噴氣直升機

隨著噴氣式發動機的發展，現在有愈來愈多的直升機也都採用了噴氣式的動力裝置。

噴氣式直升機可以製成機械轉動旋翼(承力螺旋槳)和噴氣轉動旋翼兩種。前者由燃氣渦輪發動機產生的功率藉助於傳動裝置傳給旋翼；後者由葉尖噴口噴出氣流產生的反作用力來帶動旋翼。

基本介紹

• 中文名：噴氣直升機
• 外文名：Jet helicopter
• 飛行方式：採用火箭推進方式
• 性能：穩定，速度快
• 種類：運輸機  戰鬥機
• 發動機：噴氣式發動機

相關知識

噴氣式的動力裝置有很多優點：第一是“馬力重量比”大，可以大大提高直升機的有用載荷，大家都知道，直到現在直升機的有用載荷與全機總重的比例還是較飛機小。所以在使用經濟效能方面就不如飛機。第二是體積小便於安置。我們知道，直升機的全部機件大都要想法安置在機身里。它沒有普通飛機的機翼可以利用。所以機身內部顯得非常擁擠。第三是振動小，這對直升機來說是一個非常重要的問題。直升機本身由於構造複雜，已經引起了很頭痛的振動問題，若再使用振動很利害的、往復運動的活塞式發動機來個火上加油就更加麻煩了。所以直升機若採用噴氣式的動力裝置，無論在載荷，航程，性能上都會有顯著的提高。

分類

噴氣式直升機可以製成機械轉動旋翼(承力螺旋槳)和噴氣轉動旋翼兩種。前者由燃氣渦輪發動機產生的功率藉助於傳動裝置傳給旋翼；後者由葉尖噴口噴出氣流產生的反作用力來帶動旋翼。米里設計的世界上最大的“米－6”直升機的燃氣渦輪發動機就裝有機械傳動裝置。
帶有燃氣渦輪發動機的動力裝置，在使用上有一系列的優點。按其外廓尺寸和重量來說，燃氣渦輪的動力裝置比同等功率活塞式發動機的動力裝置小很多。在某種情況下，在傳動裝置中也可以不用離合器及自由轉動離合器。除此之外，燃氣渦翰發動機在使用上、特別是在冬季使用很簡單。燃氣渦輪幾乎不需要滑油準備、長時間加溫和長時間準備。按在起動按鈕一分鐘後就能開車。更重要的是燃氣渦輪發動機可以使用各種燃料——航空汽油、汽車汽油以及頁岩油，無論在何處，直升機都可以加入該地所取得到的燃料。坐這種直升機飛行比較舒適，因為燃氣渦輪發動機產生的振動比活塞發動機小。

但是，使用機械傳動裝置(機械傅動裝置同活塞式直升機上一樣，由減速器和傳動軸組成)的燃氣渦翰發動機仍有著一系列的缺點。
由於機械傳動裝置將要在從發動機到旋翼和舵螺旋槳的一段長距離之間傳遞幾百或幾千馬力。所以，機械傳動裝置仍然很重、外廓尺寸很大，同時在使用上也很複雜。
旋翼在旋轉過程中產生反作用扭矩，這種扭矩使機身向相反方向轉動。為了抵償這種影響，設計師們被迫不得不設計複雜的抗扭裝置：在單旋翼值升機上採用抗扭尾槳；在其它直升機上可用反向旋轉的雙旋翼，這兩個旋翼可在同一個軸上，也可能是在機身橫向的兩邊或縱向的前後。

槳尖噴氣直升機

二十世紀50年代中期，前蘇聯著名的米里設計局開始探索槳尖噴氣直升機，這種直升機是把渦輪噴氣發動機安裝在旋翼槳葉槳尖處，由它來驅動旋翼旋轉。該設計局經歷了多次失敗，取得了寶貴的經驗和教訓。在米里設計局開始探索槳尖噴氣直升機以後不久，加拿大的設計師也開始探索這類直升機，不過，他們卻選擇了與米里設計局不同的途徑。

設計原因

單旋翼帶尾槳直升機是套用最普遍的直升機。這種直升機發動機發出的勸率要經過笨重而複雜的機械傳動裝置，傳遞到安裝在機身內的旋翼軸上，由旋翼軸驅動旋翼旋轉。由於空氣會對旋轉著的旋翼一個反作用力矩，這樣，機身就要承受旋翼的這個反作用扭矩。為了平衡這個扭矩，所以這種直升機就安裝了一個尾槳，同時，還要為驅動這個尾槳安裝傳動軸和尾減速器，其結果致使尾槳轉動所消耗的功率，占去了發動機所提供總功率的15%左右。也就是說，這部分功率不用於產生升力，只用於平衡旋翼的反作用扭矩和控制方向。
當時的直升機專家認為，把渦輪噴氣發動機安裝到槳尖上，直接利用噴氣的反作用力來推動旋翼旋轉，由於旋翼的旋轉不是由安裝在機身內的旋翼軸驅動的，所以，機身上就不會承受旋翼的反作用扭矩，這樣，就不需要安裝尾槳，也不需要安裝笨重而複雜的尾傳動機構。這不但會節約一部分功率，而且還會減輕機體結構重量。當時，連米里設計局的總設計師米里也都是這樣認為的。

蘇聯的失敗

1956年12月，政府下達了研製小型槳尖噴氣直升機B一7的決定。，當時，在米里研製過的直升機中，這是最小、最輕的。設計工作進展很快，1957年12月就完成了設計任務，並交329廠試製。

開始的時候，設計師們認為，槳尖噴氣直升機的旋翼不產生反作用扭矩，所以不用安裝尾槳。他們原打算藉助誘導氣流中的尾翼進行航向操縱。但是，B一7模型的風洞試驗表明，無論是在懸停還是在低速飛行狀態，旋翼仍有反扭矩產生，所以平衡這種反扭矩和進行航向操縱，仍離不開尾槳。對於這樣的風洞試驗結果，設計師們非常吃驚，這跟預想的結果完全不一樣。但是，一切都要受實踐檢驗，風洞試驗的權威性不容懷疑!於是，他們尊重試驗結果，在B一7原型機機身後部的構架上，裝上了尾槳及其傳動機構。
經過幾年的努力，1962年2月19日，B-7直升機進行了系留條件下的試驗，發動機總算達到了工作轉速，旋翼飛速旋轉，直升機緩緩離地升空。但是，由於發動機陀螺力矩的影響沒有得到解決，旋翼槳葉上的過載很大，不能承受被扭轉成了負迎角狀態，蒙皮也變形成了波紋狀。由於發動機沒有整流罩，試驗中旋翼的旋轉阻力也很大。此外，還存在旋翼總距操縱系統中液壓助力器能力不足、直升機的振動過大等問題。

針對這些問題，發動機再次被退回去進行改進，並加裝了整流罩;有關部門對旋翼槳葉進行了精心改進，增加了強度;換裝了性能更好的總距操縱系統液壓助力器。
1965年4月，$-}直升機重新恢復了系留條件下的試驗，但這次試驗也令人失望。在旋翼第一次加速旋轉時，就因其中一台發動機出現嚴重故障而無法運轉，試驗人員只好將其拆下來退回去修理。修好以後，同年9月20日，B一7再次在地面系留條件下進行了試驗，在較低的旋翼轉速下，因發動機形成的扭矩小，所以槳葉不易變形。在此基礎上，試驗人員試圖檢查旋翼各種不同轉速下的實際功率，但是，在同年11月11日的試驗中，當兩台AI I - 7發動機的轉速快達到起飛所需轉速時，因壓氣機發生共振，致使發動機整流罩被掀掉，發動機後部也被甩掉。還好，直升機落地後，機體沒有受到損傷。
一系列失敗教育了設計師，使他們認識到，把渦輪噴氣發動機安裝到槳尖上這條路走不通。

西方國家的初步成功

面對米里設計局研製槳尖噴氣直升機的失敗，加拿大、美國的設計師產生了這樣的想法:可以把渦軸發動機安裝在機體上，讓它產生壓縮空氣，然後把壓縮空氣引到旋翼槳葉槳尖，並從其噴嘴噴出，從而利用壓縮空氣噴出的反作用力推動旋翼轉動。例如，在本世紀70至80年代，加拿大的設計師在對槳尖噴氣直升機進行的探索中，就研製了一種4.座輕型槳尖噴氣直升機，該機於1984年開始進行地面試驗，並於同年12月飛行成功。這架原型機裝有4片槳葉的旋翼，其直徑為10米。機體上安裝了一台法國透博梅卡公司的阿斯泰阻渦軸發動機。發動機產生的壓縮空氣從不旋轉的旋翼軸中通過，經球形軸承流到每片槳葉的空心大梁，最後從槳尖的噴嘴噴出。機身後部雙尾梁之間裝有水平安定面，其迎角可變化，水平安定面兩端裝有垂尾，中間的不鏽鋼方向舵能噴出空氣流，可用於平衡旋翼的反扭矩，並用於航向操縱。該直升機的起飛重量為1030公斤，最大巡航速度每小時155公里。

性能

飛行方式：採用火箭推進方式

性能：穩定，速度快

種類：運輸機 戰鬥機

該直升機的出現可能會替代傳統的螺旋式直升機。該直升機能在高原高山，雨雪天氣，風沙天氣飛行。可用於軍事或物資運輸或運輸救災物資。在遊戲《戰地2142》充當這重要角色。這種直升機肯定會在21世紀某個時段出現。讓我們拭目以待吧。