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。
中國在抗戰(zhàn)時由中央航空研究院開展過有限的直升機理論研究。1944年,清華航空研究所曾在大后方的昆明從事過直升機的研究,并有論文發(fā)表。更令人震驚的是,幾乎于美國的R-4同時,中國開始設計制造直升機。1944年,中國飛機制造業(yè)的先驅朱家仁先生設計了中國架直升機。1945年秋,“蜂鳥式甲型單座直升機”研制成功,一架居然有共軸雙旋翼直升機誕生了!這是中國自己研制的架直升機,朱家仁也被稱為“中國的直升機之父”。1948年7月“蜂鳥”乙型直升機研制成功,這架直升機發(fā)動機功率91.7千瓦,旋翼直徑7.62米,機高2.63米,總重725.5千克,飛行速度每小時136千米,航程219千米。采用封閉式坐艙,甚至超過了國際上同類直升機。但由于內戰(zhàn),蜂鳥直升機下落不明。
在這里我們不能不提一下中國航空事業(yè)的先驅朱家仁,他畢業(yè)麻省理工學院航空工程系,回國后一直致力于中國航空事業(yè)。朱家仁是一位精干的實業(yè)家,一生埋頭工作,不圖名利,一生都獻給了中國的航空事業(yè),即使退休之后仍然進行研究設計。他先后研制有 “蜂鳥”甲、“蜂鳥”乙、縱列雙旋翼直升機,綽號“飛行香蕉”的CJC一3和CJC一3A等多種不同型號的直升機。他所取得的成果,比起歐美人一點也不遜色。這位航空先驅者由于內戰(zhàn)去了臺灣,始終未能再回到自己的故土和奮斗過的那片土地,后在美國逝世,長眠于異國。除此朱家仁外,還有很多航空人才值得我們銘記。他們中的很多人選擇了留在大陸。這也許是舊中國在航空事業(yè)留給中國的一筆財富。