爱吱声

标题: 鱼鹰不死 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2014-11-14 11:02
标题: 鱼鹰不死
本帖最后由 晨枫 于 2014-11-13 22:38 编辑
7 Q& T! R. [7 J' a8 R4 D2 `. E! ^4 D' H% v/ {
V-22“鱼鹰”是贝尔与波音合作的倾转旋翼直升机，舰载运输型MV-22已经在美国海军陆战队大量服役，美国空军则装备了战斗搜救型CV-22。这种革命性的直升机创造性地使用了倾转旋翼。两侧机翼翼尖的发动机短舱直立时，旋翼产生垂直升力，相当于具有横置双旋翼的直升机；发动机短舱水平时，旋翼产生水平推力，相当于具有超大螺旋桨的固定翼螺旋桨飞机。“鱼鹰”具有常规直升机难以比拟的高速和航程。在阿富汗战场上，美国空军的CV-22连续远程出动，成为特种部队的利器；在利比亚作战期间，美国海军陆战队的MV-22则临时客串战斗搜救角色，成功地营救出敌后跳伞的F-15E飞行员。7 P$ r4 q9 ^2 b! i' F( g, l. W
" L0 C: t2 Z1 G  B
7 p2 x) w- |5 R7 S
“鱼鹰”倾转旋翼直升机在阿富汗战场得到成功应用6 v, s1 j! A/ _/ J* V
- G% F: x% m0 \

- d! S2 t4 F- Q' Y" K7 x尤其适合需要长距离高速飞行的场合
$ R9 n$ @( F. z/ f. |2 T9 Y: X% y9 Z- O3 I. h0 f- K; z5 Y
但是在多灾多难的F-35战斗机之前，“鱼鹰”是美国军机历史上最受诟病的飞机。研发严重拖延，成本大大超支，试飞和使用中不断被机毁人亡事故和各种技术问题所拖累。在老布什时代，国防部长切尼下令停止研发“鱼鹰”，是被美国国会强令恢复研发和继续生产才保下来的。这样坎坷的经历即使F-35也难以掠美。4 k* Q& `6 P1 N2 }- [1 B, j
8 m. x% r4 _9 V* t7 O5 M
“鱼鹰”研发在1983年启动，1989年首飞，2007年方才服役。如果算上XV-15技术验证机，那基本技术研发早在1971年就启动了。CV-22的生产已经结束，MV-22还在继续，但是始终没有出口订单。美国海军陆战队的订单预计到2020年将完成交货。届时，这架革命性的倾转旋翼直升机将停止生产。但是“鱼鹰”不死。
, E5 Y0 U' G( H2 f1 y/ ~. W9 z
9 `1 A( u  m5 p1 a" e  Y4 ~5 u$ O: S美国陆军正在筹划FVL计划，FVL的全称是Future Vertical Lift，意为未来垂直起落飞机。FVL将涵盖轻型、中型和中型直升机，意图替代现有的CH-47、UH-60、AH-64和OH-58。FVL现在还是空中楼阁，没有预算，但美国陆军已经开始JMR TD技术验证计划，作为FVL的先导，JMR TD的全称为Joint Multi Role Technology Demonstration，意为联合多用途技术验证机。联合当然指多军种联合，但这一次是陆军主导的，“鱼鹰”是海军陆战队主导的。
+ n& t/ q5 Y" c( F, T7 J! i  u$ _# O! P- k& L
JMR TD的核心要求是230节（约426公里/小时）以上的巡航时速，约比现有直升机提高50%，航程和作战半径、高原高温性能也相应提高。随着美国战略重点向亚太倾斜，传统直升机的速度和航程短板越来越明显，严重限制了美国地面作战力量的远程投放，FVL对速度和航程的要求并不是得陇望蜀或者无事生非。由于倾转旋翼具有天然的速度和航程优势，贝尔公司自然用倾转旋翼方案应征。贝尔方案称为V-280“勇敢”，洛克希德是贝尔的合作伙伴。贝尔称这是第三代倾转旋翼技术，第一代为XV-15技术验证机，第二代为V-22“鱼鹰”。有意思的是，贝尔在“鱼鹰”计划中的合作伙伴波音没有参加贝尔的团队，而是与竞争对手西科斯基合作投标。西科斯基-波音的方案是以西科斯基X-2为基础的，这是共轴反转刚性双旋翼加推进螺旋桨的复合直升机方案。+ ~: N) L* y. n- n/ m

1 ]  G1 R' J' F, k4 C- ^8 d常规直升机的奥秘和命门都在于那个旋翼。旋翼不仅产生升力，也产生推力，并产生各种非常规飞行（侧飞、倒飞、横滚、翻滚）所需要的力矩，但天然的后行桨叶失速问题从本质上限制了飞行速度，反扭力所需要的尾桨吃掉部分功率，进一步限制了飞行速度。西科斯基X-2采用刚性共轴反转双旋翼，解决了反扭力问题。刚性桨叶并不是真的刚性的，只是取消了常规桨叶与桨毂链接的挥舞铰，桨叶在旋转中的自然挥舞由材质的弹性来吸收，这样简化和减轻了旋翼结构，也减少了共轴反转上下旋翼打架的可能，可以相应缩小上下旋翼的间距，减小阻力和系统重量。共轴反转双旋翼不仅互相补偿后行桨叶失速问题，也在高速平飞时转入旋翼机状态，只产生必要的升力，不产生推力，这样可以减功率半怠速旋转，放宽了速度限制。为了进一步解放速度，X-2另有专用的推进螺旋桨，巡航速度达到250节（约460公里/小时）。西科斯基方案的好处是充分保留了常规直升机的垂直起落和非常规飞行能力，波音对中型、重型和攻击直升机的丰富经验则有助于西科斯基方案的实用化、系列化，提高对军方的吸引力。西科斯基-波音方案改称SB-1“不屈”，SB为西科斯基-波音的简称。9 }: r2 J( q$ L2 o3 f" ]. t
% u4 j' Z* N* w* @& ~- C$ w' Y
7 z0 ]. w8 h( x% {: A+ m3 ^. ]
西科斯基-波音的SB-1是采用共轴反转刚性旋翼双桨加推进螺旋桨的复合直升机
; m2 v" z" k# I1 ^2 @- |1 q) O1 N" d" \1 D- o8 [$ z
0 \6 g+ I  q9 d5 r+ H) j) \, _! w5 z
AVX也是共轴反转双桨，但这是传统的柔性旋翼0 g" W7 p: M0 g+ F

/ a; S* b: M$ {+ {
; x& h% U) h, F  [/ ~9 C卡莱姆的方案也是倾转旋翼，但与贝尔的方案有很大的不同，细长的机翼大大提高升阻比，可变变速比的旋翼大大改善悬停和推进效率
" {5 U8 f& k1 a6 G$ a& o
0 U/ @+ n$ n" B( q+ B/ Q- ~" a8 f除了西科斯基-波音之外，名不见经传的AVX和老牌怪才卡莱姆也提交了应征方案。AVX是由一些从贝尔出走的人马组成的，他们一反贝尔的倾转旋翼路线，而是走更加传统的复合直升机路线。AVX的复合直升机比西科斯基X-2更加传统，采用俄罗斯卡莫夫直升机那样的传统共轴反转双旋翼，机尾也增加一对横置的涵道式推进螺旋桨作为主要前飞动力。不过AVX方案在前机身增加了一对固定短翼，用于在前飞中产生升力，为旋翼卸载。X-2和SB-1没有采用短翼，不利于高速平飞时为旋翼减载，但有利于低速飞行时减阻和减少与旋翼的气动干扰，还减轻重量。两种设计各有利弊。4 T& `+ w% D4 t9 U6 d

$ D8 w* a) v! q. TAVX方案的好处是将现成技术创造性地堆积，在成本和风险得到控制的情况下达到前所未有的高性能。卡莱姆方案则从另一个方向探索高速直升机的问题。亚伯拉罕•卡莱姆原本是以色列飞机公司的总设计师，曾在70年代主持以色列无人机的研制。移民美国后，卡莱姆设计的“琥珀”和“蚊蚋”系列最终演变成为大名鼎鼎的“捕食者”无人机。卡莱姆在直升机设计方面并不是老字号，但这不妨碍他放下包袱，轻装上阵。卡莱姆方案也是倾转旋翼，但卡莱姆的倾转旋翼与“鱼鹰”有所不同。“鱼鹰”的机翼短粗，发动机短舱位于两侧翼尖，翼展则受到海军陆战队舰上停放要求的限制。按照上舰要求，“鱼鹰”的旋翼折叠起来后，要能与机翼整体旋转到与机体齐平的位置，最大限度地减小舰上占地，便于上舰，因此翼展不可能大于机长，机翼难以按照气动要求最优化为更加细长的形状。JMR是按照美国陆军的要求设计的，对减少地面状态的占地没有特别要求。因此，与“鱼鹰”相比，卡莱姆方案机翼细长，大大提高机翼的升阻比，有利于提高速度和航程。卡莱姆声称最大速度可达380节（约700公里/小时），大大超过JMR的最低要求。另外，卡莱姆方案的发动机短舱不是在翼尖，而是在翼展一半的位置。短舱外侧的外翼段与发动机短舱同步倾转，减少垂直起落状态下机翼对旋翼的遮挡。不容易从外观上看出的是，卡莱姆方案的旋翼还是可变转速的。旋翼通过变速箱由发动机带动，转速本来就是随发动机转速而变的，但变速比通常是固定的。然而，在同样的发动机出力下，高速平飞要求较高的转速来达到较高的推力，而垂直起落则要求较低的转速才能达到最大升力。卡莱姆方案采用可变变速比的变速箱，在不同飞行状态下保持最优变速比，这个技术已经在他设计波音A-160“蜂鸟”长航时无人直升机上得到使用。
8 p9 f3 g+ t& R0 F- s$ G  I" B
. R- j% |1 V7 j5 |6 t$ s8 T3 l9 t  v不过美国陆军在最后筛选时，只选择了两家：西科斯基-波音的SB-1“不屈”，另一家就是贝尔V-280“勇敢”。贝尔V-280“勇敢”并不是“鱼鹰”的简单升级更新，而是凝聚了30年经验教训的全新研发结果。
5 T) g: N: e8 L' s+ k' G; `0 b6 Z

8 o# t0 ]! G, s8 b8 ]% |6 x9 a; y“勇敢”不是“鱼鹰”的简单升级，最显著的外观特征就是固定的发动机短舱/ i$ \: x1 a( R& [) `9 O3 \9 l
$ E' M+ y/ g* K" n; g5 ~& a
' h8 w  G. |) y! Q- e
尾翼也简化为V形9 y+ ?9 U8 ^; T, k; k
3 I4 P, s9 v' g; w% M$ S
在使用中，“鱼鹰”暴露出一些严重的设计缺陷，其中最严重的莫过于涡流环问题。涡流环是直升机在急速下降中容易出现的现象。简单地说，高压的下洗气流在旋翼半径以外回流到低压的旋翼上方，重新进入高压的下洗气流，形成环流，降低旋翼的实际出力。这种现象在需要旋翼急速增加出力的时候尤其常见，例如在快速下降中在接地前急剧降低下降速度。这可以与汽车轮胎在泥泞中打滑类比。旋翼在快速下降过程中一旦在空气中出现打滑，会导致升力丧失。这时加大旋翼功率则进一步恶化打滑；降低旋翼功率有助于改出打滑，但前提是还有足够的离地高度可以改出涡流环状态。涡流环是很危险的状态，很容易导致机毁人亡。所有直升机都可能出现涡流环问题，但“鱼鹰”的旋翼直径受到海军陆战队可折叠收藏要求的限制，在气动上小于最优直径，只有加大旋翼转速，使得涡流环问题进一步恶化。在实用中，可以用适当的前飞速度或者降低下降速度来缓解涡流环问题，但在战斗机降中，下降的同时保持前飞速度受到起降场地的限制，降低下降速度则增加了暴露在敌人火力下的时间，两者都是很讨厌的限制。“鱼鹰”在试飞阶段，曾两次在公开演示时因为涡流环问题而导致机毁人亡，影响恶劣。V-280的翼展设计没有海军陆战队上舰要求的限制，相应地旋翼直径也可以按照最优要求放大，同时降低转速。这些措施都有利于缓解涡流环问题。30年的使用经验也使贝尔在飞控设计中注意避免进入涡流环状态，有利于飞行员的无忧虑操作。卡莱姆的可变转速旋翼也可以在垂直状态降低转速，有利于缓解涡流环问题，不过技术复杂，贝尔没有采用。) ?2 r1 l1 q! |/ b6 A5 |/ C

7 R! t+ h  |9 U. u4 z  h, }* P“鱼鹰”的另一个问题则来自于倾转的发动机短舱。发动机短舱与旋翼同步倾转，不仅转动惯量大，增加对转动机构的功率要求和随之而来的系统重量，还带来了令人难堪的使用问题。战术运输直升机的典型进入和离去方式是侧对已知的敌人火力方向，这样可以最大限度地增加相对于敌人火力的角速度，增加敌人火力瞄准的困难，提高自身的生存力。侧对进入和离去的另一个好处是常规战术运输直升机在两侧有大型登机舱门，门旁通常装有用于压制敌人火力的机枪。侧对进入和离去时，面向敌人火力一侧的舱门机枪正好发挥火力，而机降步兵从背向敌人火力一侧登机或者离机，机体本身还可以提供一点掩护。但“鱼鹰”在垂直起落或者在地面时，发动机短舱垂直，正好把侧向机枪射界遮挡得严严实实；炽热的喷气气流从地面反射，也不便于人员从附近登机离机。所以“鱼鹰”只有从尾门进出，也难以安装常见的舱门机枪，除非尾门常开。相比之下，常规直升机的侧门是可以常开的，便于使用舱门机枪，或者在近地状态下登机离机，或者在悬停状态下吊升索降。# X7 n6 o! S5 ^  K% e5 P

3 W; e4 u! S8 o" M3 K+ q- R/ e" t1 m2 @& W
发动机短舱固定后，避免了喷流近距离冲刷地面的问题' H9 F8 f( O3 U' s
, z4 c5 J$ O& M5 Q/ J' X( f
- G, ]# |. _6 L0 q9 {, P  S
也便于使用直升机的传统侧门
6 H9 b+ V& }# v4 O6 h  e) v7 o9 M  d2 e6 t4 N6 [
0 m. ^/ M, n* Q! z7 B( ?
机上人员终于可以像传统直升机一样从两侧进出了
1 j" ]1 E5 y4 Y+ {* Y2 b9 X* D* q, Q9 l

' X! k5 l2 n. P- S5 d; i; p7 ~侧门不仅便于登机进出，也便于索降、救生等特殊作业
7 m' |4 M+ N) Y  V- ~
, _& G" s7 d8 d8 k  b2 l6 o6 X* V“鱼鹰”要让人员在背向敌人火力的一侧登机离机的话，只有面向敌人火力进入和离去，这大大增加了自身被击中的风险。“鱼鹰”的机上火力也是一个老大难问题，在机腹安装遥控武器站只能解决在空中时的对地射击问题，一旦落地，机腹机枪的火线勉强离地，只能割草扫地，根本无法正常发挥火力。在阿富汗战场上，尽管美军急需机上支援火力，美国海军陆战队只在战场“鱼鹰”上试验性地安装了几套机腹遥控武器站，就不了了之了。
0 z7 r% V8 V1 z
! G. F4 Z* c0 d7 }4 i- ?2 l发动机短舱在垂直起落状态下倾转到垂直状态还有一个问题：喷气气流直接向下喷射，而且离地很近。在垂直起落阶段，这引起巨大的尘土，轻则造成杂物吸入发动机，导致过度磨损；重则使得砂石树枝高速飞扬，造成人员伤害。“鱼鹰”在纽约公众演示时，就出现过树枝砂石飞扬伤人的问题。在舰上或者机场使用时，垂直状态的发动机短舱喷口很接近地面，炽热喷流容易对铺设地面造成损害。美国海军就因为这个原因，被迫对所有计划装备“鱼鹰”的两栖攻击舰的飞行甲板进行特别加固，在没有加固前则使用特制防热毯保护。这对野战机场高强度反复出动是一个很大的限制。* M9 i9 S( {3 e4 M* q  W

6 Q7 h! y* r1 a( SV-280当然是倾转旋翼，但发动机短舱则是固定的，旋翼通过特殊机构倾转。这样避免了发动机短舱倾转带来的一系列问题，也大大降低了倾转过程的转动惯量。当然，贝尔早年采用倾转发动机短舱并不是一时糊涂，这样做法尽管转动惯量大，但机械设计相对简单。发动机固定而旋翼可以无级倾转的机械设计十分复杂。传统的万向节只能倾转有限的角度；传统的伞齿轮可以实现动力传递的90度转向，但转向角度是固定的。在理论上，采用多级万向节可以实现大角度无级动力转向，但机械复杂度和可靠性都是极大的挑战，毕竟这要长期可靠地传递很大的功率。贝尔V-280动力转向机构的细节没有透露，这是V-280最大的关键技术。然而，发动机短舱固定之后，V-280的机侧空间避免了“鱼鹰”的尴尬，恢复到传统的大型侧门设计，人员可以从侧门便利地登机离机，传统的舱门机枪也容易安装。发动机喷流固定向后，也避免了对地面冲刷的问题。, M  f5 U; v6 F0 J( g; u& x6 m

" I8 q1 m6 ]! LV-280的另一个设计特点是V形机尾。“鱼鹰”采用倒置门式机尾，也就是说，双垂尾在平尾的两端翼尖位置。这也是满足海军陆战队收藏机翼-旋翼要求所必需的。V形尾的重量较轻，但机动性不好，俯仰和偏航动作上有互相干扰的问题。不过这个问题对高机动性战斗机比较突出，对速度和机动性要求较低的直升机并不突出，更何况V-280最需要高机动性的时候是在直升机状态，这时旋翼的总距和周期距是主要姿态控制手段，V形尾本来就作用有限。先进的电传飞控进一步缓解了V形尾的控制交联问题，但V形尾的减重效果是实实在在的。: a, h* ~: j% {3 N

% v2 X. O, V9 Z9 H( z+ c( \减重对V-280十分重要。飞机的成本在很大程度上由重量决定。重量增加不仅意味着结构用料增加，还使得翼展、翼面积、发动机功率等水涨船高。贝尔不仅在气动设计上用V形尾减重，还在结构上大量采用先进复合材料，成本可望比缩比MV-22降低30%。V-280将达到280节（520公里/小时）的巡航速度，超过JMR的最低要求；最大冲刺速度可达300节（560公里/小时）。航程可达2100海里（3900公里），有利于实现跨洋自部署砖场飞行。作战半径为500-800海里（930-1480公里），比现有的UH-60增加了一倍。换句话说，以韩国釜山为基地的话，可以远及沈阳；以台湾为基地的话，可以轻易涵盖上海-武汉-广州一线。设计最大起飞重量约30000磅（13600公斤），与CH-47相当。V-280的机舱尺寸与美军现行标准的UH-60相当，可搭载4名机组人员和11名士兵，或者外挂12000磅（5440公斤）挂载，比如一门M777榴弹炮。外挂飞行时速度降低到150节（280公里/小时），依然与常规直升机的无外挂速度相当。贝尔宣称，V-280比UH-60的速度和作战半径都增加一倍，大大增加了空中机动部队的作战能力，而较低的油耗则降低了后勤负担。( A7 J+ \) U5 D+ {+ J
" k5 U5 W4 C, U) t
除了飞机和发动机这些“硬技术”外，V-280也将提供类似F-35的飞行员头盔显示系统和具有信息融合能力的航电，具有出色的态势感知能力和网络战能力，甚至有在机窗上三维显示战场态势的能力。由于士兵随身电子系统越来越普及，机上还将有无线充电的设施，可以在飞行途中为机载士兵的随身系统充电。
+ k9 E$ E; x3 J. R$ j4 B, T0 ]- P) r' E1 L3 y; W
不过JMR只是技术验证机，美国陆军还没有明确的产品化和订货需求，FVL依然只是空中的馅饼。尽管如此，这依然是美国航空界未来40年最重要的直升机项目，各公司不敢掉以轻心。美国陆军对贝尔和西科斯基-波音团队各拨款600万美元，作为第一阶段的投资。贝尔宣称，已经投入4倍于美国陆军的公司投资，志在必得。XV-15在试飞时一片叫好，不仅美国海军陆战队兴致勃勃，美国陆军、空军和海军都加入了早期研发。美国空军的是战斗搜救的CV-22，美国海军的是反潜的HV-22，美国陆军由于成本原因早早放弃了运输型UV-22之后，转向电子战型EV-22，但最后只有美国海军陆战队的MV-22和美国空军的CV-22完成了研制，美国海军和美国陆军都溜号了。FVL的目标要明确得多，重点在美国陆军，美国海军有可能加入，作为舰载型MH-60R/S的替代。2013年10月2日，美国陆军选择贝尔、西科斯基-波音、AVX和卡莱姆作为JMR第一阶段的候选；2014年8月11日，美国陆军宣布贝尔V-280“勇敢”和西科斯基-波音SB-1“不屈”最终入选JMR第一阶段，要求2017年首飞。如果按时完成的话，这将是直升机历史上的新的里程碑。
. p: B/ |. ?6 x* M) F5 x6 {2 T6 m% N
作者: MacArthur    时间: 2014-11-14 11:26
AVX和SB-1方案呢？咋能没图涅？
1 f9 H) N' x% T1 o* a( R5 S' W3 L
6 ^" m$ Y8 B; ~- q. O% N8 q. W" _7 }) S. h4 }7 X6 D, m
作者: snail    时间: 2014-11-14 11:28
老大，西科斯基-波音方案的SB-1“不屈”，加上图片就更好了。
作者: 晨枫    时间: 2014-11-14 12:31
MacArthur 发表于 2014-11-13 21:26
# g9 r' k. b+ w, wAVX和SB-1方案呢？咋能没图涅？
& r; C! q. a7 ~6 m
那不是重点嘛。好吧，要图就加一个吧。
作者: colin1992    时间: 2014-11-14 15:04
本帖最后由 colin1992 于 2014-11-14 15:06 编辑 % }+ L; N9 l5 L" p! b) H6 p
. B( ], s/ l; q3 g; J5 z
更喜欢AVX的涵道设计。
0 I# @. _& ^+ Z  J. W( ^对于那个固定短翼，是否可以改成滑翔炸弹那样可以折叠的样式？
作者: 花间喝道    时间: 2014-11-14 18:08
晨枫 发表于 2014-11-14 12:314 M- u9 G# I' T- l  H: n
那不是重点嘛。好吧，要图就加一个吧。
7 q; _/ n$ o) B0 }0 @0 h
中国也要赶上啊 山寨下那个传统技术组合方案
作者: xlan1976    时间: 2014-11-14 18:25
说说我的看法，那个卡莱姆的方案最不靠谱。首先从实用的V22和有实践经验的贝尔的V-280的方案就能看出，这种倾转旋翼的飞机在航向稳定性上需要比较大的尾容量来提供配平和操纵力矩。卡莱姆的方案尾翼显然太小了，从照片看不出是单垂尾还是双垂尾，不过就算是双垂尾，相对于那个巨大的机身，也太小了。另外他那个在发动机短舱外的固定翼的设计我也不看好，从照片上看不出这部分固定翼上有没有操纵舵面。如果没有，那么仅靠短舱内侧的舵面提供操纵力矩有点费劲。。如果有，那么传动机构和驱动组件要穿过可倾转的短舱布置会增加不少的结构重量和复杂性。而且当外侧固定翼随短舱倾转时内外侧机翼的迎角肯定是不同的，而且会有不小差别，如何保证两个迎角都在临界迎角以内呢？特别是外侧固定翼，感觉上很容易超过临界迎角，而如果外侧固定翼迎角超过临界迎角，那它对提高升阻比的作用就是负的了。。另外，当飞机垂直爬升的时候，外侧固定翼方向垂直，此时在翼面上产生的气动力方向是向后的，反而变成水平飞行的阻力了，还要采取措施抵消这部分影响。。
% `7 @! y* \, }实际上，无论是螺旋桨飞机的螺旋桨还是直升机的旋翼都存在旋转时实际桨矩小于理想桨矩的情况，之所以会这样，还是因为气流在桨叶的表面会出现分离，从而导致实际的气动效率无法达到理想值得情况。晨大所说的直升机的涡流环的问题会加重这一现象，其产生的原理其实跟固定翼飞机的诱导阻力差不多。从减小这个涡流环的角度说，采用更大直径的旋翼、以及一定形状的旋翼可以减小涡流环的影响。从保证整个旋翼的气动效率的角度讲，就是要保证在旋翼的大部分展长上和大部分弦长上每一点的速度三角形在所有飞行速度（包括水平和垂直）上都要合适。速度三角形的定义可以到我的日志里去找。要保证合适的速度三角形，除了调整转速外，还可以调整旋翼的角度，相当于螺旋桨的变矩，这个在传统的螺旋桨飞机和直升机上都有大量应用，所以卡莱姆那个变速旋翼也没啥特别的。
* a  z" j1 _0 Q: D( |AVX的方案我一直看不到图片，前面的小翼应该是在平飞时提供一部分升力的，可能AVX在平飞时因为要驱动推进螺旋桨导致驱动旋翼的动力不足，提供不了全部的升力，因此需要小翼来补充。SB-1看来没有这个问题，如果动力和传动系统两者差不多的话，SB-1在这方面要优于AVX。
& k' Y# r0 Z- j对于航空燃气涡轮发动机来说，进气系统实际上是一个非常重要的系统，当然对于亚音速飞行要求确实是要低一些，但保证有足够的状态稳定的气流进入发动机还是很重要的，所以从这个角度说，V-280如果能够解决传动方面的问题，保证发动机流道与飞机轴线一致对于保证发动机性能并进而提供更好的飞行性能还是很有好处的。
& ^* X4 g; a3 _2 z! o其实从直升机出现伊始，把直升机的优点与固定翼飞机的优点结合起来就一直是许多航空人的梦想，美苏都曾经花了大力气搞这方面的研究。但时至今日，几十年过去了，仍然只有V22这么一种问题多多的型号投入使用，可见直升机和固定翼飞机对飞机结构的要求存在很多冲突，想要协调到一架飞机上绝非易事。。8 L5 ]9 ?! @" {: B( ?& o
以当今飞机设计的发展水平来说，个人或是缺乏经验的小企业在这种量级的飞机上要想与大公司竞争几乎是不可能的。我也觉得SB-1 和V-280 更靠谱一些，AVX和卡莱姆的东西还是噱头居多，估计他们自己的目的也就是在今后的分承包项目里分一杯羹，或是运气好如果那个技术亮点被政府看中了，骗点科研经费。。
作者: 大鹏翔宇    时间: 2014-11-14 21:32
以CH-47的体量却只有UH60的搭载能力，虽然航程加大，却足见四台发动机分量和油耗的限制。
4 w, _) ]% ?: o2 x4 z6 Z2 ^0 P
2 P" t4 h/ W% z! o以老美现在的军费，这玩意只能用来给特种部队长途奔袭用，装备数量不会很大。
作者: xlan1976    时间: 2014-11-14 22:08
大鹏翔宇 发表于 2014-11-14 21:325 P& ^, G+ F3 y& r3 L8 p3 e
以CH-47的体量却只有UH60的搭载能力，虽然航程加大，却足见四台发动机分量和油耗的限制。
# y! ]" v' H0 s" [! @. x9 c& ]5 c% p( M
以老美现在的军 ...
# T" }; @! W" p% `/ s! r
两台发动机啊，怎么会是四台。。* ^9 k5 d1 r9 v+ x6 y1 W
另外，从最大起飞重量看30000磅在CH47和UH60之间，接近UH60，最大吊挂重量12000磅比UH60略大。
作者: 晨枫    时间: 2014-11-14 22:15
colin1992 发表于 2014-11-14 01:046 k% ?7 j% j% }, v
更喜欢AVX的涵道设计。
% {( T: f, c6 z+ a% ~/ T对于那个固定短翼，是否可以改成滑翔炸弹那样可以折叠的样式？ ...
) X7 j; s4 P+ u% k
那样成本、可靠性、重量都成问题，而好处不够显著。
作者: 晨枫    时间: 2014-11-14 22:15
花间喝道 发表于 2014-11-14 04:08
. D& N; x; k" b$ M0 G' S中国也要赶上啊 山寨下那个传统技术组合方案
' l& J8 J' B; G$ s
中国的共轴反转双桨技术并不成熟，要山寨不容易。
作者: 大鹏翔宇    时间: 2014-11-14 22:27
xlan1976 发表于 2014-11-14 22:08
% B  F3 |2 ?9 E, P( L/ D( t两台发动机啊，怎么会是四台。。) E, w3 o5 V0 `7 I( K: z4 \
另外，从最大起飞重量看30000磅在CH47和UH60之间，接近UH60，最大吊挂重 ...

" T4 i% N( @4 M' `, y: H没仔细看
作者: 花间喝道    时间: 2014-11-14 22:30
晨枫 发表于 2014-11-14 22:15& m7 G9 f- d1 j+ T  E: o
中国的共轴反转双桨技术并不成熟，要山寨不容易。
4 Q- t$ ]( z2 |# m
跟毛子的卡西莫夫合作一把
作者: xlan1976    时间: 2014-11-14 22:32
晨枫 发表于 2014-11-14 22:15
* w% u% b* O3 i7 K* v1 Z中国的共轴反转双桨技术并不成熟，要山寨不容易。
" q4 G( D* q- `$ Y0 E* L
中国的共轴反转双旋翼技术16年前就有样机试飞了，当然现在搞成什么样了还是干脆放弃了，我就不清楚了。。
作者: 晨枫    时间: 2014-11-14 22:39
xlan1976 发表于 2014-11-14 04:25
6 q7 O$ H5 i, c$ Z6 j+ L说说我的看法，那个卡莱姆的方案最不靠谱。首先从实用的V22和有实践经验的贝尔的V-280的方案就能看出，这种 ...

' X& e: w; ?& S) D9 X卡莱姆方案确实更加超前，但不至于不靠谱，否则根本进不了受到军方资助的4个预选方案。尾翼问题好解决。外翼段看不清是不是有操纵面，但用电传加液压助力（或者全电动）的话，并没有太大的穿越发动机短舱的问题。外翼段迎角问题只有在固定翼状态才有，这时外翼段是固定的，迎角与内翼段相同，没问题。发动机短舱树立时，已经进入过渡状态和直升机状态了，飞控不再由襟翼实现，而是由旋翼实现，MV-22也是这样的。升力问题同样处理。
/ V5 S8 V3 ]- Y! V1 q  e  E3 w5 g8 I0 Q: U. C3 V
常规螺旋桨可以变距，但不可以改变减速箱的变速比。也就是说，在发动机同等出力（转速）的情况下，旋翼需要不同的转速。直升机状态和固定翼状态不要不同的变速比，前者要大减速比，后者要小减速比。卡莱姆方案还是有特色的。他也不是没有背景的单干户，可以把他和Dick Rutan相比。他的故事要另外展开了。
作者: 晨枫    时间: 2014-11-14 22:48
xlan1976 发表于 2014-11-14 08:32$ w( v+ n  i% R  [
中国的共轴反转双旋翼技术16年前就有样机试飞了，当然现在搞成什么样了还是干脆放弃了，我就不清楚了。。 ...
$ J( c5 E# h! ]/ A1 s
技术验证样机和成熟之间有很大的距离。AVX的好处就是用成熟技术重新组合，如果关键技术并不成熟，那对中国就没有优越性了。
作者: xlan1976    时间: 2014-11-14 23:51
晨枫 发表于 2014-11-14 22:39& o* [8 ^9 T) D1 Z: [- i  k/ @
卡莱姆方案确实更加超前，但不至于不靠谱，否则根本进不了受到军方资助的4个预选方案。尾翼问题好解决。 ...
) D+ c2 E, h: ^. G9 y7 z- f% `' W) g
如果只是概念图的话，那好办，下一张图尾翼画大一点就是了。但如果已经有了详细的设计方案，就没那么简单了，增大尾翼，意味着很多参数都要改变，而且还要增加重量。。7 S7 v. d3 O  a" |3 H8 V5 x$ R% W
对于在外侧固定翼上的操纵面，如果是全电动的话当然简单了，但目前为止还没有这样大的飞机使用全电驱动主操纵面和襟翼的实例。
2 n% @* B2 w$ `2 X) R$ W对于这个外侧固定翼并不仅是飞控的问题，而是说这东西在发动机短舱倾转时就没用了，而且还会起负作用。。如果某样东西只在某一阶段起作用，而其它时候甚至有负作用，而且还要增加不少重量，那么对于飞机设计来说一定不是好事。
9 D( q% z) ?; v现在的螺旋桨飞机也一样是可以做到在同一发动机转速下实现不同的螺旋桨转速啊。。我实在看不出卡姆莱的这个东西有什么特别的。。而且螺旋桨的变速是要与变矩配合的。  w6 Q, D: A( W% x- V: a
之所以“直升机状态和固定翼状态需要不同的变速比”是因为二者来流的速度不同，因此要保证合适的速度三角形以避免气流分离，前者螺旋桨的转速要比后者小。但螺旋桨要维持在某一转速下，不仅要发动机输出对应相应的减速比，还需要轴对螺旋桨的驱动力与桨叶表面产生的气动力达到平衡，否则就会出现带不动或桨叶打滑的现象。这就需要在变速的同时通过变矩来调整桨叶表面的气动力使其与轴输出扭矩匹配。
' T" ~0 q! s4 @0 E* E$ a俺对卡姆莱本人木啥意见只是对这个方案表达点个人看法
作者: xlan1976    时间: 2014-11-14 23:54
晨枫 发表于 2014-11-14 22:48+ h9 h; d% t8 x* i9 t/ ?5 e0 {5 J
技术验证样机和成熟之间有很大的距离。AVX的好处就是用成熟技术重新组合，如果关键技术并不成熟，那对中 ...

) {; E* C+ Y; |1 o2 D( U: z8 q" {, \# B- q' Q- [3 k
16年了，如果一直在做，也应该差不多成熟了吧，不过具体情况我确实已经不太了解了。。
! S0 K- Z, j2 d0 n5 V2 ~AVX的方案包括整个FVL计划的先进性应该是体现在直升机与固定翼飞机相结合上吧，单只共轴反转双旋翼，应该对中国没啥好优越的吧。。
作者: 晨枫    时间: 2014-11-15 03:04
xlan1976 发表于 2014-11-14 09:51# }8 L+ ~3 h; u) z- E' _
如果只是概念图的话，那好办，下一张图尾翼画大一点就是了。但如果已经有了详细的设计方案，就没那么简单 ...
: V& I; C# H1 a; c2 ~7 R' X
你是说螺旋桨飞机还可以“换档”？从来不知道还有这回事情。就我所知，螺旋桨飞机的减速比是固定的，螺旋桨转速的改变是直接对应于发动机转速（乘以固定的减速比）。螺旋桨变距是和转速相连的，这是另一回事情。卡莱姆方案可以改变发动机转速（和常规一样），可以变距（还是和常规一样），还可以“换档”（这是常规螺旋桨飞机和直升机没有的）。三者要互相配合才达到最优。# Z) N* O8 ^" `2 {  @) t* O
2 L- O- Z0 ?9 I) p% S  e
外翼段在直升机模式没有作用，内翼段也同样没有作用，谈不上负贡献。起作用的是固定翼模式的平飞段，可以大大增加升阻比。如果不考虑固定翼模式平飞阶段，那MV-22也一无是处了。
作者: xlan1976    时间: 2014-11-15 07:53
晨枫 发表于 2014-11-15 03:04+ N$ U: P# C9 L) e
你是说螺旋桨飞机还可以“换档”？从来不知道还有这回事情。就我所知，螺旋桨飞机的减速比是固定的，螺旋 ...
. v% B; S( K9 u, p2 x6 f
螺旋桨飞机不用换档，因为航空用减速器是无级变速的。。航空减速器最常用的形式是类似汽车的行星齿轮无级变速器，我们叫多级传动轮系减速器，广泛使用于涡轴和涡桨发动机上。
1 G6 O: o- C* g+ d8 S4 N' q4 h现在使用的变矩螺旋桨又叫恒速螺旋桨，也就是说在整个空速范围和发动机转速工作范围，螺旋桨保持一个比较恒定的转速，这是通过减速器和变矩机构合作实现的。如果航空减速器只能每个发动机转速对应一个减速比的话，这种恒速螺旋桨是不可能实现的。。
7 h! s$ g+ B  V1 d4 F) |0 S所以我觉得卡姆莱那个变速装置没啥特别的，不知道V22的减速器是怎么设计的，应该也是兼顾旋翼和推进螺旋桨的不同要求的吧，不然这飞机根本就难以飞行。。我觉得卡姆莱的变速装置应该也就是变速范围更大一些，从而可以更好的兼顾两方面要求而已。。当然，也许人家有啥高大上的技术亮点从而在不增大减速器的尺寸和重量的基础上实现这一点。贝尔的V280的减速器设计要求其输出轴或输入轴可以实现不同方向的扭矩传递，这个直观上看比卡姆莱那个难度更大。$ \% g# b2 N% I  D
MV-22那个不一样啊，内侧固定翼在垂直运动时还起着支撑发动机短舱的作用，怎么能说没用呢？我说的外侧固定翼的负作用是指得它在发动机短舱倾转时一起倾转，这样在垂直爬升时会产生向后的阻力。
% N  s' H6 J. Z9 w2 h' X) _( O话说AVX的图看不到啊我都不知道AVX长啥样。。晨大能不能再贴一个
作者: 晨枫    时间: 2014-11-15 08:18
xlan1976 发表于 2014-11-14 17:53/ x( a- R" o( Y0 }/ i' j
螺旋桨飞机不用换档，因为航空用减速器是无级变速的。。航空减速器最常用的形式是类似汽车的行星齿轮无级 ...
8 R4 s) Y) \% M5 ?
行星齿轮可不是无级变速啊。卡莱姆的可变减速比旋翼有专利，他设计的A-160无人直升机是第一种使用可变减速比的直升机。
作者: xlan1976    时间: 2014-11-15 10:09
晨枫 发表于 2014-11-15 08:18) V* p  V$ _% }% C
行星齿轮可不是无级变速啊。卡莱姆的可变减速比旋翼有专利，他设计的A-160无人直升机是第一种使用可变减 ...

# |% W! W5 P" a/ ]5 s; E所以说只是类似嘛，其实它跟是恒速发电机与驱动动力源之间的变速装置是一样的，不过这个说起来不那么直观。
4 Y5 j7 i; N  {/ m6 u仔细想了一下，卡姆莱这个东西要说起来可能还是有点亮点的。一般情况下，航空减速器是在全输入转速范围内保持一个恒定的输出转速。卡姆莱的设计是可以在全输入转速范围内保持一个恒定的输出转速范围。其实这个要实现不是很难，类似的地面装置有很多，不过卡姆莱的设计可能在重量和尺寸上有优势。



欢迎光临 爱吱声 (http://aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2