031216直升机-高正-第2章

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来不久我们国家也会出整机的。这些是我们现在正在生产的我们国家的直升机。这几种是我们国家研制过，飞行过的几种直升机。这个叫延安二号直升机，是1975年完成了试飞。这架是直六直升机，这是大的，起飞重量是8。1吨，在1976年完成了试飞。这个是701直升机，也是一吨二，双座的。这个就是蜜蜂16是单座的，下面这两架都飞过。　

　　现在我们国家正在研制先进的直升机。那么大家知道了直升机的飞行原理，它的应用和我们国家的情况，但是现在我们感觉科技发展无止境，直升机还有许多令人不满意的地方。从用户要求来看，这几个方面需要大力发展和改善。第一就是要改善它的可靠性和耐久性。这是相对于飞机而言的，因为刚才我讲到它的结构和飞行的特点，容易产生故障，因为振动大，一直处在交变载荷下，使它的耐久性和可靠性还不能令人满意，寿命一般就是几千小时，故障率比飞机要高。第二方面驾驶和维护都比较复杂。因为它结构复杂。另外大家可以想像，一个旋翼旋转把一个飞机挂在空中，它是稳定的吗？它本质上是不稳定飞行器，要想让它稳定的悬住，驾驶起来就比较难。就像杂技演员耍盘子，他用一个杆能把一个盘子耍住，但是那要训练的，驾驶直升机悬停是比较难的一个动作。第三方面就是性能。现在的直升机虽然速度记录已经超过了400公里的时速，比起飞机来讲还是低一些，当然比汽车要高一两倍了，因为速度低那么航程也就要小，飞得慢也就飞得近一些。另外因为直升机有各种各样的用途，所以对它的专用性能要求就很苛刻。譬如有的直升机要它做空中起重机用，它把很大的电缆塔，它要吊起来运到深山里面，放到山顶上，底下和地角螺钉对起来，把螺丝拧上。所以要求悬停和操纵非常精确。有的像军用机、它空战得有大的机动性。那么各种不同的用处有对它的各种不同的特殊的要求。第四个方面，就是要减小振动，要降低噪声。振动大家很容易理解，噪声这个事情现在来讲对直升机是一个难题。搞气动的，搞结构的，都在认真研究。因为旋翼是一个很大的旋转体，尾桨又在旋转，发动机又在发出噪声，在很远就听到了，这叫环境的噪声污染。在座舱里面，顶上有一个很大的齿轮箱减速器，又有发动机，人座在里面，在减速器和发动机的下面，如果这个直升机再是个金属壳子，就像把你放在一个铁桶里面，在外面敲铁桶，这个噪声是很严重。当然在想各种办法在降噪，在隔音。但是仍然比不上座客机那么舒服。　

　　总而言之，从使用角度来看这些方面是存在缺点，还要再不断地改进，才能够使它更好用，更经济，就走向普及。从技术方面来讲，我就不多说了，大家可以知道，重点的改进是这样几个方面；一个是旋翼，旋翼是直升机的核心，在气动上怎么样优化使它气动效率更高，在结构上怎么更简单。譬如说桨毂，从几百零件，简化到几十个零件，简化到十几个零件。如果再搞成，比如说两个零件，桨毂是一个，往轴上一套，桨叶是一个，往轴上一对，不要维护检查就更方便了。第二个方面就是复合材料和智能结构的采用。现在所有的飞行器、航空器里面，直升机用的复合材料是用得最多的，有的直升机结构重量的70％已经是复合材料，旋翼、尾桨现在都是复合材料，飞机还没有达到这个程度。因为直升机太需要耐疲劳，减振、降噪了，而且有些特殊要求。比如说直升机在海上用，盐雾、霉菌、湿热对它的腐蚀一般金属是抗不住的，而复合材料是抗得住。所以复合材料在直升机上的用处现在发展很快。智能结构能够自动适应你的要求，根据载荷，根据空中飞行状态自动调整它的形态，这个在旋翼上更发挥它的作用。第三方面就是电子技术。电子信息技术，综合管理技术，特别是智能化自主飞行控制。我在设想，直升机驾驶不是很困难吗？如果靠自主的智能化控制，将来直升机的驾驶就变成按开关，那么按一个开关“悬停”它就起来了，再按一个开关“前飞”它就往前走。这样就像我们以前用的照相机，开始要对焦距，调光圈很难照得好，现在傻瓜相机人人都会用，那么将来直升机也变成傻瓜直升机，咱不就是人人都会开了吗。当然为了实现这些技术，像大家所学的设计、试验、制造的新技术、新工艺、新材料也必须相应的发展，才可能实现前面说的技术上的飞跃。这个就是总的讲发展的趋势和新技术。　

　　最后我谈一点个人设想跟大家研究探讨一下。大家看这四个图，下面两个图是飞机。左边这个是我们国家五十年代就开始应用的“轰五”，右边这个是现在美国的“B…2”，这两种飞机的差别，五十年的差别，完全是不同的。但是上面看两个直升机，一个是五十年代的“S…61”，一个是最新的欧洲的“EH…90”；猛一眼看过去，好像没有什么大的区别，为什么五十年不变？是不是搞直升机的人特别保守或者特别笨？大家看，我想是这么一个原因。左边这个图，把直升机的动力装置，就是发动机和减速器，它紧靠着旋翼，还有传动轴传到尾部，它把直升机的核心的部位给占领了，总要把减速器放到旋翼下边，而发动机紧靠着减速器，就直升机上最好的位置被它占了。就是操纵和动力部分把位置一占，那么直升机的形状也就决定了，就是像个大头蝌蚪一样。所以现在为什么直升机大部分都是这个样子呢？这个样子显然阻力会比较大，旋翼对机身的气动干扰，互相影响也比较大。我想将来的出路能不能向这儿走，我设想了一架直升机，咱们把动力放到桨尖上去。这不是我发明的，这个五十年代就有喷气直升机试验过，都没有成功，这样的话机身里面就没有发动机也没有减速器，动力在桨尖上，喷气推动，问题是只要大家能研究出在离心力场里面能够稳定工作的小型的推进器，就解决了。所以把直升机上最好的位置就腾出来了。　

　　第二个是操纵，我们不要什么拉杆、摇臂操纵，电传操纵不是已经在使用了吗？在旋翼的桨叶上搞一个小的衿翼，用电来控制这个小翼来摆动，用这个小翼的变化来改变桨叶的桨距，改变安装角。那么座舱里面只要驾驶员拧动开关，相当于操纵电位器一样，输入一些操纵信号，计算机会指挥桨叶上的那些操纵衿翼。这样就把直升机的操纵机构、动力装置都集中在旋翼上，我就叫它集成旋翼。这样机身里面就可以自由的安排，就可以像现在的飞机一样，我们就用飞机的机身，这样把旋翼装到飞机的机身上就可以了。那么再装上一个小的机翼，在高速飞行的时候，机翼产生一定的升力替旋翼卸载，那么可以增大飞行速度，在尾部装一个小的矢量推进装置。因为悬停的时候你怎么转弯呢？靠尾部这个小的矢量推进装置让它转弯。因为动力已经在桨尖上了，没有反扭矩传到机身上，就不需要大的平衡反扭的东西，所以将来希望，如果能解决了智能材料来控制桨叶的桨距，能够解决了在离心力场里面稳定工作的推进器，把它装到桨叶尖部。这样的直升机应该是可以出现的。　

　　问：我看见一个报道好像最近美国的一种飞机，那种飞机就是固定翼飞机和直升机的结合的一种飞机，说那种飞机是充分地利用了直升机在垂直起降和悬停方面的优势，然后又可以达到比较大平飞速度。　

　　你很关心现在航空的发展动向。美国已经制造成功了V…22，叫倾转旋翼飞行器。它有直升机和飞机的优点，当然也有直升机和飞机的缺点。它在起飞和悬停的时候，螺旋桨是旋翼式的。在机翼两边各带一台发动机，带着旋翼这样，可以垂直离地。转入前飞的时候，旋翼和发动机慢慢往前转，转平过来，这样往前飞就相当于一个双发的螺旋桨飞机。这个设想是很好的，而且人们很早就希望把飞机和直升机的优点结合起来，但是试过很多种方案，真正成功的到目前为止就这一种，当然还有很多种正在试验或者研究中。这样它有直升机的优点可以垂直起飞，垂直着陆，可以在军舰的甲板上着陆。另外可以空中悬停。但是它的缺点，和直升机比缺点呢，一个它经济性不好，因为它转了做螺旋桨用，所以旋翼就不可能很大。为什么直升机要大旋翼呢？旋翼直径越大，它吸入和排出的空气量越大，因此要给空气加速所消耗的能量就可以小，就是可以花费比较小的功率来得到比较大的升力。所以现在一般直升机，差不多是一匹马力能得到4、5公斤的升力，而飞机螺旋桨因为它都比较小，所以一般是一匹马力也就是得到一公斤的升力，那么倾转旋翼的飞行器，是介于飞机螺旋桨和旋翼之间。所以它的经济性也是介于二者之间。它不像旋翼经济性这么好，这是和直升机比，它有它的缺点。第二个缺点就是因为它螺旋桨直径小，它要产生足够的升力，当然一个消耗功率大，另外它往下排出的空气速度很大，我们叫螺旋桨的滑流。如果你要想当客机用，上机、下机或者装货物有诸多不便，直升机旋翼下面的风已经够大，“倾转旋翼”下面的风更大，这也是使用上不是太方便之处。（来源：cctv…10《百家讲坛》栏目）