面向未來,美國陸軍突破直升機旋翼振動控制技術,有望用在黑鷹上

面向未來,美國陸軍突破直升機旋翼振動控制技術,有望用在黑鷹上

來自弗吉尼亞州美國陸軍作戰能力發展司令部航空&導彈中心航空發展理事會的研究人員近期正在專注於旋翼技術領域的研究,並取得了里程碑式的突破,他們希望相關的研究工作能夠提升直升機旋翼的性能,從而打造更強的美國陸軍航空兵直升機機隊。


根據美國陸軍的相關報道,美國陸軍的科學家們在直升機旋翼的研究領域達到了一個“令人振奮”的里程碑,這一里程碑的到達意味著在可見的未來之內,美國陸軍的直升機性能將會得到進一步的提升。

面向未來,美國陸軍突破直升機旋翼振動控制技術,有望用在黑鷹上

美國陸軍作戰能力發展司令部航空和導彈中心的新聞通告中稱,目前旋翼技術領域的一大研究項目就是“直升機飛行中旋翼的軌跡跟蹤和平衡”。按照以往的慣例,直升機在飛行之前都會通過手動調整槳葉(配重塊、阻尼器等),從而實現降低槳葉的振動。一旦完成調整,維護人員需要通過觀察直升機旋翼槳葉的運動軌跡,並通過平衡狀態下的飛行來驗證其所作的調整是否有效。顯然,這個過程對於航空器而言是“低效”的,而且,執行不同的任務需要對槳葉進行不同的調整,由此也變相降低了直升機的作戰效能。

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為了解決這個問題,“自動化”是一個非常好的選擇,所謂自動化,說白了就是把“槳葉調整”這個過程交給電腦,從專業一些的角度來說就是引入“主動旋翼控制技術”或者說“主動旋翼軌跡跟蹤和平衡”(Active Rotor Track and Balance)技術。隨著美國陸航現代化計劃(未來垂直升力;Future Vertical Lift)的推進,直升機的飛行速度將會進一步提高,這對於直升機的可靠性、性能的要求進一步提高,而達到這些要求的一大措施就是“降低直升機的振動水平”。主動旋翼調整技術的引入帶來的額外好處就是降低了旋翼系統的維護成本,有了自動化的調整系統,直升機損耗率將會下降,地勤人員的工作負荷也會降低。

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▲NASA已經在旋翼主動控制技術方面投入了十數年的持續研究

直升機“主動槳葉控制技術”(Active Blade Control)也是美軍投資研究的一個重要方向,西科斯基公司正在和德國的ZFL組隊進行主動槳葉控制技術的研究,該研究意圖通過某種電驅機械驅動器來替代傳統直升機的自動傾斜器,從而實現對旋翼槳葉的獨立、主動控制,從而使得主旋翼的操縱性能更為出色,當然,之所以在這裡提到這個技術是因為這種電動機械驅動系統中同樣也包含了減振裝置,能夠顯著降低旋翼系統的振動水平,按照西科斯基的計劃,這種裝置將極有可能應用到美國陸軍的“未來攻擊偵察直升機”(FARA;Futre Attack Reconnaissance Aircraft)上。

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▲通過在旋翼槳葉上佈置壓電傳感器,就可能實現某種程度上的旋翼槳葉主動控制

按照美國陸軍的新聞稿來看,他們已經在主動旋翼技術上取得了突破,這一技術的突破不僅僅是面向美國陸航的未來垂直升力計劃,也對美國陸軍現役直升機的升級至關重要,尤其是現役的UH-60黑鷹直升機。眾所周知,黑鷹直升機當初“殺出重圍”,從諸多競爭者中脫穎而出,摘得“通用戰術運輸機系統”的最終勝利果實,其出色的新型旋翼系統設計(包括槳葉三維外形設計)功不可沒。如果給黑鷹直升機加裝上這些主動旋翼控制技術,想必其性能會更上一層樓,再戰二十年不在話下。

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​▲黑鷹直升機仍然是美國陸軍的“美國直升機”,其地位在十幾二十年內不太會被動搖

當然,除了主動旋翼振動控制相關的技術突破之外,美國陸軍同時也在大量投資多種直升機旋翼重點技術,比如旋翼槳葉防雨水侵蝕、防沙塵磨損、防結冰等。在上述相關技術方面,美國陸軍也取得了顯著的成就。

黑鷹的殼子有了,裡子也不差,就看在尖端技術方面能否齊頭並進了,加油!


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