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時間:2010-10-21 11:52來源:藍天飛行翻譯 作者:admin
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后合并成一個計劃,但在 V-22 和 BA-609 面臨一系列技術困難后,速度放慢,估計現在處于觀望狀態,
在等待傾轉旋翼的技術進一步成熟、技術風險進一步降低后再行動。
BA-609 的 BA 代表 Bell Agusta,將成為傾轉旋翼在民用領域里“吃螃蟹的人” / BA-609 是面對有錢的
闊佬的
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BA-609 在警方和海岸警衛隊中也有望得到青睞 / BA-609 已經試飛,正在歐洲大力推銷,力圖搶在歐洲公
司的前面霸占市場
法國主導的 Eurotilt 傾轉旋翼飛機方案
Eurotilt 的傾轉和 V-22 稍有不同,只有發動機前半部分傾轉,介于 tilt rotor 和 tilt shaft 之間
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貝爾當然不會把傾轉旋翼的概念只用在載人飛機上,在如火如荼的無人機領域,貝爾也推出了采用傾轉旋
翼的“鷹眼”(Eagle Eye) / “鷹眼”預計要和海軍或海岸警衛隊的艦船配合行動,所以有很高的上艦
要求
盡管 V-22 在研制過程中遇到嚴重的問題,美國軍方對用具有垂直/短距起落能力的運輸機作為戰術空
運主力的概念依然不肯放棄,在 V-22 尚未大規模服役時,已經開始對更大型垂直/短距起落運輸機的研制,
貝爾的方案自然是 V-22 的延伸:采用四旋翼的傾轉旋翼方案,即所謂 quad tilt rotor。值得注意的是,
傾轉旋翼的發動機通常都是成雙布置的。除非在機頂重心處安裝一根很高的桅桿,傾轉旋翼基本不可能是
單旋翼的。
貝爾提出的四旋翼傾轉旋翼(Quad Tilt Rotor,簡稱 QTR)方案,用于擔當美軍戰場空運的主力 / 媒體
為新飛機的名字都想好了:V-44,盡管軍方并沒有這樣的命名
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四旋翼盡管順理成章,但平飛時前后旋翼之間相互之間的氣動干擾可能會很嚴重,尤其是機動飛行的時候,
后發動機也要避開前發動機的尾流 / QTR 可以用于在城市中心機降“重型部隊”(相對空降兵來說)
QTR 的結構想象圖,傳動軸不僅要左右同步,前后也要同步,復雜性和重量肯定要增加
QTR 是和 Groen Brothers 的 Gyrolifter 競爭,當然也不會忘了海軍型 / 四旋翼傾轉旋翼運輸機的另一
個方案
NASA 還在研究更大型的 QTR,用于民航
螺旋槳可以看成小直徑、寬弦、大彎度的剛性旋翼,除了槳距以外,沒有揮舞鉸、擺振鉸之類的,只是
螺旋槳一般比剛性旋翼的直徑小一點就是了。不過直徑小,對減小前飛阻力具有不可置疑的好處。只要能
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夠滿足垂直起落要求,用螺旋槳代替旋翼是傾轉旋翼的一個自然的延伸,Curtis-Wright 就是這方面的先
驅。Curtiss-Wright 是航空先驅 Glenn Curtiss 和 Wright 兄弟的公司合并的結果,50 年代時已經落后
于噴氣時代,但在螺旋槳領域還是一方好漢。傾轉的螺旋槳稱為 tilt prop。螺旋槳需要較高的轉速才能
產生足夠的推力,這對小直徑剛性的槳葉不成問題。不過 Curtiss-Wright 的研究機沒有發展到 V-22 的
階段,估計快速下降時,會有更嚴重的“渦流環”問題。但是 Curtiss-Wright 的螺旋槳還有玄機在里面。
普通螺旋槳是針對迎面氣流的,如果把螺旋槳略微向上傾斜一點,下行的槳葉相對迎面氣流的迎角增加,
上行槳葉的迎角減小,這樣下行槳葉產生向下的劃動大于上行槳葉產生向上的劃動,產生所謂“軸向升力”
(radial lift),可以減小機翼面積,有螺旋槳產生部分升力。這里要注意的是,螺旋槳抬起來一點,傾
瀉的推理矢量本身就產生一點向下的升力分量,但軸向升力比這點升力分量要大很多。為了最大限度地實
現軸向升力,螺旋槳的槳葉應該是寬弦、大彎度的。Curtiss-Wright 先研制 X-100 研究機,特意設計了
出奇地小的機翼,以證明軸向升力的概念。不過要是現垂直起落,還是要老老實實把發動機豎起來,推力
朝下。在向軍方游說假如下面還要提到的三軍聯合直升機計劃后,空軍同意投資,這以后Curtiss-Wright
在已經部分完成的 M-200 試驗機基礎上,大規模展開四發動機的 X-19 的研制,采用四個角落的四臺發動
機的差動升力控制橫滾和俯仰姿態,螺旋槳的差動扭力控制偏航。試飛中,控制反應不夠靈敏,控制力矩
不足,但機械可靠性是最大的問題,主齒輪箱的壽命只有 50 小時,發動機的傾轉機構只有 15 小時的壽
命。在 50 個起落的試飛中,留空時間一共只有 4 小時,計劃在 4 個月后放棄了。
Curtiss Wright X-100 是 X-19 的先驅,只有兩臺發動機,采用導至機尾的發動機廢氣噴管提供姿態控制,
效果不好
Curtiss Wright X-19,預計用作小型公務機或短程客機,但飛行控制問題沒法很好地解決
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Curtiss Wright X-19 在懸停中,前后左右的四臺發動機用于懸停中的姿態控制。為了避免陀螺力矩,左
前、右后和左后、右前的發動機交聯
由于螺旋槳比直升機旋翼簡單、可靠,平飛速度高,美國軍方對 X-19 寄予很大的希望,空軍、海軍、
陸軍三軍聯合研制,這是“三軍攻擊運輸機計劃”(Tri-Service Assault Transport)的一部分。
傾轉旋翼是傾轉動力方案中最容易想到的,傾轉螺旋槳可以算傾轉旋翼的一個分支,但傾轉旋翼在直
升機狀態時,機翼對旋翼的下洗氣流的遮擋較大,而直升機狀態是最需要把所有的推力全部發揮出來的時
候。另外,由于旋翼和機翼的相對位置和角度的變化,旋翼-機翼的氣動相互作用十分復雜,在至關重要的
直升機-固定翼狀態轉換期間尤其如此。既然如此,何不換一個思路,將發動機固定安裝在機翼上,而讓機
翼傾轉呢?傾轉機翼(tilt wing)的好處是較好地解決了下洗氣流的遮擋問題和發動機-機翼的相互作用
問題。但是世上沒有免費的午餐。傾轉機翼要傾轉整個機翼,由于機翼是飛機產生升力的所在,而機體是
承重的所在,機翼和機體連接部是飛機上最吃重的部位,現在這個最吃重的部位把所有應力全部集中到一
個控制機翼傾轉的鉸鏈上,要保證最大的可靠性,機械設計上的難度可想而知。和傾轉旋翼一樣,理論上
 
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