舰载直升机技术特点(图)

http://www.sina.com.cn 2007年05月08日 08:42 中国航空信息网
舰载直升机技术特点(图)
资料图:美海军陆战队装备的MV-22鱼鹰旋翼飞机

  三、舰载直升机的技术特点

  舰载直升机的通用技术与其他军用直升机没有什么本质的区别,但由于舰载直升机面临的起降条件、气象条件、飞行环境等与陆基直升机有较大的差异,因此,在实际使用中对舰载直升机还有一些特殊的技术要求,例如,外廓尺寸较小;重心低稳定性好;系统可靠性高;可全天候使用;起降性能好;能在水面起降;可维修性良好等。在新研制的舰载直升机或改进改型中,常采用一些新技术来有效地改善新机的飞行性能和飞行品质,提高了它们的任务效能和成本效益。

  (一) 舰载直升机的通用技术

  从通用技术角度来看,这些舰载直升机具有以下一些显著的特点:

  (1) 采用新型旋翼系统,包括新的高效三维变化翼型、全新型复合材料桨叶、球柔性桨毂,如NH90就采用4片复合材料桨叶和钛合金球柔性桨毂,并采用先进的OA3桨叶翼型,"山猫"和EH101旋翼桨叶采用BERP(英国实验旋翼计划)桨尖,旋翼拉力比常规桨叶提高30%~40%,"山猫"直升机用这种桨叶于1986年8月11日创造了每小是时400千米的世界速度纪录,改善了直升机旋翼的气动特性,实现了视情维护,使桨叶达到无限寿命。

  (2) 大量采用了新型复合材料,甚至一些关键部位也采用复合材料,从而有效地延长了直升机的使用寿命,降低了直升机的结构重量。如NH90的机身结构为全复合材料,复合材料机身使空机重量比采用普通机身的降低了约15%,同时增加了机身的刚性和耐腐蚀性,提高了弹伤容限,减小了雷达和红外特征信号,提高了抗坠毁性能。

  (3) 机身与一些主要部件(包括

发动机)采用模块化结构,大大减少了零部件数量,简化了结构的复杂性,便于维护和维修。

  (4) 采用更大功率的发动机,增大了有效载重,提高了直升机的性能。发动机装有先进的全权数字控制和状态与使用监控系统,如NH90就装有这两种系统,实现了对发动机的视情维护。

  (5) 采用先进的综合航空电子系统和任务设备,特别是数据总线、任务计算机和综合的多功能显示器以及信息数据融合技术,实现了信息共享和多路传输,加上先进的夜视传感器和探测系统,使得这些直升机具备了全天候使用的能力。这些先进航空电子系统和任务设备的使用,不仅大大减轻了飞行员的工作负担,同时有效提高了直升机的任务效能。如NH90的核心电子系统就是在双余度数据总线基础上构建的,通过多台计算机来综合直升机的任务设备系统,该系统由航空电子控制系统,控制和显示系统,通信和识别系统,导航系统,设备管理系统5个子系统组成。

  (6) 先进的电传操纵系统在新机中得到应用,有效改善了直升机的操纵品质。如NH90采用包括基本飞行控制系统和自动飞行控制系统的4路电传操纵系统,通过4台余度飞行控制计算机控制旋翼和尾桨的液压伺服系统;MV-22B则采用3余度电传操纵系统,其中包括3余度主飞行控制系统和3余度自动飞行控制系统以及3余度飞行控制计算机。

  (7) 采用先进的减振降噪技术,如单片桨叶的振动控制以及机体结构的振动主动控制以及噪声主动抑制等,大大减小了直升机的振动和噪声水平,提高了乘员的舒适性。

  (8) 采用一体化设计和制造技术,开发一些新的制造工艺,严格控制研制与制造成本,提高成本效能。如NH90桨叶采用CATIA/CAD/CAM设计,具有重量轻、耐腐蚀、抗雷达波、耐23毫米口径弹头弹击的最佳协调。MV-22B在生产型设计中成立了"综合产品小组",其任务是使用可得到的最好材料,以降低费用和重量并同时改进质量,综合产品小组使重量减少了1000千克,费用减少了22%,零件数减少了36%,紧固件减少了34%。

  (二)舰载直升机的专用技术

  除此之外,舰载直升机还具有以下的专用技术特点:

  一是旋翼和尾斜梁要能折叠,这主要是基于缩小舰载直升机的停放空间。目前服役或正在改进改型的舰载直升机大都采用电动旋翼和尾斜梁折叠技术。桨叶折叠一般过程如下(如EH101):①旋翼刹车;②启动自动折叠程序;③将旋翼的不折叠桨叶移至后部;④飞控系统被设计定在固定位置,确保有合适的折叠外形;⑤插入自动作动筒销,锁定自动倾斜器;⑥折叠桨叶的摇臂中每一个都装桨叶折叠机构,该机构卸下其中一个桨叶销,然后将其桨叶移向尾部;⑦尾部装置向前、后下移,使平尾位于后机身下方。

  二是为了便于水上降落,机身一般都是水密结构,并大都可选装浮筒或漂浮装置。

  三是为了便于装卸货物或士兵快速离机,一般尾部开有装载跳板/门。

  四是防冰除冰,由于舰载直升机在海洋环境下使用,防冰除冰是必须要解决的问题。当前一般舰载直升机大都采用电热除冰装置。当前,防冰系统正向轻质、低功耗和抗电磁干扰的方向发展。

  五是综合保障技术,舰载直升机需要在气象条件变化无常的海洋环境中飞行,经常在面积狭小、摇摆不定的舰船甲板上起降,又要完成各种复杂的海上作业,危及其安全性的因素很多,而舰载直升机的舰上起降、舰上停放、舰上牵引是影响其安全的三个要素,这也成为舰载直升机综合保障系统所要考虑的重点问题所在。

  六是舰载直升机动态对接飞行试验技术。自从使用舰载直升机以来,由于舰载直升机使用环境的特点,引起了陆基直升机没有遇到的附加难题。这些特点包括:舰的运动;舰的上部结构产生的尾流;飞行甲板有限的降落面积(尤其是搭乘直升机的小型舰船)。为了评估直升机在特定级别的舰上的使用能力,确定与这种使用环境有关的各种限制,大多数国家都制定并执行了舰载直升机飞行试验计划,并称之为动态对接试验。除了确定和量化各种舰载飞行条件下直升机的使用能力外,动态对接试验还须评估舰上航空设备和程序的适用性和安全性。影响舰载直升机安全使用的因素很多,飞行甲板的大小、形状、位置和标记,与舰上部结构的远近,不可预测的舰运动和扰动尾流的影响必然增加直升机舰上使用的困难。此外,舰上或周围的照明、飞控系统性能下降、基本直升机飞行特性较差等情况也进一步增大了舰上使用的难度。因此,动态对接试验要求系统地测量和确定这些潜在不利因素的影响及其复杂的相互关系,并给出直升机舰上使用包线。除了发展舰上使用包线,动态对接试验还评估和提供舰上相容性资料,评估舰上尾流、废气和舰上电磁干扰等对舰载直升机使用的影响。此外,还须评估舰上目视降落辅助装置、照明及飞行甲板标记的适用性。(作者:中国航空工业发展研究中心航空技术所 张广林 张慧)(责编洪山)

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