20世紀中期的直升機(1 / 1)

20世紀中期的直升機

20世紀50年代中期至60年代末是實用型直升機發展的第二階段。這個階段的典型機種有:美國的S-61、貝爾209/AH-1、貝爾204/UH-1,蘇聯的米-6、米-8、米-24,法國的SA321“超黃蜂”等。這個時期開始出現專用武裝直升機,如AH-1和米-24。這些直升機稱為稱為第二代直升機。

這個階段的直升機具有以下特點:動力源開始采用第一代渦輪軸發動機。渦輪軸發動機產生的功率比活塞式發動機大得多,使直升機性能得到很大提高。

第一代渦輪軸發動機的比功率約為362千瓦/千克,比容積為2949千瓦/米3左右。直升機旋翼槳葉由木質和鋼木混合結構發展成全金屬槳葉,壽命達到1200飛行小時。槳葉翼型為非對稱的,槳尖簡單尖削與後掠,氣動效率有所提高,旋翼升阻比達到73,旋翼效率提高到06。機體結構為全金屬薄壁結構,空重與總重之比降低到05附近。已采用減振的吸能起落架和座椅。機體外形開始考慮流線化,以減小氣動阻力。

直升機座艙開始采用縱列式布置,使機身變窄。性能明顯改善,最大飛行速度達到200~250千米/小時,振動水平降低到015g左右,噪聲水平為100分貝,乘坐舒適性有所改善。

20世紀70年代至80年代是直升機發展的第三階段,典型機種有:美國的S-70/UH-60“黑鷹”、S-76、AH-64“阿帕奇”,蘇聯的卡-50、米-28,法國的SA365“海豚”,意大利的A129“貓鼬”等。

在這一階段,出現了專門的民用直升機。為了深入研究直升機的氣動力學和其它問題,這時也設計製造了專用的直升機研究機(如S-72和貝爾533)。各國競相研製專用武裝直升機,促進了直升機技術的發展。

這個階段的直升機具有以下特點:渦輪軸發動機發展到第二代,改用了自由渦軸結構,因此具有較好的轉速控製特征,改善了起動性能,但加速性能沒有定軸結構的好。

發動機的重量和體積有所減小,壽命和可靠性均有提高。典型的發動機耗油率為036千克/千瓦小時,與活塞式發動機差不多。旋翼槳葉采用複合材料,其壽命比金屬槳葉有大幅度提高,達到3600小時左右。

翼型不再借用固定翼飛機的翼型,而是為直升機專門研製的翼型,即二維曲線變化翼型。槳尖呈拋物線後掠。槳轂廣泛使用彈性軸承,有的成無鉸式。尾槳已開始采用效率高又安全的涵道尾槳。旋翼升阻比達85左右,旋翼效率提高到07左右。

機體次結構也采用複合材料製造,複合材料占機體總重的比例通常為10%左右,直升機的空重/總重比一般為05。對於軍用直升機,特別是武裝直升機來說,提出了抗彈擊和耐墜毀要求。美軍方提出了軍用直升機耐毀標準MIL-STD-1290,已成為軍用直升機的設計標準。

為滿足這些標準,軍用直升機采用了乘員裝甲保護,專門設計了耐墜毀起落架、座椅和燃油係統。電子係統已發展到半集成型。直升機采用大規模集成電路通訊設備、集成的自主導航設備、集成儀表、電子式與機械式混合操縱機構等。

機上的電子設備之間靠一條雙向數字數據總線交連,通過這條總線可進行信息發射和接收。直升機采用混合布置的局部集成駕駛艙。第一代夜視係統的使用使直升機具備了夜間飛行能力。

這種較為先進的半集成電子設備使直升機通訊距離顯著增大,導航距離與精度明顯提高,儀表數量有所減少,飛行員工作負荷得到減輕,也使直升機具備了機動/貼地飛行以及在不利氣象/夜間條件下的飛行能力,從而提高了直升機的整體性能。動力學性能明顯提高。直升機的升阻比達到54,全機振動水平約為01g,噪聲水平低於95分貝,最大飛行速度達到300千米/小時。