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直升机为什么要换“尾巴”
暴露“尾巴”苦难言
单旋翼直升机的“尾巴”裸露于机体之外，高高翘起。通常人们把它称为常规尾桨或暴露尾桨。经过多年的发展，这种形式的直升机是目前世界上最成功的生产型直升机。在世界各种直升机中占总数的９５％以上。
单旋翼带尾桨直升机的旋翼反扭矩和航向操纵是由尾桨来完成的。常规尾桨虽然经过几十年发展有了很大改进，如无轴承尾桨和交叉布置的无轴承尾桨，但是，由于高度旋转的尾桨裸露于尾梁之外，使驾驶员难以首尾相顾，容易撞击地面障碍物和受外来物损坏。特别是武装直升机在超低空或贴地飞行时，更容易碰撞或挂着高压线、树枝等。且高速旋转的尾桨不易察觉，容易对地面工作人员的安全造成威胁。尾桨又是直升机振动和噪音的重要根源。单旋翼直升机由于尾桨引起的事故占整个直升机事故总数的１５％以上。
近年来，为解决直升机“尾巴”的难题，先后出现有桨尖喷气尾桨、环形尾桨、涵道尾桨和无尾桨（ＮＯＴＡＲ）等。但后来只有涵道尾桨和无尾桨（ＮＯＴＡＲ）两种形式得到发展。
“尾巴”夹起仍遗憾
涵道尾桨是在尾桨的外面加了一层防护罩。我们形象地称它为夹起“尾巴”。涵道尾桨最先在法国的“小羚羊”上试飞成功。这种尾桨类似于一般的风机或压气机的风扇，整个风扇置于机身尾面的涵道之中，制成面积比较大的垂尾形状。
涵道尾桨不仅消除了暴露尾桨存在的缺点，而且大垂直尾面在前飞时产生气动力对尾桨起卸载作用，涵道口产生的附加空气动力也能对尾桨起卸载作用。因此，涵道尾桨在前飞时消耗的功率要比普通尾桨小得多。法国航宇公司还对叶片翼型、片数、桨尖与涵道的间隙、导向叶片设计进行了改进，并使叶片非均匀分布，对涵道入口和出口扩散段进行优化设计，使涵道尾桨的气动效率进一步提高。美国波音／西科斯基公司在此基础上，对涵道尾桨技术作了进一步发展，气动效率、机动性、操纵品质、生存力大大提高，而振动和噪音进一步降低，飞行更加平稳。
涵道尾桨仍存在许多难以克服的弱点。一是涵道尾桨仍“尾巴”过大，直升机活动受限。二是涵道尾桨在垂直飞行和悬停时消耗的功率要比常规尾桨大。
折断“尾巴”一身轻
无尾桨简称ＮＯＴＡＲ，是英文ＮＯＴＡＩＬＲＯＴＯＲ的缩写。１９９０年９月由ＭＤ－５００改型的ＭＤ－５２０Ｎ无尾桨直升机试飞成功。
无尾桨系统主要是由安装于尾梁前部的可变距风扇、带长缝的尾梁和尾部喷气锥３部分组成。风扇向尾梁内部提供低压气流。气流从尾梁的长缝中喷出，与旋翼尾流汇合形成环量，产生平衡反扭矩的侧力。尾梁内未喷出的空气流向尾部，从可控制的喷气锥直接喷出，以提供航向操纵推力。
无尾桨就是通过环量控制尾梁把旋翼尾流的动能转换成平衡反扭矩的侧力，从而取代常规尾桨。它同常规尾桨相比，一是噪音水平降低了２５％∽４０％；二是消除了带尾桨直升机撞击障碍物和受外来物损坏的可能性，也消除了对地面工作人员的威胁；三是由于无尾桨，不需要尾减速器，尾传动机构大大简化，使维护成本降低；四是无常规尾桨造成的气流干扰，改善了直升机的驾驶品质，机动性能提高；五是减轻了驾驶员的负担，悬停时增加总距时也增大了旋翼下洗流，因而也增大了环量控制尾桨产生的侧向力，能够自动补偿旋翼反扭矩的变化，几乎不需要用蹬舵来保持悬停时的方向。
可以预料，直升机折断“尾巴”的时代已为时不远。 |
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发表于 2007-8-30 14:25
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