高速直升机中 速度鹰 之类都是邪路,V22鱼鹰才是正道

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/02 08:07:57


    因为一般的直升机在作高速水平飞行时,顶上的螺旋桨片,在顺桨与逆桨时与后退的空气相对速度产生比较大的不平衡,于是就限制了一般直升机的水平速度
为了突破这个障碍,产生了一些不同的构型思路。

小白在这里用图片略作分析
1.速度鹰类似的构型。
速度鹰的图片是这样的
速度鹰.jpg

   从图片可以知道这种直升机,垂直起落与水平动力系统是分开的,也就是说他两种飞行模式,垂直模式与水平模式,总会存在一套动力系统是冗余的死重。
而且因为这个动力系统要传递比较大的功率,所以这个死重应该是很大。这样就限制了他的载重效率。也就是说他不大可能作得太大。
这也就意味着,速度可以很高,但因为冗余太多,作不成运输直升机。但问题是直升机速度再高能有喷气式飞机高么?人们用直升机往往更看重他的灵活性,而速度是其次一些的因素。
所以速度鹰构型是邪路。

2.XFY-1式,
图片是这样的
xfy-1.jpg

XFY-1 垂直与平飞都是一套动力系统,明显就比速度鹰的结构效率要高,没有那么多冗余的死重。我一时间也对这种构型很感兴趣。但随后再多作思考,就发现他同样存在着不好克服的问题。
他的问题就是垂直状态与水平状态,货舱也跟着一会水平一会垂直,这状态改变太大。里面货物很难接受,货舱很难设计。特别是大载重时。所以他也可以作到高速,但很难作大,成为运输直升机。
这又与速度鹰面临同样局面了。直升机片面追求速度,是没出路的。

3.V22鱼鹰式
鱼鹰.jpg
从上面的分析就可以明白V22的优点了。
首先V22旋转的是旋桨,货舱在两种飞行模式始终保持水平,也就适合作运输货舱。
其二,V22的垂直与水平飞行模式,都是一套动力系统,所以他的结构死重小。原则上就多一个偏转机构的死重。而这个偏转机构是不需要传递大功率的,所以这个机构重量相对应该很轻。
而且V22已作成运输机的实机。可以想见这种构型的效率是很高的,不然也作不成运输机。
另外V22也达到高速了。最高时速略500公里,巡航略400公里。(百渡)
综上所述V22才是高速直升机的正道。

当然V22构型也有问题。
最大的问题是听说不安全。这个问题我也略作小白式的分析。
因为垂直下降时,舵面基本是失效的。而飞机就用两旋翼拉着。就相当于一根扁担用一根筷子担着。如果一但产生不平衡橇动,飞机会带着两旋翼偏转。
这里就要注意了,这时飞机舵面是失效,这种不平衡的偏转怎么补偿?而且旋翼偏斜后,他的拉力的垂直分量是要乘COS角度函数。
大家都知道,这个三角函数图像有一个波峰圆顶,与一个快速下降的线。这就意味着飞机象放在这个圆顶上很容易就滑落了。这是一个不安定的东西。
这可能就是V22下降落时容易出事的原因。
所以这里垂直降落舵面失效时,要有一个机构去平衡俯仰滚转中的不平衡。(偏航似乎不重要因为他不会产生旋翼拉力的剧变)

按这个思路,我对V22作了一些改进,主要就是加入主动俯仰滚转力矩,而不用舵面,增加了机构但同时把尾翼省了,还能省一些舵面,两相抵消应该不会增加多少重量。
如下图
改进.jpg






    因为一般的直升机在作高速水平飞行时,顶上的螺旋桨片,在顺桨与逆桨时与后退的空气相对速度产生比较大的不平衡,于是就限制了一般直升机的水平速度
为了突破这个障碍,产生了一些不同的构型思路。

小白在这里用图片略作分析
1.速度鹰类似的构型。
速度鹰的图片是这样的
速度鹰.jpg

   从图片可以知道这种直升机,垂直起落与水平动力系统是分开的,也就是说他两种飞行模式,垂直模式与水平模式,总会存在一套动力系统是冗余的死重。
而且因为这个动力系统要传递比较大的功率,所以这个死重应该是很大。这样就限制了他的载重效率。也就是说他不大可能作得太大。
这也就意味着,速度可以很高,但因为冗余太多,作不成运输直升机。但问题是直升机速度再高能有喷气式飞机高么?人们用直升机往往更看重他的灵活性,而速度是其次一些的因素。
所以速度鹰构型是邪路。

2.XFY-1式,
图片是这样的
xfy-1.jpg

XFY-1 垂直与平飞都是一套动力系统,明显就比速度鹰的结构效率要高,没有那么多冗余的死重。我一时间也对这种构型很感兴趣。但随后再多作思考,就发现他同样存在着不好克服的问题。
他的问题就是垂直状态与水平状态,货舱也跟着一会水平一会垂直,这状态改变太大。里面货物很难接受,货舱很难设计。特别是大载重时。所以他也可以作到高速,但很难作大,成为运输直升机。
这又与速度鹰面临同样局面了。直升机片面追求速度,是没出路的。

3.V22鱼鹰式
鱼鹰.jpg
从上面的分析就可以明白V22的优点了。
首先V22旋转的是旋桨,货舱在两种飞行模式始终保持水平,也就适合作运输货舱。
其二,V22的垂直与水平飞行模式,都是一套动力系统,所以他的结构死重小。原则上就多一个偏转机构的死重。而这个偏转机构是不需要传递大功率的,所以这个机构重量相对应该很轻。
而且V22已作成运输机的实机。可以想见这种构型的效率是很高的,不然也作不成运输机。
另外V22也达到高速了。最高时速略500公里,巡航略400公里。(百渡)
综上所述V22才是高速直升机的正道。

当然V22构型也有问题。
最大的问题是听说不安全。这个问题我也略作小白式的分析。
因为垂直下降时,舵面基本是失效的。而飞机就用两旋翼拉着。就相当于一根扁担用一根筷子担着。如果一但产生不平衡橇动,飞机会带着两旋翼偏转。
这里就要注意了,这时飞机舵面是失效,这种不平衡的偏转怎么补偿?而且旋翼偏斜后,他的拉力的垂直分量是要乘COS角度函数。
大家都知道,这个三角函数图像有一个波峰圆顶,与一个快速下降的线。这就意味着飞机象放在这个圆顶上很容易就滑落了。这是一个不安定的东西。
这可能就是V22下降落时容易出事的原因。
所以这里垂直降落舵面失效时,要有一个机构去平衡俯仰滚转中的不平衡。(偏航似乎不重要因为他不会产生旋翼拉力的剧变)

按这个思路,我对V22作了一些改进,主要就是加入主动俯仰滚转力矩,而不用舵面,增加了机构但同时把尾翼省了,还能省一些舵面,两相抵消应该不会增加多少重量。
如下图
改进.jpg




鱼鹰的问题是,鱼鹰这种结构。。。

降落时或者低空飞行时遇到相差较大的高度差异,由于地面效应容易引起翻转从而坠机。。。

所以鱼鹰才老出事情。。。
4发的V44才是正道,v22是修正主义
V22一出事就极其惨重。
renfeng 发表于 2015-5-26 13:38
鱼鹰的问题是,鱼鹰这种结构。。。

降落时或者低空飞行时遇到相差较大的高度差异,由于地面效应容易引起 ...
我觉得,这就是低速舵面失效,没途径去抵消这些姿态不平衡
鱼鹰不会再有发展了,更不会有什么V44
即使事故率颇高,我也期待我们拥有自己的鱼鹰那一天
楼主你是嫌鱼鹰出的事故还不够多
另外,楼主鄙视TG也就算了,你当西科斯基这样的话直升机霸主也是是死人吗?
这么好的消息 楼主通知美国人了么
大小企鹅 发表于 2015-5-26 14:24
楼主你是嫌鱼鹰出的事故还不够多
另外,楼主鄙视TG也就算了,你当西科斯基这样的话直升机霸主也是是死人吗 ...
鱼鹰事故多只是一说,但花旗佬大量装备现役了,这应该更能说明问题。
龙傲天战玛丽苏 发表于 2015-5-26 13:41
4发的V44才是正道,v22是修正主义
“大疆构型”才是王道(具备单发甚至双发失效的高冗余度,类似“猎鹰9火箭”的思路,失效发动机的对角同步关机,剩余发动机短时提升功率,保障任务或者紧急降落,安全性很高。而且机动性、悬停性、外挂载性更是优秀。)

4364089_DSC05306_thumb.jpg

4364089_DSC05303_thumb.jpg

4364089_DSC05331_thumb.jpg

4364089_DSC05336_thumb.jpg

夸克鸟kuakeniao 发表于 2015-5-26 14:33
“大疆构型”才是王道(具备单发甚至双发失效的高冗余度,类似“猎鹰9火箭”的思路,失效发动机的 ...
你这种垂直升降当然没问题,但怎么实现水平高速飞行呢?


楼主,为什么拉下了f35呢,喷气式直升机啊,而且喷气式可以通过导流比较容易的实现姿态稳定。以后技术发展了,喷气直升机啊

为啥只考虑旋翼呢


楼主,为什么拉下了f35呢,喷气式直升机啊,而且喷气式可以通过导流比较容易的实现姿态稳定。以后技术发展了,喷气直升机啊

为啥只考虑旋翼呢
hykwolf 发表于 2015-5-26 14:39
楼主,为什么拉下了f35呢,喷气式直升机啊,而且喷气式可以通过导流比较容易的实现姿态稳定。以后技术发展 ...
这个差别有点大了,具体我说不太清楚大意是,因为桨叶越大效率越高,所以直升机一般都有大桨叶。而F35那种明显作为直升机效率不高,这追求的方向不一样。
OwO 发表于 2015-5-26 14:44
这个差别有点大了,具体我说不太清楚大意是,因为桨叶越大效率越高,所以直升机一般都有大桨叶。 ...
也是一种发展方向啊,就看发动机的发展技术了啊。

至少作为武直问题不大的。毕竟f35这个成品摆在那里了。
hykwolf 发表于 2015-5-26 14:56
也是一种发展方向啊,就看发动机的发展技术了啊。

至少作为武直问题不大的。毕竟f35这个成品摆在那里 ...

F35作武直不合格啊,他不能长时间悬停在一树之高,油耗受不了。
OwO 发表于 2015-5-26 15:01
F35作武直不合格啊,他不能长时间悬停在一树之高,油耗受不了。
等发动机技术更先进嘛,如果真有了喷气直升机,我去,那真的太神了,估计直升机和喷气机定义都不用分了,可以兼职。
OwO 发表于 2015-5-26 14:35
你这种垂直升降当然没问题,但怎么实现水平高速飞行呢?
QQ图片20150526151038.png

QQ图片20150526151058.png

QQ图片20150526151120.png
根本不能这么比,因为从定义上鱼鹰不是helicopter,是aircraft。
楼主out了吧,S-97都出来了,这个刚性旋翼,推进式的才是王道

s97.jpg
如果没记错,鱼鹰到现在也没很好的解决乱气流扰动的问题,所以事故率相当高
夸克鸟kuakeniao 发表于 2015-5-26 15:13
你那几个固定旋翼在高速水平运动时,一样会遇到顺桨与逆桨与高速后退气流的问题。

cj2003dam 发表于 2015-5-26 15:25
楼主out了吧,S-97都出来了,这个刚性旋翼,推进式的才是王道


他只是个验证机型吧,与V22现役大量部署差别大了。
而且V22百渡说V22最高速也能达到时速500公里。目前S-97目前也只是472公里,差别不大
cj2003dam 发表于 2015-5-26 15:25
楼主out了吧,S-97都出来了,这个刚性旋翼,推进式的才是王道


他只是个验证机型吧,与V22现役大量部署差别大了。
而且V22百渡说V22最高速也能达到时速500公里。目前S-97目前也只是472公里,差别不大
杀生丸 发表于 2015-5-26 15:36
如果没记错,鱼鹰到现在也没很好的解决乱气流扰动的问题,所以事故率相当高
降落乱气流扰动 一般直升机也一样会遇到,但为什么在V22这里就成为突出的问题?

OwO 发表于 2015-5-26 15:39
你那几个固定旋翼在高速水平运动时,一样会遇到顺桨与逆桨与高速后退气流的问题。


高速前飞    卸载后可以顺桨 或者暂时停转锁定  

QQ图片20150526162124.png
OwO 发表于 2015-5-26 15:39
你那几个固定旋翼在高速水平运动时,一样会遇到顺桨与逆桨与高速后退气流的问题。


高速前飞    卸载后可以顺桨 或者暂时停转锁定  

QQ图片20150526162124.png
天朝貌似要造蓝鲸吧,蓝鲸这种类型的直升机美帝也研究过后来放弃搞出了鱼鹰。
OwO 发表于 2015-5-26 15:44
他只是个验证机型吧,与V22现役大量部署差别大了。
而且V22百渡说V22最高速也能达到时速500公里。目前 ...
西科斯基编号S的都是正式量产机型了,它的前身X-2才是验证机

X-2
x2.jpg
hu142001 发表于 2015-5-26 14:02
鱼鹰不会再有发展了,更不会有什么V44
这话就不专业了,贝尔的下一代倾转旋翼机V-280已经中选美陆军JMR-TD项目,进入实际研制了,怎么说没发展?

v280.jpg
夸克鸟kuakeniao 发表于 2015-5-26 16:19
高速前飞    卸载后可以顺桨 或者暂时停转锁定
你这个机型的问题也类似速度鹰,在水平飞行时那四组固定旋翼的动力系统是冗余的死重
不如全翻转,还划算些
OwO 发表于 2015-5-26 17:03
你这个机型的问题也类似速度鹰,在水平飞行时那四组固定旋翼的动力系统是冗余的死重
不如全翻转,还划算 ...
概念设计嘛   慢慢完善
天朝貌似要造蓝鲸吧,蓝鲸这种类型的直升机美帝也研究过后来放弃搞出了鱼鹰。
鱼鹰设计成旋转发动机改变动力方向
改成整个机翼用液压杆来推动改变动力方向不是更好么
ww19900924 发表于 2015-5-26 17:51
鱼鹰设计成旋转发动机改变动力方向
改成整个机翼用液压杆来推动改变动力方向不是更好么
为什么会更好?
旋翼机终将淘汰,未来是喷气发动机+矢量喷口的天下。美国下一代发动机验证项目的XTE-67、77推比都在20左右。这样两台1吨半重的发动机就能实现60吨的推力,可以很方便的实现整机推比过1。而不断发展的飞控技术又使垂直水平转换控制变得方便可靠,这时那还用旋翼来帮忙呢。当然低速领域还可以用以用。

新一代的发动机三涵道无加力,再想办法将风扇气流和中央燃气提前预混好,减少喷口温度,应用于垂直起降飞机就更方便了。
miaomiaomiao 发表于 2015-5-26 19:11
旋翼机终将淘汰,未来是喷气发动机+矢量喷口的天下。美国下一代发动机验证项目的XTE-67、77推比都在20左右 ...
不是推重比的问题是效率问题。喷气式早就能垂直起落,比如海鹞式
OwO 发表于 2015-5-26 19:16
不是推重比的问题是效率问题。喷气式早就能垂直起落,比如海鹞式
归根结底还是推重比问题。发动机占空重比例一定,推重比不足,就会导致总推力不足。这样剩余推力不足以携带有意义的载荷和油料,而使其应用范围受限。比如当年的老鹞子,据说垂直起飞时所携带的燃油量只支持不到1百公里的作战半径,这显然是用价值不大。但如果推比达到20,还是那么重的发动机,你算算这个鹞子可以带多少油?
miaomiaomiao 发表于 2015-5-26 19:30
归根结底还是推重比问题。发动机占空重比例一定,推重比不足,就会导致总推力不足。这样剩余推力不足以携 ...
有这技术带个大螺旋桨转,会有更大的推重比

OwO 发表于 2015-5-26 20:21
有这技术带个大螺旋桨转,会有更大的推重比


速度、速度...,你开的这个帖子说的是高速的直升的鸡,大螺旋桨你还速的起来么?低速自然还是普通直升机的地盘,小发动机便宜。
OwO 发表于 2015-5-26 20:21
有这技术带个大螺旋桨转,会有更大的推重比


速度、速度...,你开的这个帖子说的是高速的直升的鸡,大螺旋桨你还速的起来么?低速自然还是普通直升机的地盘,小发动机便宜。
为什么会更好?
结构简单点   强度设计上也比翼尖转发动机好    机翼与螺旋桨始终垂直 减少了空气扰动。。。
这个符不符合lz的要求?

avatar_helicopter.jpg
ww19900924 发表于 2015-5-26 21:18
结构简单点   强度设计上也比翼尖转发动机好    机翼与螺旋桨始终垂直 减少了空气扰动。。。
有一定道理。不过这种结构,有个潜在的矛盾。
   因为在飞机水平速度由低向高变化时,会有一个矛盾。当飞机速度低时,旋翼与翅膀会力图保持垂直。
而垂直时翅膀的风阻就会太大,又反过来阻止飞机水平速度增加。于是飞机在从垂直模式变到水平模式,这会额外消耗能量。但不知具体会有多大障碍。
另外这种飞机机翼状态的巨大变化,对写飞控会不会有麻烦。