美国卡雷姆飞机公司为美国陆军的未来攻击侦察机(FARA)项目设计了一款具备共轴刚性旋翼的复合式直升机,该公司还与诺斯罗普-格鲁曼、雷声公司达成合作,共同推出了AR40直升机设计方案。AR40是一款具备共轴刚性旋翼的复合式直升机,笔者认为这款直升机的最大特点是它的速度很快,超过了约20%的飞行速度阈值,符合美陆军对FARA项目的要求。如果搭载美国GE公司的T901发动机,那么其速度将超过目前所有的竞争者,美国直升机巨头贝尔公司或首尝败仗。
美国陆军未来攻击侦察机(FARA)项目设定的直升机飞行安全阈值最大速度为180海里每小时,而AR40能达到大概215海里每小时的飞行速度,相当400公里每小时。以FARA项目的其余竞争者作为参照依据,单旋翼的贝尔360 直升机,通过补充动力模式最高也只能实现185海里每小时的飞行速度,显然AR40直升机优势明显。
美国卡雷姆飞机公司是一家名不见经传的小企业,但是创办者名头很大,由"捕食者"无人机的设计师安倍-卡雷姆一手创立,因其开发了优化转速倾转旋翼技术而闻名于世。但美国陆军提出的具体要求是,未来攻击侦察机主旋翼直径必须控制在12米范围内,以便其飞行于城市凸起的各种建筑物之间,因此倾斜旋翼的设计不可行,直接宣判了贝尔公司核心技术死刑。从设计角度看,AR40直升机由刚性旋翼、短翼和一个特有的螺旋桨构成,这种设计能够实现在直升机低速飞行时产生反扭力,而当直升机以更高的速度前进时,向后旋转产生推力。这是目前为止最符合FARA要求的设计想法,在直升机高速飞行的时候,可实现低阻力。
直升机的命名AR40代表着"12米(40英尺)刚性旋翼",旋翼桨叶单独受轮毂中的电动执行机构控制。这使得桨叶能够精准地被控制,尽可能地提高了直升机的飞行性能,将阻力和振动最小化。除此之外,完整的单片桨叶控制技术则从轮毂发出,无需滑环进行电力传输至旋翼头。
刚性旋翼有两类:三个刚性、轻型桨叶以及一个刚性、无铰链轮毂。因缺少旋转斜盘和俯仰间的连杆,直升机机身和旋翼之间的电缆塔就变得很薄,阻力也随之减少。为了实现高速飞行的目标,卡雷姆飞机公司将机翼上的旋翼卸除,这样可以大幅度地减少阻力。螺旋桨的使用说明AR40直升机具备没有尾桨阻力这一优势,所有的机载弹药都放在弹舱内。虽然卡雷姆飞机公司特地强调了阻力减小的性能,这架AR40直升机还设有双人驾驶舱设计。这个设计不仅提升了整个机组的协调配合效率,还为驾驶舱背后的设备或人员提供了充足的可用空间。
卡雷姆飞机公司正致力于美国陆军多任务技术验证机项目的开发。通过这个项目,卡雷姆飞机公司将针对变速旋翼进行优化,该技术将在美国陆军未来远程突击飞机(FLRAA)中取代美国西科斯基公司生产的UH-60黑鹰直升机。与AR40一样,优化转速倾转旋翼技术使用的也是使用刚性旋翼、轻型桨叶和主螺旋桨轮毂技术。多任务技术验证机项目正在进行组件测试,并将于2020年完成综合性测试。组件测试将完善桨叶控制,降低AR40的单片桨叶控制技术、刚性轮毂、桨叶等带来的风险等。
长久以来,卡雷姆飞机公司与美国陆军的科技技术部门进行合作,早期他们始于联合重型起重的合作,后来又在多任务技术验证机(JMR TD)项目上进行合作,但相对而言,这仍算一种不确定因素。随着诺斯罗普-格鲁曼公司、雷神公司的加入,卡雷姆飞机公司的阵营变得更加强大。
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