直升機作為20世紀航空技術極具特色的創(chuàng)造之一,極大的拓展了飛行器的應用范圍。直升機是典型的軍民兩用產品,可以廣泛的應用在運輸、巡邏、旅游、救護等多個領域。
直升機的時速可達300km/h以上,俯沖極限速度近400km/h,實用升限可達6000米(世界紀錄為12450m),一般航程可達600~800km左右。攜帶機內、外副油箱轉場航程可達2000km以上。根據(jù)不同的需要直升機有不同的起飛重量。當前世界上投入使用的重型直升機的是俄羅斯的米-26(起飛重量達56t,有效載荷20t)。當前實際應用的是機械驅動式的單旋翼直升機及雙旋翼直升機,其中又以單旋翼直升機數(shù)量多。
直升機的突出特點是可以做低空(離地面數(shù)米)、低速(從懸停開始)和機頭方向不變的機動飛行,特別是可在小面積場地垂直起降。由于這些特點使其具有廣闊的用途及發(fā)展前景。在軍用方面已廣泛應用于對地攻擊、機降登陸、武器運送、后勤支援、戰(zhàn)場救護、偵察巡邏、指揮控制、通信聯(lián)絡、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應用于短途運輸、醫(yī)療救護、救災救生、緊急營救、吊裝設備、地質勘探、護林滅火、空中攝影等。海上油井與基地間的人員及物資運輸是民用的一個重要方面。
缺點及改進
當前直升機相對固定翼飛機而言,振動和噪聲較高、維護檢修工作量較大、使用成本較高,速度較低,航程較短。直升機今后的發(fā)展方向就是在這些方面加以改進。
短距-垂直起降飛機的作戰(zhàn)目標可不是常規(guī)作戰(zhàn)飛機,其作戰(zhàn)目標是超低空制空權控制和打擊空中低速目標,負責隨伴我直升機群,主要遂行反直升機和反無人機作戰(zhàn),兼顧對地近距戰(zhàn)術支援的短距-垂直起降固定翼飛機尚無可替代。
盡管垂直起降技術在不斷進步,仍有一個關鍵目標難以實現(xiàn):將時速提升至150-170節(jié)(海里/小時)以上。更快的垂直起降速度可縮短任務時間,提高任務成功的可能性,并且降低飛機受到敵人攻擊的概率。但遺憾的是,在不影響飛行范圍、效率、有效載荷或設計簡單性的前提下,目前的VTOL設計仍無法提高速度。
過去幾十年中,直升機的垂直起降能力(VTOL)一直是軍事行動必不可少的重要組成部分。它們能向任何方位機動飛行、懸停,并幾乎可在任何平面上降落。美國目前正研發(fā)高速直升機“VTOL X”,期能提高飛行速度和的工作能力。
美國國防部國防高級研究計劃局(DARPA)正在開發(fā)垂直起飛與著陸試驗機(VTOL X-Plane)項目,希望能克服這些挑戰(zhàn)。他們開創(chuàng)性地融合了固定翼飛機和旋轉翼飛機的技術優(yōu)勢,以促進VTOL飛行的根本改善為目標。
VTOL X機不是調整過去的設計和技術,而是挑戰(zhàn)行業(yè)和具有創(chuàng)新精神的工程師,建立一種混合動力飛機,在以下4個領域獲得進步:持續(xù)飛行速度達到300-400節(jié)﹔懸停效率從60%提高到至少75%﹔巡航升阻比從目前的5-6提高到至少10﹔飛機總重為1萬至1.2萬磅,有效載荷占飛機總重的至少40%,以此保證飛機的工作能力。
VTOL X機項目價值1.3億美元﹔項目時間為52個月,從 2013年10月至2018年2月﹔共包括3個階段,在項目啟動的42個月后進行次示范飛行。
架機型
1907年8月,法國人保羅·科爾尼研制出一架全尺寸載人直升機,并在同年11月13日試飛成功。這架直升機被稱為“人類架直升機”。這架名為“飛行自行車”的直升機不僅靠自身動力離開地面0.3米,完成了垂直升空,而且還連續(xù)飛行了20秒鐘,實現(xiàn)了自由飛行。
試飛成功
1938年,年輕的德國姑娘漢納賴奇駕駛一架雙旋翼直升機在柏林體育場進行了一次完美的飛行表演。這架直升機被稱為是世界上種試飛成功的直升機。
1936年,德國福克公司在對早期直升機進行多方面改進之后,公開展示了自己制造的FW-61直升機。動力裝置是一臺功率140馬力的活塞發(fā)動機。該機時速100~120公里,航程200公里,起飛重量953千克。
法國人和德國人研制的直升機雖然成功,但卻很不實際,沒有步入現(xiàn)代直升機的行列。