卡莫夫设计局的经典之作——共轴双旋翼直升机。
双旋翼直升机有纵列式(CH-47)、横列式(米-12)、交叉式(H-43)、共轴式(卡-50/52)。和传统的单旋翼带尾桨直升机不同,卡-52两幅旋翼绕同一理论轴线上下排列,下旋翼靠外轴转动,外轴中还有一个内轴带动上旋翼,两幅旋翼之间有一定的间距以防止螺旋桨相撞、且两幅旋翼的转向相反。由于转向相反,两副旋翼产生的扭矩在航向不变的飞行状态下相互平衡,故不需要尾桨。
俄罗斯海军Ka-27PS型直升机
相比传统的单旋翼带尾桨直升机,共轴双旋翼具有许多优点:
卡-52“短吻鳄”,并列双座布局相当独特
由于不需要尾桨自然也就不需要露出长长的尾梁,这样一来机身长度可以大大缩短;当然了,尾桨故障和因此带来的飞行隐患也无从谈起;两幅旋翼都可以用来产生升力,这样旋翼的直径可以缩短;机体部件可以紧凑地安排在直升机重心处,飞行稳定性好,也便于操纵;与单旋翼带尾桨直升机相比,其操纵效率明显有所提高。另外,共轴双旋翼直升机的悬停性能也比较好。由于机体尺寸紧凑、占地面积小,还适合舰上部署。
西科斯基S-97“天袭者”
早期各国对共轴双旋翼布局进行了一定的研究和尝试,不过真正将其发扬光大的则是卡莫夫设计局。该局设计的直升机几乎全部采用了共轴反转螺旋桨的设计,从最早的卡-8,到后来的卡-20/25、卡-27/28、卡-29、卡-32,接着是卡-50/52,共轴双旋翼成了卡莫夫设计局作品的标志。到了卡-50/52诞生后,其飞行性能优势凸显。西科斯基最新的S-97“天袭者”直升机上采用了共轴双旋翼带尾桨推进的设计,同样能说明问题。
俄罗斯卡莫夫设计局是以设计共轴双旋翼直升机为特色的直升机设计局,但也设计过卡22横列式双旋翼螺旋桨自切换飞机。现和米里一起并入俄罗斯直升机公司。
共轴双旋翼直升机,因为共轴反转,气动对称不需要尾旋翼来平衡扭力,可节省一部分功率,而且两付旋翼产生拉力更大,所以旋翼的长度可以缩短,整个直升机更加紧凑。所以卡莫夫设计局是海军的重要伙伴。直到卡50系列才与陆军有了较深入的接触。
卡50系列,还是传统的直升机,美国西科斯基公司70年代发展了一种前行桨叶方案直升机。釆用共轴双旋翼,刚性桨毂,上下旋翼的间距较小。利用上下两旋翼的前行桨叶边左右对称来克服单旋翼在前飞时由于后行桨叶失速带来的升力不平衡力矩,验证机XH59A1973年试飞。最新的s97侵入者就是其后代。
卡-52武装直升机绰号短吻鳄,北约代号:Hokum-B,噱头-B。在上个世纪八十年代,俄军想要一款能够替代老旧的米-24,并能够执行空中侦察任务并对敌方坦克等装甲目标和机械化部队进行有效打击的新型攻击直升机。为此俄军方公布了一个新型战斗直升机计划,而卡-52就是该计划的产物,该型武装直升机由苏联的卡莫夫设计局。至于为什么头顶上会有两个螺旋桨则是因为其旋翼采用了一种叫做共轴双旋翼的结构。
卡-52武装直升机采用的这种共轴设计并非是新鲜事物,世界上第一款真正意义上的直升机就是意大利人在上世纪三十年代设计制造的共轴直升机。尽管共轴直升机早已有之,但现在并不十分常见。现代直升机主要采用一个主旋翼一套尾桨的布局,利用主旋翼高速旋转提供的升力起飞的同时尾桨的旋转抵消主旋翼旋转带来力,但尾桨也是动力系统的一部分,只是为了维持机身的平衡尾桨就会消耗接近一成的动力,损耗很大。
而且尾桨距离机身不能过近,否则很难保证效果,而这也占用了更大的空间。而采用共轴设计的直升机就避免了,共轴直升机的主旋翼旋转方向相反,可以相互抵消旋翼转动给机身带来的旋转趋势,而且没有尾桨的存在大大节约直升机的动力,并且缩短了尾部,减少了起降所需的空间。但是也是因为主旋翼的同轴设计,直升机的重量不能过大,否则旋翼可能发生碰撞从而导致机毁人亡。
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