【簡介:】想法是很好的,但是這種設(shè)計會出現(xiàn)矛盾的地方,發(fā)動機排氣不能提供矢量方向的力矩,它是不穩(wěn)定的,隨著發(fā)動機功率的不斷變化,排氣量會有各種不同的表現(xiàn),哪怕更換個環(huán)境,這種表現(xiàn)都會出
想法是很好的,但是這種設(shè)計會出現(xiàn)矛盾的地方,發(fā)動機排氣不能提供矢量方向的力矩,它是不穩(wěn)定的,隨著發(fā)動機功率的不斷變化,排氣量會有各種不同的表現(xiàn),哪怕更換個環(huán)境,這種表現(xiàn)都會出現(xiàn)很明顯的差異。
反過來,垂直螺旋槳的力矩是可以非常簡單的進行同調(diào)與控制的,它是個單獨的零件,雖然也存在損壞或失效的可能,可靠性和易用性卻經(jīng)過了長期的考驗。
再者,直升機發(fā)動機排氣與動力息息相關(guān),如果使用排氣控制尾部力矩,那么直升機一旦失去動力,整機會馬上進入自旋狀態(tài),想搶救都沒辦法,只能轉(zhuǎn)著圈子墜毀。
而且有的直升機是雙發(fā)甚至三發(fā)動機構(gòu)造,如何分配這種力矩輸出是相當麻煩的事兒,很顯然,人們不能讓那些比較大型的直升機去實踐無尾槳設(shè)計,這太不可靠了,倘若直升機的發(fā)動機出現(xiàn)驟然的停運,比如戰(zhàn)場上讓RPG打壞一臺,那么無尾槳設(shè)計很難讓直升機快速調(diào)整到相應(yīng)的力矩上來。
很顯然,將發(fā)動機排氣作為尾部平衡力矩的做法是有很大問題的,它并未提高直升機的性能,卻極大的增加了復(fù)雜度,降低了可靠性和突發(fā)險情時的挽救能力。
不過呢,并不代表這種直升機不會出現(xiàn),麥道公司就在這上面進行了研究,它們稱其為NOTAR(No tail rotor 無尾槳)系統(tǒng),目前幾乎所有的NOTAR技術(shù)都屬于麥道的專利,當然,現(xiàn)在是波音的。
然而這種技術(shù)雖然被實現(xiàn)了,卻頗有點得不償失之嫌,比如麥道最引以為傲的NOTAR直升機MD502N,無尾槳為它帶來的優(yōu)點是:不用太在意飛行中的尾槳鉤掛、不用擔心降落時尾槳傷人、飛機靜音效果出色、整機震動大大消除。這使得MD502N成為比較優(yōu)秀的醫(yī)務(wù)用機,機上可以很穩(wěn)定的進行靜脈注射和其它緊密治療,也不會對乘客帶來更多的不適。
但它的缺點也一樣多,正如前面說的那樣,通過引擎氣流進行控制的機體并不是那么穩(wěn)定,因此在轉(zhuǎn)彎、調(diào)整姿態(tài)時,NOTAR直升機需要比普通直升機更加小心,在某些普通直升機能出勤的惡劣天氣,NOTAR直升機卻只能待在機庫里。而且為了能容納排氣通道,直升機的尾翼部分被設(shè)計的異常碩大,這對飛行重心、整機質(zhì)量、空氣效應(yīng)方面都造成了一些影響。
所以,至少目前為止,NOTAR直升機仍然只是個特種直升機項目,這并不妨礙它們成為一款商品直升機,許多先進的直升機發(fā)展項目也越來越青睞無尾槳布局,畢竟這能帶來相當好的駕乘體驗,是商務(wù)直升機的首選。
現(xiàn)在最大的問題是,許多NOTAR的基礎(chǔ)專利都在波音手中,而且因為固有的輸出穩(wěn)定問題,無尾槳技術(shù)還無法穩(wěn)定應(yīng)用在輕型直升機以外的機型中,這使得許多直升機研發(fā)者干脆繞開NOTAR的方向,比如采用涵道式尾槳,再或者采用共軸設(shè)計,例如卡52,它不用NOTAR,也沒有尾槳。
卡莫夫設(shè)計局的方案騷著呢,他們壓根就不玩復(fù)雜又不討好的NOTAR,直升機這種飛行器發(fā)展的路線還長的很,無尾槳的道路并非只有一條路可走,技術(shù)還遠遠沒有發(fā)展到盡頭。
這種利用尾部排氣抵消扭矩的直升機已經(jīng)有了,稱為無尾槳直升機
不過和你的設(shè)想略有不同,無尾槳直升機的尾部排氣仍是通過內(nèi)部風扇產(chǎn)生氣體,而不是直接利用渦輪發(fā)動機的廢氣,具體原因不詳,我估計可能涉及效率和精確控制的問題。
最早采用這種思路的是英國1945年的西爾瓦W.9。此后1957年西班牙的Aerotecnica AC-14如你所愿直接采用了渦輪發(fā)動機排氣。但是這些早期設(shè)計毫無例外比直接使用抗扭矩槳復(fù)雜,因此奧卡姆剃刀把它們統(tǒng)統(tǒng)砍掉了。
上世紀70年代末,美國休斯直升機公司(現(xiàn)在已經(jīng)被麥道吞并)又把這個概念撿了起來。他們認為采用噴氣反推第一是安全(沒有尾槳),其次是安靜(沒有尾槳產(chǎn)生的氣動噪音)。
他們的設(shè)計就是從主減速分流動力驅(qū)動一套可變距風扇,產(chǎn)生的低壓氣體沿尾梁的氣道傳輸?shù)轿膊浚?jīng)過一個可旋轉(zhuǎn)的類似百葉窗結(jié)構(gòu)排出以抵消扭矩。最終休斯的這種直升機果然被稱為最安靜的直升機之一,當然現(xiàn)在叫麥道了。
第一種型號是MD 520N,N就是NOTAR的字頭,無尾槳的意思。其后又出現(xiàn)了500N、600N、900系列,以及MD Explorer。
配圖依次為:西爾瓦W.9、麥道無尾槳示意圖、MD 520N、MD 500N、MD 900、MD Explorer。