未来的空中快车——喷气直升机

说到垂直起降飞机，大家都不陌生，像鹞式、雅克38、还有F35，都是经历考验可以垂直起飞的著名喷气式战斗机，这些飞机的垂直起降方式不外乎有两种类型，一是发动机喷口偏转方式，还有使用升力风扇方式，但实话实说，这两种方式产生的垂直牵引力效率都很低，能够提升的起飞重量非常有限，远不如直升机旋翼的效率，可直升机由于自身的特点，其使用范围和广度仍然受到很大的限制，能不能将这两者的优点结合到一起呢？可以，在这里我考虑到用一种简单的能量传递方式实现这种可能性，喷气式飞机的速度快，高速时燃油效率高，但起飞降落时，由于速度相对较慢，受机翼升力局限，飞机的起飞空载比还不如直升机，这也是空中加油机能够发挥重要作用的一个方面，可以在较高速度的情况下增加飞机的有效载荷（增加燃油），可我们也不能将直升机发动机直接安装到喷气飞机上，因为飞机在转入正常平飞状态后，直升机发动机就成了死重，而付出的死重太多，飞机也就失去了真正使用价值，并且两套完全不同的燃油系统更加超出实际的承载能力，那么我想不要装直升机的活塞发动机，而是利用喷气发动机的高速燃气，带动一付燃气转轮，将转轮的动力用链式传动或轴传动，通过变速箱加载到飞机的旋翼上产生垂直升力，提升飞机到一定高度后，像直升机一样前飞，随着速度的加快，主机翼升力的增加，逐渐将燃气转轮脱离喷气发动机的尾喷口，以减少传送到旋翼上的功率以及增大喷气发动机自身的直接推力，提升平飞速度，直至完全停止旋翼的转动而依靠主机翼自身的升力，成为完全的喷气机，两付共轴式旋翼，一台喷气发动机带动一付，如图，主机翼与机身呈120度的后掠角，三片式的旋翼正好锁定、停摆在机身和机翼之上，燃气转轮通过收放机构收进机身整流罩内，降落时过程整好相反，实现飞机的垂直起降和高速巡航两大功能，当然如果有正规的机场该机也可像普通的喷气机一样起飞降落。
那么这种机型有那些优点呢，明显的如速度肯定大大超过直升机、也远超过普通的螺旋桨飞机和旋翼机，应该能达到最大800公里每小时的巡航速度，至于头顶的那两付旋翼会不会影响速度，我想有，但不会太大，最起码不比那些头顶盘子和平衡木的，甚至航天飞机的JJ们更具挑战性，这也就是说正常是直升机的三倍了，航程自然也就大大超过它了，对机场的依赖性，估计有一个中学操场就可以降下来了，将来救灾是不成问题了，另外对天气情况的适应和乘坐舒适度也大大超过直升机，因为它正常的巡航高度要在万米左右，远超直升机的巡航高度，对恶劣天气的影响自然会减少许多，该机还有一个不太明显但确实非常突出的优点，就是该机的安全性大大超过任何直升机和固定翼飞机，为什么呢？这就是它所具有的旋翼，我们知道直升机在发动机故障停机的情况下还可以依靠旋翼的自旋来安全降落，但这里有个从发动机驱动转换到自旋的过程，这是需要一段时间的，而在这段时间飞机是会迅速的掉高度，而一般直升机本来飞行的高度就不大，还未等转换过来就到地上了，所以这种安全特性往往实际派不上什么用场，而我们的这种机型呢它飞行高度比直升机要高得多，速度也快的多，就算双发停机（单发停机就更不在话下，我后面会讲到），主机翼还可以提供升力，速度当然会迅速的降下来，但不会掉许多高度，而速度降下来同时正好让停摆的旋翼自旋起来，因为没有发动机驱动的惯性，所以其进入安全自旋状态的时间要远低于直升机进入安全自旋的状态，并且由于高度的优势，所以如果该机是在正常巡航状态发动机出现故障，则该机可保证95%以上的安全降落几率，这是哪款重型飞机能做到的呢？
再来讨论一下动力问题，我们很多美好的设想和蓝图无不是在遇到这动力的拦路虎而被挡住的，我看这动力只有考虑我国最现实和最成熟的涡扇发动机——太行了，不管怎么说太行也还行，那这样的动力可以给旋翼提供多大的输出功率呢？据相关消息透露，基于太行发动机的核心机所改装的燃气轮机大概能提供1万7到1万8千千瓦的输出功率，那么照此两台发动机可以至少提供3万5千千瓦动力，而米26直升机的总功率却只有1万4千千瓦左右，但它却可以有最大56吨的起飞重量，设想我们可以研制一款空重为20吨，机内油箱15吨，载重30吨的喷气直升机，起飞重量65吨，两台去掉加力的高涵道比太行发动机，可以给旋翼提供总计2万5千千瓦的输出功率（在燃气轮机的基础上打个折），涡扇发动机向后喷出的高速燃气作用在燃气转轮的下半面上至少产生三个气动分量，一是提供给转轮高速旋转的冲量，这是我们希望得到高效的主要部分，还有一部分在转轮叶片的反作用下向下喷气，这其实也是增加了飞机的垂直升力，也是有用的分量，还有一部分就是直接喷向后方的产生向前推动力，这虽然在初始起飞时需要旋翼采取某种姿态来抵消其推动力，但其实它也有两个好处，一是最终还是需要逐渐加大这种推力直到完成水平喷气飞行，还有就是在一台发动机故障的情况下可以由这种推动力来平衡旋翼的偏转力，达到单发启动飞行的能力，起到直升机尾桨的作用，至于这太行到底能不能提供这种升力，我打个不太恰当的比喻，美国的F35所用JSF119是大力士，采用的是硬开弓式的升力风扇起飞，我们的拳小胳膊细只能用千斤顶式的旋翼起飞，燃气转轮就是飞机的千斤顶，就是高速燃气转换成低速旋翼的变速箱。说到垂直起降飞机，大家都不陌生，像鹞式、雅克38、还有F35，都是经历考验可以垂直起飞的著名喷气式战斗机，这些飞机的垂直起降方式不外乎有两种类型，一是发动机喷口偏转方式，还有使用升力风扇方式，但实话实说，这两种方式产生的垂直牵引力效率都很低，能够提升的起飞重量非常有限，远不如直升机旋翼的效率，可直升机由于自身的特点，其使用范围和广度仍然受到很大的限制，能不能将这两者的优点结合到一起呢？可以，在这里我考虑到用一种简单的能量传递方式实现这种可能性，喷气式飞机的速度快，高速时燃油效率高，但起飞降落时，由于速度相对较慢，受机翼升力局限，飞机的起飞空载比还不如直升机，这也是空中加油机能够发挥重要作用的一个方面，可以在较高速度的情况下增加飞机的有效载荷（增加燃油），可我们也不能将直升机发动机直接安装到喷气飞机上，因为飞机在转入正常平飞状态后，直升机发动机就成了死重，而付出的死重太多，飞机也就失去了真正使用价值，并且两套完全不同的燃油系统更加超出实际的承载能力，那么我想不要装直升机的活塞发动机，而是利用喷气发动机的高速燃气，带动一付燃气转轮，将转轮的动力用链式传动或轴传动，通过变速箱加载到飞机的旋翼上产生垂直升力，提升飞机到一定高度后，像直升机一样前飞，随着速度的加快，主机翼升力的增加，逐渐将燃气转轮脱离喷气发动机的尾喷口，以减少传送到旋翼上的功率以及增大喷气发动机自身的直接推力，提升平飞速度，直至完全停止旋翼的转动而依靠主机翼自身的升力，成为完全的喷气机，两付共轴式旋翼，一台喷气发动机带动一付，如图，主机翼与机身呈120度的后掠角，三片式的旋翼正好锁定、停摆在机身和机翼之上，燃气转轮通过收放机构收进机身整流罩内，降落时过程整好相反，实现飞机的垂直起降和高速巡航两大功能，当然如果有正规的机场该机也可像普通的喷气机一样起飞降落。
那么这种机型有那些优点呢，明显的如速度肯定大大超过直升机、也远超过普通的螺旋桨飞机和旋翼机，应该能达到最大800公里每小时的巡航速度，至于头顶的那两付旋翼会不会影响速度，我想有，但不会太大，最起码不比那些头顶盘子和平衡木的，甚至航天飞机的JJ们更具挑战性，这也就是说正常是直升机的三倍了，航程自然也就大大超过它了，对机场的依赖性，估计有一个中学操场就可以降下来了，将来救灾是不成问题了，另外对天气情况的适应和乘坐舒适度也大大超过直升机，因为它正常的巡航高度要在万米左右，远超直升机的巡航高度，对恶劣天气的影响自然会减少许多，该机还有一个不太明显但确实非常突出的优点，就是该机的安全性大大超过任何直升机和固定翼飞机，为什么呢？这就是它所具有的旋翼，我们知道直升机在发动机故障停机的情况下还可以依靠旋翼的自旋来安全降落，但这里有个从发动机驱动转换到自旋的过程，这是需要一段时间的，而在这段时间飞机是会迅速的掉高度，而一般直升机本来飞行的高度就不大，还未等转换过来就到地上了，所以这种安全特性往往实际派不上什么用场，而我们的这种机型呢它飞行高度比直升机要高得多，速度也快的多，就算双发停机（单发停机就更不在话下，我后面会讲到），主机翼还可以提供升力，速度当然会迅速的降下来，但不会掉许多高度，而速度降下来同时正好让停摆的旋翼自旋起来，因为没有发动机驱动的惯性，所以其进入安全自旋状态的时间要远低于直升机进入安全自旋的状态，并且由于高度的优势，所以如果该机是在正常巡航状态发动机出现故障，则该机可保证95%以上的安全降落几率，这是哪款重型飞机能做到的呢？
再来讨论一下动力问题，我们很多美好的设想和蓝图无不是在遇到这动力的拦路虎而被挡住的，我看这动力只有考虑我国最现实和最成熟的涡扇发动机——太行了，不管怎么说太行也还行，那这样的动力可以给旋翼提供多大的输出功率呢？据相关消息透露，基于太行发动机的核心机所改装的燃气轮机大概能提供1万7到1万8千千瓦的输出功率，那么照此两台发动机可以至少提供3万5千千瓦动力，而米26直升机的总功率却只有1万4千千瓦左右，但它却可以有最大56吨的起飞重量，设想我们可以研制一款空重为20吨，机内油箱15吨，载重30吨的喷气直升机，起飞重量65吨，两台去掉加力的高涵道比太行发动机，可以给旋翼提供总计2万5千千瓦的输出功率（在燃气轮机的基础上打个折），涡扇发动机向后喷出的高速燃气作用在燃气转轮的下半面上至少产生三个气动分量，一是提供给转轮高速旋转的冲量，这是我们希望得到高效的主要部分，还有一部分在转轮叶片的反作用下向下喷气，这其实也是增加了飞机的垂直升力，也是有用的分量，还有一部分就是直接喷向后方的产生向前推动力，这虽然在初始起飞时需要旋翼采取某种姿态来抵消其推动力，但其实它也有两个好处，一是最终还是需要逐渐加大这种推力直到完成水平喷气飞行，还有就是在一台发动机故障的情况下可以由这种推动力来平衡旋翼的偏转力，达到单发启动飞行的能力，起到直升机尾桨的作用，至于这太行到底能不能提供这种升力，我打个不太恰当的比喻，美国的F35所用JSF119是大力士，采用的是硬开弓式的升力风扇起飞，我们的拳小胳膊细只能用千斤顶式的旋翼起飞，燃气转轮就是飞机的千斤顶，就是高速燃气转换成低速旋翼的变速箱。