直升機的速度是否很慢?能不能研發出速度可以達到普通民航客機速度的直升機?

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速度快慢是一個相對的概念,直升機速度有多快呢?舉個例子,世界上最著名的直升機是是美國西科斯基公司的黑鷹直升機。直升機是在越南戰爭時期開始大規模的應用,當時的代表作是貝爾公司的UH-1休伊通用直升機。在越南戰場上是呼風喚雨,美軍利用直升機在各種場合進行了作戰。而後來美國陸軍提出了比貝爾UH-1更高要求的直升機需求,這就有了如今的黑鷹直升機的誕生。



黑鷹直升機可以達到的最大速度是361千米/小時,而且這是利用直升機俯衝活動通過高度獲得勢能而來的最快速。從這個數據看直升機並不慢,與在類似德國的高速公路行駛的汽車相比,整整快了一倍。不過,黑鷹直升機雖然具備361千米/小時的速度,但卻不是最快的直升機。目前作為世界上直升機技術最為厲害的西科斯基正在研製一款革命性的直升機S-97。



根據西科斯基的設計指標,研製中的S-97侵襲者直升機可以達到480千米/小時的速度,這將是世界上速度最快的直升機系列。S-97之所以可以獲得這麼快的速度是在於其獨特的設計,同軸共旋翼模式可以完全利用發動機的功率,因為省卻了用於抵消反轉的尾槳。而且S-97在尾部增加了一副推進式的螺旋槳,這些改變是關鍵。



普通民航客機的速度在1000千米/小時以下,這個已經屬於接近音速的速度,之所以保持這個亞音速是由於飛機進入音速之後就要考慮更多的要求,包括機體設計的強度,蒙皮的類型等。當然世界上民航客機歷史上曾經有達到2倍音速的飛機出現,從倫敦飛紐約只要3小時,這就是協和式超音速客機。



直升機是利用螺旋槳獲得升力,而螺旋槳的結構導致其旋轉速度有極限,如果旋翼翼尖達到音速就會產生非常大的空氣阻力,這個導致直升機無法實現更高的速度。就目前的技術看,直升機最快也就480千米/小時的速度,這個與普通民航的速度相比還是差了一大截。


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快慢是一個相對概念,相比固定翼飛機來說,直升機的飛行速度確實很慢。舉個例子,“黑鷹”直升機的極速是356公里/小時,巡航速度是270公里/小時,這個速度在直升機裡已經算快的了,CH-53一類的重型直升機極速才315公里/小時。然而相比使用渦扇發動機的民航客機,“黑鷹”直升機的速度就非常慢了,我們以最常見的空客A320客機為例,空客A320客機的巡航速度可達830公里,是“黑鷹”直升機巡航速度的3倍還多。

直升機速度受限和其自身構型有關,直升機最常見的構型是單旋翼+尾槳形式,在主旋翼槳葉高速旋轉的過程中,向前的槳葉和向後的槳葉速度是不一樣的,當前行槳葉速度接近音速的時候,會產生激波,這和固定翼螺旋槳飛機始終無法超過音速的原理類似,激波會產生極大的阻力,將直升機的前行速度控制在某一數值,就常規的單旋翼+尾槳構型直升機來說,飛行速度到400公里/小時基本上已經是極限了,不能再快。

想要獲得更快的前行速度,就必須改變構型,這就是當前旋翼機邁向高速的主要突破方向——複合構型直升機。複合構型直升機主要通過在機身或者機尾增加一個推進螺旋槳來實現高速飛行,典型例子如當前正在試飛的S-97“掠奪者”直升機。正在試飛的V-280“勇敢”傾轉旋翼機,嚴格意義上來說並不能算直升機,在此不做討論。


軍機圖


直升機的速度和固定翼螺旋槳飛機相比確實是偏慢的,如UH-60L型“黑鷹”直升機的最高速度為294公里/小時,C-130H型“大力神”運輸機的最高速度則能達到620公里/小時。

“魚鷹”

另外,像V-22“魚鷹”這種傾轉旋翼機,其由於結合了直升機和固定翼螺旋槳飛機兩者的特點,最高飛行速度就能達到509公里/小時。也正因為這種速度上的優勢,“魚鷹”雖事故不斷,但仍受到美海軍陸戰隊重視,且日本自衛隊也開始進行裝備。

圖-95

至於將直升機與普通民航客機相較,若這裡的民航客機指的是噴氣式飛機,那這個速度就會相差更多。如波音737系列客機,其最大速度約876公里/小時。而這種速度就遠非直升機所能達到了,即使是固定翼螺旋槳飛機,當前能達到該速度的也只有俄羅斯的圖-95戰略轟炸機,其最高時速能達到926 公里/小時,這也是當前飛的最快的螺旋槳飛機。

曾實現超音速飛行的XF-88B試驗機,不過該機除了螺旋槳外還配備了噴氣發動機

此外,依歷史試驗情況及當前的技術水平,即使是固定翼螺旋槳飛機也無法進行超音速飛行,至於直升機就更加困難。當然這也是由於其飛行原理所限,只要能被歸到“直升機”中,想在速度上獲得突破就幾乎是不可能的。


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