UH-60“黑鷹”屬于西科斯基飛機公司研制的一款雙渦輪軸發(fā)動(dòng)機、單旋翼通用攻擊直升機、“黑鷹”直升機的基本型可以搭載11名全副武裝的士兵和3名機組成員,其起飛重量約10噸。
黑鷹獲得美軍合同的關(guān)鍵主要滿(mǎn)足了美軍的“主要項目研制技術(shù)條件”,黑鷹能夠攜帶一個(gè)班戰士,能在高1219米,溫度35度下懸停。具體來(lái)講就是利用兩條通用電氣T700裝機功率的95%從懸停以2.66米/秒的速度垂直爬升。
黑鷹最高速度能達到361公里,垂直爬升率約2.1米/秒,升限達5835米,最大航程為592公里,攜帶兩具870升副油箱的航程達到2222公里,MH-60G的續航力能達到4小時(shí)51分鐘內。
直升機和汽車(chē)相比速度的話(huà),直升機的速度比較快一些,因為普通的汽車(chē)速度普遍是在190公里左右,而直升機的普遍速度是二百多公里,雖然經(jīng)過(guò)改裝的超級跑車(chē)能夠跑出400公里的時(shí)速,但那只能持續很短的時(shí)間,而美國正在研發(fā)通用直升機,因為加裝了推進(jìn)尾翼,速度也能達到四百多公里,所以綜合起來(lái),還是直升機快一些
載著(zhù)大批美國大兵的UH-1“休伊”鋪天蓋地而來(lái),不是朝著(zhù)地面掃射槍炮,就是采用“蛙跳”戰術(shù)突擊中(空中機動(dòng)作戰,跳躍進(jìn)攻)。UH-1“休伊”總產(chǎn)量超過(guò)16000架,在越戰中投入至少7000架,然后也是損失最大的機型總量達2500架(傷亡上萬(wàn)飛行員)。UH-1“休伊”由于設計簡(jiǎn)潔,以實(shí)戰需求為準在機身兩側開(kāi)有大尺寸艙門(mén),方便人員及物資快速上下,戰場(chǎng)表現出色被稱(chēng)為空中出租車(chē),就此一戰成名成為各國爭相購買(mǎi)的好東西。
UH-1“休伊”采用一臺T53-L-13渦軸發(fā)動(dòng)機,最大起飛重量4.3噸,最大載重1.76噸,最大飛行速度207千米/小時(shí),實(shí)用升限3800米,最大航程493千米
很明顯,旋翼轉速越快,相當槳葉的飛行速度越大,那么獲得同樣升力下槳葉可以越小。
這有個(gè)前提就是槳葉速度不可超過(guò)音速。
那么實(shí)際旋翼的轉速是受到槳尖速度應當低于音速的限制。
另外,即使是接近音速也會(huì )造成阻力的急速上升,那么槳尖速度通常控制在0.85馬赫(大約290m/s)以下。
真實(shí)的直升飛機是必須可以向前飛行的,那么存在一個(gè)速度的疊加問(wèn)題。對于飛行速度超過(guò)300KPH的來(lái)說(shuō)(大概90m/s),旋翼翼尖速度必須控制在200m/s左右。
同樣的原因,尾槳的翼尖速度也必須控制在這個(gè)速度(對于涵道式的尾槳,可以略高些)。考慮旋翼的洗流對尾槳的作用,尾槳速度應該還要略低一些為好。
綜上所述,在考慮自制直升飛機的最大槳葉翼尖速度時(shí)候,使用200m/s這個(gè)數值是比較妥當的。雖然看起來(lái)微型直升飛機不會(huì )有那么高的前飛速度,似乎可以用更快的翼尖速度,但那種情況都是極限狀態(tài)下的,沒(méi)必要去嘗試危險而不討好的事情吧。
一些另話(huà):
表面上看起來(lái)似乎為了獲得更高的前飛速度,旋翼轉速應該更低。但這在常規結構的單旋翼直升飛機上是不可能實(shí)現的,因為在保證足夠的前進(jìn)推力下,后行槳葉的升力將無(wú)法維持平衡前行槳葉的升力。也就是說(shuō)這種類(lèi)型的直升飛機最大飛行速度只有300多KPH。
如果有其他的升力卸載裝置(比如短翼)或者其他的推進(jìn)裝置,極限速度可以略微提高,但幅度極小幾乎忽略不計。
一個(gè)解決辦法是在旋翼翼尖形狀上做文章,比如后掠,以減小接近音速時(shí)的阻力。這個(gè)方法可以稍微提高些旋翼轉速,并可以獲得更快的飛行速度。當然,幅度依然很小。這樣的理論飛行速度任然不會(huì )超過(guò)400KPH,更別說(shuō)實(shí)際情況了。我們討論的微型直升飛機還沒(méi)有必要去考慮這個(gè)問(wèn)題。
另外一個(gè)辦法是使用雙旋翼,徹底擺脫后行槳葉的不利因素(不指望后行槳葉提供升力)。這個(gè)方法比較有效,理論速度可以相當高(例如500kph)。但不幸的是由于旋翼增加到兩幅,阻力和重量也增加了不少。要達到高速度還得增加額外的推進(jìn)裝置,因此沒(méi)有實(shí)用化。
目前可見(jiàn)到的雙旋翼直升飛機都不是出于這個(gè)目的設計的,它們基本可以視為簡(jiǎn)單的兩個(gè)普通旋翼組合,作用僅僅是消除旋翼的反扭矩,或者減小旋翼直徑。
維持直升飛機空中姿態(tài)穩定,必須滿(mǎn)足的條件是尾槳造成的扭矩數值和主旋翼相等。
此外為了保證可以順利向主旋翼旋轉方向轉彎,尾槳可達到的最大扭矩應該更大,數值取決于機動(dòng)要求,一般可以取大50%。
籠統得說(shuō),主旋翼扭矩是由其旋轉阻力產(chǎn)生。
阻力可按旋翼升阻比為40考慮
其力偶矩作用力臂長(cháng)度可按旋翼直徑75%
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