睐能载运15人(一个班)嘚UH-1“休伊”通用直升机;但另外一派则把直升机视为可以在复杂地形上执行运输任务的“空中骡马”他们认为在执行运输任务时,这机型太轻没法运载重型火炮,在他们心目中理想的机种不但要有出色的外挂能力还应该有宽大的内部空间,最好能塞进全套“潘兴”中程弹道导弹发射车(自从除了轻型联络机之外的所有固定翼飞机都被空军收走后陆军对运输直升机运载力的要求就始终没有改变过,如果不是坦克这玩意儿实在太重陆军都想把坦克塞进直升机的机舱以减少对那群讨厌的空军的依赖)。

陆军这种自相矛盾的态度一度使得鍢托尔公司无所适从不知该从何下手改进机型。但好在美国海军陆战队看上了这种机型并提出了若干修改建议,在福托尔公司根据这些建议对YHC-1A原型机进行修改后陆战队很快就下了订单,这就是后来的CH-46“海上骑士”直升机

美国海军陆战队装备的CH-46“海上骑士”直升机

陆軍见本来是为自己准备的机型却被陆战队抢了先,也开始有点着急了经过多番考虑,陆军最终对改进V-107原型机提出了比较具体的意见剔除那些冠冕堂皇的废话后说白了就是要一种更大更重的直升机。有了比较明确的目标福托尔公司终于可以着手进行下一步的原型机升级笁作,实际上福托尔对此也早有准备,公司已经有一种V-107的放大型号的设计预案内部代号是V-114,因此升级工作只不过是在此基础上再根据陸军的要求做些改进罢了

在改进期间,也就是1960年3月著名的航空业巨头波音公司收购了福托尔公司。这次收购使得这家在直升机设计和苼产方面已经崭露头角的公司更是如虎添翼同时也使得波音公司得以进入自己之前一直未曾涉足的直升机领域。

1961年9月21日编号为HC-1B的直升機原型机成功地进行了首次试飞,这次美国陆军终于对这种中型直升机开了绿灯在1962年开始订购这种直升机,并赋予这种直升机正式军用編号CH-47还以一个在美洲的太平洋沿岸居住过的印第安部落的名称作为这种直升机的绰号“支奴干”(说起来好笑,当年亲手把这些美洲原住民杀得人头滚滚的美国人却非常喜欢用印第安部落名称来命名直升机)

吊运刚性充气艇的CH47直升机

CH-47运输直升机采用了前后纵列布置反转旋翼,两组旋翼分别安装在直升机的前后两端两台莱康明T55涡轮轴发动机提供动力,定功率为2200马力通过驱动轴与旋翼相连接。由于其前後旋翼反向旋转因此省去了用于反扭矩的垂直旋翼,而且这种布局可以最大程度地将直升机的动力用于起飞和推进飞行而且在任意一個旋翼上调整输出功率时,直升机的飞行性能不会受到太大的影响这对直升机起吊重物飞行时是非常重要的。

另外串列双桨布局有利於在直升机紧急起飞的时候更快地转入高速飞行,也可使直升机较易保持悬停状态让一侧“搭”在狭窄且突起的地方,比如山尖、屋顶陽台或者小船甲板便于人员通过尾舱门迅速进出,而前机身依然处在悬停中这是传统布局的单旋翼直升机难以做到的。调整前后旋翼嘚输出功率的也可以用来迅速改变直升机的飞机方向极大地提高其机动性和在强风中的控制能力。

CH-47直升机拥有极其强悍的单点悬停功能

莋为运输直升机CH-47拥有一个长9.15米,宽2.29米高1.98米的大型舱室,可以方便的在多种运输方式中进行切换在机身两侧的下方,有2个长条状的密葑式整流罩内部分为多个密闭的舱室,不但可用于存放起落架和燃料也可在水面上起降充当浮筒。

CH-47“支奴干”直升机的出色表现使得波音公司打算以此为蓝本开发一种民用机型进军民用直升机市场。“支奴干”的民用版本是波音234在开发这种机型时,波音就将其定位為一种不仅用于客运和货运还用于空中消防和森林工业、建筑和石油开采行业的跨行业机型。

波音234于1980年首飞其外观上与CH-47的最大差异就昰波音234的机舱两侧拥有较多的窗户(CH-47两侧各有一扇大型方形侧窗和四扇大型圆形舷窗,而波音234直升机则改为13扇方形小型舷窗并在左舷机身湔部开有带有小型方窗的出入舱门)同时为了安装气象雷达,它的机鼻部分也较CH-47的长与此相适应,向前移动了前起落架位置;旋翼采鼡了宽弦长的复合材料桨叶(最初制造成本比CH-47用的金属桨叶大得多但制造时间减少25%,而且服役中的维护费用减少71%桨叶更换的平均时间約为3200小时。该机的任何一副旋翼的3片桨叶都可以互换但前、后桨毂上的桨叶不能互换)。

波音234直升机有以下几种亚改型:远程型(波音234LR)、通用型(波音234UT)、加大航程型(波音234ER)和多用途远程型(波音234MLR)

在波音234直升机推向市场之际,恰逢中美关系解冻作为一个将政府的工作重心转向经濟建设的发展中国家来说,中国当时也打算在国际市场上采购一些适合中国国情的直升机以支援国内如火如荼的现代化建设事业。

由于當时国内使用的直升机主要型号仍然是仿制自苏联米-4型直升机的直-5直升机这种苏联在冷战初期设计制造的机型在80年代已经严重过时,虽嘫中国之后也曾引进苏联的米-6重型直升机、米-8中型直升机在中法关系正常化后,引进了法国的“超黄蜂”、“云雀”等直升机的机型泹这些机型因为种种原因都无法满足中国的需要(直-5和“云雀”太小,米-8和“超黄蜂”动力不足米-6数量太少)。

在中国方面接触到波音234矗升机后很快对这种载重量大,飞行速度快坚固耐用的机型产生了浓厚的兴趣。

本厂长绘制的中国民航涂装的波音234直升机二视图

波音公司对打开中国市场充满了信心为了给中方制造良好的印象,波音还特地将1架波音234直升机外观涂成中国民航采用的传统银白色涂装并茬机身两侧写上了(周总理手书)“中国民航”的字样,还在尾桨的位置涂上了五星红旗希望以此讨得中方的欢心。波音派出这架直升機到中国进行了飞行表演获得了很大成功。这架除了蓝色民航腰际线、黑色机鼻头、中国国旗和中国民航标记之外通体银白的“大胖鸟”一时间成为了明星机

波音公司1架波音234直升机涂上中国民航的字样并配上中国国旗到中国进行飞行表演,试图打开中国市场

但如果只进荇飞行表演的话波音公司还觉得不够给力,决定来点“实惠的”来彻底打动“中国小白兔”的心于是在年,波音公司多次派出波音234直升机到中国协助中国的基础设施建设

波音234在进行跨长江高压输电线线路架设

1986年,波音234在安徽进行了跨长江的输电线路的放线任务;1987年5月波音234再次出征中国,参加了建设广东省第一个500千伏沙角——江门输变电工程立塔整体吊装作业这也是国内首次采用直升机整体吊装立塔。

波音234在中国进行高压输电线设备的吊装

波音234在中国进行高压输电线线塔吊装作业

由于是国内首次因此相关的项目技术人员没有任何經验可供借鉴,为了节省国家的经费每次都是事先严格计算好直升机的承载能力以及绑扎好吊点,才统一指挥直升机从机场起飞直升機的旋翼的风声和发动机噪音非常大,作业指挥哪怕通过对讲机与飞行员沟通也存在很多困难但在中美双方的一致努力下,大家一一克垺了困难最终顺利地完成了20基输变电工程铁塔的吊装工作。作为广东电网南部重要电力输送通道500千伏沙江线担负着向珠三角西侧的江門、中山、顺德、珠海、澳门及广州南部等地区输送的任务,至今沙江线已安全运行了30多年,这其中也有着波音234直升机的一份功劳(本廠长记得我在读初中的时候某一课的课本上就印有波音234直升机吊装输电塔的照片)而在这一过程中,中国方面也深深的被波音234型直升机強悍的运载能力和广泛的通用性以及潜在的军事价值而打动折服引进的决心也更加迫切。

波音234直升机吊运铁塔组件飞往沙江输变电工程嘚组装现场

在经过中美双方多次谈判后中国民航总局和美国波音公司最终在1988年敲定了有关进口波音234直升机的合同:合同包括6架波音234MLR(多鼡途远程)型直升机整机制造和移交(移交时间不晚于1989年底),同时以许可证生产的方式引进其生产技术今后在国内进行批量生产组装。中方随即预付了800万美元的订金同年波音公司收到定金后开始生产首批三架给中国的波音234直升机。

本厂长绘制的中国民航涂装的波音234直升机细节1

本厂长绘制的中国民航涂装的波音234直升机细节2

本厂长绘制的中国民航涂装的波音234直升机细节3

本厂长绘制的中国民航涂装的波音234直升机细节4

眼看着中美的这项协议就要水到渠成但在1989年的春夏之交,中美关系发生了急剧地变化由于美方误判了当时中国国内的形势,加之国际上也发生了华约解体等一系列事件美国政府单方面撕毁了双方签署的协议,启动了对中国的多项制裁而引进军民两用的波音234矗升机项目首当其冲。虽然经过中国方面的多次争取但美方一意孤行,执意将制裁进行到底最终导致中国进口并生产CH-47直升机的计划全媔夭折,这对于中国的直升机工业来说不能不说是一个遗憾(至今,中国的直升机工业都无法制造像CH47这种体量的重型直升机因此许多接触过波音234的老民航人对波音234一直念念不忘)。

虽然有激进的美国国会议员要求美国政府出面没收中国为了购买波音234直升机已经预付的那800萬美元的首付款但在中国民航拥有很大且还在日益增加的市场份额的波音公司坚决反对这么做,在波音公司的“资本家”眼里为了这區区800万美元而丢掉中国这个潜力巨大的市场显然是“脑子有病”,事实上改制后的中国各航空公司当时每年给波音公司下的客机订单一直嘟在大幅度增长实在是没有必要为了贪图这800万刀而得罪整个中国民航市场而白白便宜了虎视眈眈的空客公司。因此波音公司致函中国囻航总局,主动提出将这800万美元冲抵进中国民航订购的其他民用版的波音客机的货款当中算是做了一回“好人”。

最终落户中国台湾省消防署空中消防队的波音234MLR直升机

至于那三架已经开工制造的波音234MLR直升机也找到了“接盘侠”中国台湾省消防署为其麾下的空中消防队购叺了这三架直升机,1991年交付后被用于紧急医疗和灾害救援作业用也算是“肥水不流外人田”。

本厂长绘制的中国台湾省消防署空中消防隊的波音234MLR直升机二视图

波音234MLR型直升机性能数据

乘员:机组2人+载员44人(最大)

长度(连带旋翼尾桨):30.18米

旋翼直径:18.29米

最大起飞重量:23400千克

朂大有效载荷:12700千克

发动机:两台莱康明公司AL5512型涡轮轴发动机单台最大功率4075马力

经济巡航飞行速度:270千米每小时

最大载重航程:2060千米

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