CH-47恢復飛行,縱列雙旋翼布局直升機緣何難有更大發展?

2022-09-23     看航空

原標題:CH-47恢復飛行,縱列雙旋翼布局直升機緣何難有更大發展?

9月中旬,美國軍方表示,此前由於連續出現燃油泄漏起火事故而被迫停飛的CH-47直升機群,已經重新獲准執行訓練和任務。

CH-47直升機

目前,所有的CH-47機隊約有60%已確認排除隱患,可以正常飛行。

今年7月,CH-47在使用中陸續出現了發動機泄漏燃油所導致的火災,但美軍沒有公開詳細的事故情況,僅表示沒有造成人員傷亡。為了安全起見,美軍決定停飛所有CH-47直升機。

CH-47直升機是一種基礎設計可以追溯到20世紀50年代的成熟型號系列。

目前美軍使用的是經過現代化升級改進的CH-47F型,該型號從1997年開始研製,並在2001年完成第一架產品的出廠。

人因導致燃油泄漏

T-55發動機

CH-47F採用功率更大的T55-GA-714A渦軸發動機,該款發動機採用全權限數字控制系統,單台起飛功率增加到3529kW,油耗下降3%。

總體來說,這款發動機在20多年的使用中表現是可靠的。因此,論及今年發生的CH-47連續漏油起火現象,從各種因素來分析:

  • 由於設計缺陷導致的可能性較小。
  • 由於維護、修理、航材管理不當等人為原因引發的可能性較大。

這一推測也在近期得到了證實。發動機製造商霍尼韋爾表示:

霍尼韋爾和美國陸軍的工程師聯合團隊成功定位了故障,發現在出現事故的CH-47上,T-55發動機被安裝了並不符合設計標準的O型密封圈,這些密封圈導致了燃油泄漏和起火。

在美國陸軍擁有的近400架CH-47直升機中,至少有70架安裝了這些存在嚴重隱患的不合格部件。

優勢突出但難成主流

CH-47在外觀上相當具有辨識度,因為採用縱列雙旋翼布局的直升機比較少,所以非常顯眼。這種獨特布局令其具備很多獨特的優勢。但其設計上的特殊性也註定這並不會成為直升機領域的主流設計。

類似於卡莫夫設計局的共軸式設計,CH-47之所以採用縱列雙旋翼布局,其主要出發點也是為了取消用於保持飛行平衡的尾槳,以避免其產生的功率消耗(10%~15%,甚至更高)。

卡莫夫設計局的共軸式設計,核心是兩副槳葉上下反向旋轉。其可能存在的缺陷,是一旦槳葉上下揮舞的幅度過大,就有可能相互撞擊而引發致命事故。

卡-50武裝直射機

因此共軸式設計的直升機沒有辦法擁有過長的旋翼尺寸。換言之,共軸式布局只適用於中小型直升機,而不適合重型直升機。

CH-47這樣的縱列雙旋翼布局則不存在這個隱患。

此外,相對於傳統的常規布局直升機,縱列雙旋翼的操縱系統相對較為複雜。加上在飛機自重較大的情況下,其主減速器和旋翼會比同級別的常規布局直升機更輕。

這些特點使得縱列雙旋翼布局很適合中型到重型直升機,尤其在重型直升機上,這種布局更會具備較高的性價比。

此外,在實際使用中,縱列雙旋翼布局直升機還有兩個較大的優勢:

  • 首先,縱列雙旋翼布局對於重心變化的寬容性非常好,允許縱向重心在一個很大的範圍內變化。 在實際使用中,特別是一線戰場上,這種特性能夠最大程度為機組提供飛行安全冗餘:當大量的人員和裝備放置到機艙內,只要總重量不超過極限,基本不需要過多進行人員和貨物的排列。

在進行如圖任務場景下的懸停時,縱列雙旋翼布局的直升機有很大優勢。

  • 其次,縱列雙旋翼布局的懸停控制能力較為突出。 直升機懸停是一個不穩定的動態過程,尤其是在一些特殊的任務場景下,直升機只能部分接地。這導致整個直升機旋翼部分,前後與地面之間的高度完全不同。常規布局直升機由於只有一副主旋翼,在應對這種情況時較為吃力。而縱列雙旋翼布局的直升機,因為可以較為靈活地單獨調節前後旋翼的狀態因此體現出了較大優勢。

但在具備優勢的同時,也要看到縱列雙旋翼直升機的固有劣勢:一是設計門檻高,二是與傳統的常規布局通用程度較低。此外,重型直升機的研發與製造極大程度上依賴軍事訂單,市場需求量有限。

在這些因素的綜合作用下,一方面有能力、又有意願設計重型縱列雙旋翼直升機的製造企業在全球來說少之又少;另一方面,其後續型號的改進發展機會也並不多。

還有一個重要的因素是,目前縱列雙旋翼直升機,除了面臨與傳統常規構型直升機的競爭外,還正面臨傾轉旋翼機的挑戰。

儘管目前以V-22為代表的雙旋翼設計,在重心變化範圍和複雜地形懸停上存在較多不足,但是傾轉旋翼機具備直升機無法企及的飛行速度和航程優勢,已被多個直升機研發和製造商確定為在未來的重點突破方向。

早讀 | 貝爾新概念旋翼機押注高速化,傳統直升機要過時了嗎?

未來,如果實現了動力系統等領域的突破,高效率四旋翼布局等更大的技術進步成為現實,那麼縱列雙旋翼直升機就會喪失技術競爭力,走向其落幕時代。

排版:張博蓉

策劃 | 文案:候知健

編審 | 監製:武晨、王蘭

看航空融媒體工作室出品

點擊卡片即可獲取全文

創新突破與承襲傳統,誰將成為美國下一代武裝直升機?

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh/48f37a52c2e6afe3e6fd019f0d3b6944.html