第四代直升機

第四代直升機

第四代直升機是直升機發展的最新階段,以採用先進的第三代渦輪軸發動機電傳操縱系統飛行員的操縱指令通過電信號傳遞為主要特徵,產生於20世紀90年代,美國的RAH-66和S-92,國際合作的“虎”、NH90和EH101等為代表。

基本介紹

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特點

第四代直升機具有以下特點:採用第3代渦軸發動機,這種發動機雖然仍採用自由渦軸結構,但採用了先進的發動機全權數字控制系統及自動監控系統,並與機載計算機管理系統集成在一起,有了顯著的技術進步和綜合特性。第3代渦軸發動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時,低於活塞式發動機的耗油率。其代表性的發動機有T800、RTM322和RTM390。
槳葉採用碳纖維、凱芙拉等高級複合材料製成,槳葉壽命達到無限。新型槳尖形狀繁多,較突出的有拋物線後掠形和先前掠再後掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應,改善槳葉的氣動載荷分布,降低旋翼的振動和噪聲,提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛套用,槳轂殼體及槳葉的連線件採用複合材料,使結構更為緊湊,重量大為降低,阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5,旋翼效率為0.8。這個階段套用了無尾槳反扭矩系統,其優點是具有良好的操縱回響特性、振動小、噪聲低,不需要尾傳動軸和尾減速,使零部件數量大大減小,因而提高了可維護性。
複合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛套用。直升機開始採用複合材料主結構,複合材料的套用比例大幅度上升,通常占機體結構重量的30~50%。這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智慧型技術在直升機上獲得套用,直升機電子設備朝著高度集成化方向發展。這一時期的直升機,採用了先進的增穩增控裝置,用電傳、光傳操縱取代了常規的操縱系統,採用先進的捷聯慣導、衛星導航設備及組合導航技術,先進的通訊、識別及信息傳輸設備,先進的目標識別、瞄準、武器發射等火控設備及先進的電子對抗設備,採用了匯流排信息傳輸與數據融合技術,並正向感測器融合方向發展。機上的電子、火控及飛行控制系統等通過多餘度數字數據匯流排交連,實現了信息共享。採用了多功能集成顯示技術,用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表,通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息,利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統監視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。採用這類先進的集成電子設備,大大簡化了直升機座艙布局和儀錶板布置,系統部件得到簡化,重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔,改善了直升機的飛機品質和使用性能。直升機的全機升阻比達到6.6,振動水平降到0.05g,噪聲水平小於90分貝,最大速度可達到350千米/小時。

直升機分類

在已往的大約半個世紀中,直升機在技術上經歷了幾項重大的突破性進展,從技術特徵 來看,大體上可以分為四代:

第一代直升機

從第一架可以正式飛行的直升機在20世紀30年代末問世至60年代初期,是第一代直升機發展階段。主要技術特徵是:安裝活塞式發動機;金屬/木質混合式旋翼槳葉;機體為 由鋼管焊接成的傷架式或鋁合金半硬殼式結構;裝有簡易的儀表和電子設備。最大平飛速度 約200km/h,全機振動水平(約0.20g)、噪聲水平(約110dB)均較高。典型的機型如米 —4、 Bell47等直升機。

第二代直升機

從60年代初期到70年代中期,發展了第二代直升機。主要技術特徵是:安裝了第一代渦輪軸式發動機;全金屬槳葉與金屬鉸接式槳轂構成的旋翼;機體主要仍為鋁合金半硬殼 結構;開始採用最初的集成微電子設備。最大平飛速度約達250km/h。振動水平(約 0.15g)、噪聲水平(約100dB)有所降低。典型的機型有米—8、“超黃蜂”等直升機。

第三代直升機

從70年代中期至80年代末,屬於第三代直升機發展時期。主要技術特徵是:安裝第二代渦軸發動機;全複合材料槳葉及帶有彈性元件的槳轂構成的旋翼;機體結構部分使用複合 料;採用大規模積體電路的電子設備和較先進的飛行控制系統。最大飛行速度約 300km/h。振動水平(約0.10g)、噪聲水平(約90dB)又進一步得到控制。典型的機型有“海豚”、“山貓”、“黑鷹”、“阿帕奇”等直升機。

第四代直升機

從90年代以來,直升機技術發展進入第四代,也是當今最先進的一代。主要技術特徵包括:安裝第三代渦軸發動機;裝有進一步最佳化設計的翼型、槳尖和先進的複合材料旋翼葉,無軸承或彈性鉸式等新型槳轂;機體結構大部分或全部使用複合材料;操縱系統改為電縱;機載電子設備採用數據匯流排、綜合現示和任務管理;先進的飛行控制、通信導航系統。最大平飛速度已約達315km/h。振動水平(約0.05g)、噪聲水平(約80dB)已得到 良好控制。典型的機型有“科曼奇”;NH—90等直升機。
當今在世界各地已有數萬架直升機在使用,套用於眾多領域,表明直升機的發展不久將 從實用期進入技術上的成熟期,隨後將是套用上的普及期。預計經過幾十年的發展,直升將會像今日的汽車那樣,以技術上的成熟來提供安全、高效、方便的服務,達到套用上的普及。

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