03.05 為什麼中國的直升機尾部有個圓形的風扇?

V5王子


估計你說的是直-9、武直-19這些直升機的“涵道式尾槳”吧?這東西最早應該是原法國宇航公司提出來的,並且於1968年在“小羚羊”直升機上應用。而這種“涵道式尾槳”技術也隨著當年我們引進法國“小羚羊”直升機、“海豚”直升機等項目進入國內,並且在後續國產直-9、武直-19等直升機上繼續使用。

▲武直-19直升機的涵道式尾槳示意

當然,任何一種結構設計都有其優點和缺點,目前來說直升機“涵道式尾槳”與普通尾槳相比,具備噪音小、雷達反射特徵低、超低空飛行保護尾槳不被外物損壞、近地作業保護外部人員不被槳葉意外打傷等優勢,但是又存在懸停所需功率大、槳葉直徑受限制、綜合效率低等缺點,不過以上都是相對而言。因此,這種結構多用在小型、輕型直升機上或者特殊作戰需求的直升機上。

▲直升機涵道式尾槳細節特徵

直升機涵道式尾槳的發展情況

實際上,通過上文你也可以看出來,涵道式尾槳並非中國直升機所獨有,外國在這方面研究起步的更早一些。例如,法國宇航公司在1968年4月率先將該結構安裝在SA341“小羚羊”直升機上進行試飛,隨後拉開了涵道尾槳結構在國際上被廣泛研究和應用的大幕。

▲法國SA341“小羚羊”直升機的涵道尾槳清晰可見

隨後法國及歐洲直升機公司在SA360/361/365“海豚”系列、EC155、EC-120、EC130、EC135等一系列軍民用輕型直升機上採用了“涵道式尾槳結構”,並且對複合槳葉材料、槳葉翼型、尾槳尺寸、槳葉片數及夾角等細節進行深入研究和優化。

▲法國SA365“海豚”系列,哈爾濱飛機公司80年代初引進SA365N專利生產直-9

美國在上世紀80年代的LHX(陸軍輕型直升機計劃)項目中,由西科斯基公司在S-76B直升機上改裝了“涵道式尾槳”進行飛行測試:

▲1991年改裝了涵道式尾槳的S-76B直升機,在巴黎航展上展出

同一時期,美國貝爾公司也對“涵道式尾槳”構型進行了相關的風洞試驗和飛行測試,積累了實際經驗和試驗數據。不過美國這些舉動,都是為了給RAH-66“科曼奇”隱身直升機應用這種結構鋪路。

▲美國RAH-66“科曼奇”直升機的涵道式尾槳

俄羅斯的卡莫夫設計局也在90年代初期,一改其往日“共軸反轉旋翼”直升機佈局的設計傳統,在卡-60、卡-62等直升機上採用了“涵道式尾槳”的結構。

▲俄羅斯卡莫夫設計局在90年代研製的“卡-60”逆戟鯨直升機

所以,目前時間上有很多這種“涵道式尾槳”結構的直升機,但相較於採用常規尾槳結構直升機的機型數量來說,“涵道式尾槳”結構還屬於小眾。

為何要採用涵道式尾槳

關於涵道尾槳的固有不足這裡就不多說了,至於為何要使用這種結構,則主要是由其特有的優點決定的。涵道尾槳是在直升機的垂尾部分製造圓筒形涵道,在涵道內安裝尾槳轂和尾槳葉,利用槳葉轉動和涵道產生附加啟動力。

▲日本川崎OH-1輕型偵查直升機的涵道式尾槳特寫

這種尾槳的槳葉和槳轂不必像傳統尾槳那樣偏移出垂尾,而是直接安裝於垂直安定面內,有效減小了直升機的有害迎風面阻力。

▲美國UH-60A直升機上的傳統外置尾槳

當直升機在超低空飛行時,涵道可以保護尾槳不受外物損壞,並能在近地工作時保護地面人員免受傷害,具備獨特的安全性。另外,涵道式尾槳一般搭配大垂尾,配合特別設計在前飛時可有效降低需用功率,可以提高尾部傳動系統的壽命,同時涵道結構能夠保障在尾傳動或尾槳故障時,直升機安全平飛返回。此外,涵道式多槳葉結構,可以有效降低直升機的噪聲水平和提高損傷容忍限度。

綜上所述,涵道式尾槳的優點決定了其在輕型直升機上的大量使用,而其缺點也導致其暫時無法在更多類型的直升機上的廣泛使用。而關於直升機尾槳結構的研究還在繼續,更新的推力矢量涵道式尾槳、無尾槳等結構即將面世。


裝備空間


中國在上世紀從法國進口了一批海豚式直升機,它的尾漿內置,採用內涵道漿葉。後來中國在此基礎上仿製了,取名直九,保留了海豚直升機的結構佈局。

目前,直九武,直十九武,同樣採用了尾漿內置,優點,減少了尾漿被外界碰撞損壞的風險。

中國直五,直六,直八,直十,直十一均採用外置尾漿。


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這個是直升機的涵道式尾槳,由法國宇航公司設計的一種先進的尾槳方案,1968年開始在在“小羚羊”直升機上使用,此後也在海豚直升機上運用。


涵道尾槳是在垂尾中製成筒形涵道,在涵道內裝尾槳葉和尾槳後,利用涵道產生附加氣動力。涵道尾槳設計的發展使得它在6噸以下的各種直升機中,與普通尾槳相比明顯處於優勢。它有很高的安全性,因而在民用領域也得到了廣泛使用。此外,涵道式尾槳能夠降低直升機的飛行噪音,保護脆弱的尾槳免遭低空障礙物損傷,減小空氣阻力,有利於提高速度,經濟效應更好。

這種尾槳設計也是有一些侷限性的,比如說維護比較複雜,不適合大型特別是10噸以上的直升機。總的來說,性能還是相當不錯的,已經得到了廣泛好評。包括美軍當年的科曼奇都採用了這種設計。



我軍從上世紀80年代開始從法國引進了“海豚”直升機,隨後推出了國產型號也就是直9,在此後的20多年裡,直9及其改進型號一直是我軍的主力機型,包括陸軍的武裝直升機,海軍的艦載機,列裝數量達到了數百架之多,一直到戰鬥力更強的直10服役,才被取代。



當年直10研發出現阻力,為了儘快推出新型武裝直升機,我們就把直10類似的串聯式坐倉和直9的機尾相結合,成為了擁有窄機身個涵道式尾槳的直19,綽號“黑旋風”,和大哥直10形成了高低搭配的組合。


止水興波


中國直升機領域的進展與戰鬥機領域一樣令人矚目,近些年來拿出了很多出色的產品。比如說直-18、直-19和直-20這三款直升機的出現,令中國的軍用直升機水平上了一個臺階。這標誌著中國軍隊在武器裝備創新和與之相對應的戰術創新上所取得的進步。

而這其中有一件非常值得注意的事情,國產直-19武裝直升機與其前輩直-9直升機一樣,都使用了涵道尾槳。直升機使用尾槳這一點許多人都有所瞭解,僅靠頭頂的螺旋槳不足以讓直升機進行順利的飛行,需要用尾槳,也就是抗扭螺旋槳來穩定其飛行軌跡。但是,涵道尾槳的設計即使在現在看來也十分新穎,使用涵道尾槳往往會給人以突破傳統的感覺。

涵道尾槳直升機突破傳統?不,這是傳統的一部分,其實涵道風扇直升機已有數十年。然而,實際上在1968年時,法國就已經退出了一款使用涵道尾槳的小羚羊直升機。而中國後來更是引進了同樣應用了涵道尾槳的法國海豚直升機,這款直升機,在國內演變為了直-9系列直升機。因此嚴格來說,涵道尾槳的使用並非是突破傳統的舉動,而是傳統的一部分,其誕生至今已有50年的歷史了。

相比於普通尾槳,涵道尾槳有自己得天獨厚的優勢。首先,由於有外殼包裹,在低空和超低空飛行的時候,尾槳更不容易受到損壞;其次,涵道尾槳可以放置在直升機重心同一切面上,而不是方式在尾部的一側,這能夠有效提高直升機飛行時的氣動性能;還有就是,涵道尾槳的噪音要比普通尾槳低上許多,加之雷達反射截面的減小,隱身性能要更加出色。當然,涵道尾槳還有提高傳動系統壽命、更加適應惡劣環境和降低地面人員受傷風險等優點。

但是,涵道尾槳也有自己的缺點,比如說維護較為複雜;功率相對偏小因而更適合6噸以下的直升機,不適合10噸以上的直升機;槳葉直徑有限等等。正是因為這些缺點的存在,因此中國只在一部分直升機上使用了這一技術,並非是全部直升機都使用涵道尾槳。比如說過去的主力直升機直-10和未來的主力直升機直-20,都是使用的普通尾槳。這兩款直升機的最大起飛重量也都超過6噸。

而使用涵道尾槳的直-9和直-19,前者最大起飛重量為4噸,後者為4.5噸,均在6噸以下。考慮到直-10和直-20與直-9和直-19在任務需求上的不同,因此可以認為中國軍隊並沒有單一追求某種技術設計,而是根據需求來使用不同的技術研發不同的武器裝備。這也是最符合軍隊全面發展的道路。


科羅廖夫


這是函道式尾槳當年法國解禁的中等先進技術,其實在國際上已經不先進,但還是比中國當時的技術先進,函道槳,槳葉內斂不易損壞和刮傷,函道氣流大省油省電,比更早的外露尾槳有優勢。尾部可以更短,整機也較短,

但很快國際上就湧現出很多更先進的機型,而中國這一機型熟悉消化了很多年,沒有重大改進,更無突破。

這十大幾年,有矢量尾槳,有發動機後排氣,有排氣管平衡

有共軸,外國直升機技術一日千里。


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不是中國直升機才有,歐洲直升機很多都有。中國的這幾種直升機還是從歐洲進口的技術。直九就是法國的海豚直升機。

那個圓洞叫涵道風扇,是抵消直升機旋翼產生的扭矩用的。

扭矩另有專門的介紹。

直升機抵消扭矩有很多種方法。

同軸反向旋轉旋翼槳葉,蘇聯卡50

橫列/縱列雙槳旋翼反向旋轉,波音伏托爾CH-47

單獨尾槳。

還有一種交叉旋翼,美國卡曼公司研究的多。

涵道尾槳是單獨尾撐尾槳的另一種形式。就是把槳葉放在涵道內。

好處是避免槳葉碰觸損傷,安全性好。


一葉楓流O靈似舞妖


什麼園型風扇?你是說函道式尾槳嗎?


用戶108719141903


你真把自己想多了!那不是中國的獨特設計,我只知道直九是從法國引進的,它的名字叫海豚。那時的中國軍事上還沒有這麼多高堅水平了,但是一個小海豚拖了中國二十年!


用戶5336219398475


除非像卡50卡52那樣的共軸螺旋槳不需要尾槳,所有的直升機都需要尾槳,要不然正好機身會隨著頭頂上的螺旋槳一起轉圈,尾槳就是起平衡作用的


laomaobeibei


平衡旋轉力矩


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