高衛(wèi)軍 蔡 軍

（1、陸軍航空兵學院，北京101123 2、61255 部隊機務營，山西 侯馬043000）

直升機作為陸軍航空兵（以下簡稱陸航）的主戰(zhàn)裝備，主要擔負作戰(zhàn)、運輸、偵查等任務。陸航目前裝配的直升機都屬于常規(guī)構(gòu)型直升機，存在著航長短、速度慢、（最大平飛速度接近310km/h，要突破350km/h 的平飛速度仍然十分困難。）震動和噪聲較大等缺點。為了更好地發(fā)揮直升機的戰(zhàn)術優(yōu)勢，世界各軍事大國都積極的發(fā)展高速無人直升機。陸航作為陸軍的“主戰(zhàn)突擊”力量，應該緊跟世界直升機的發(fā)展潮流，盡快發(fā)展適合陸航自己的高速直升機，讓陸軍飛的更快、更遠。

1 高速直升機介紹

1.1 高速直升機的概念。直升機在空中飛行所需的上升力和推力都必須依靠旋翼的轉(zhuǎn)動來獲得，根據(jù)傳統(tǒng)的旋翼機飛行原理，直升機飛行過快時前行槳葉常常會產(chǎn)生激波，后行槳葉會產(chǎn)生失速現(xiàn)象，因而傳統(tǒng)直升機都無法突破340km/h 這個極限。航空界普遍認為凡是采用非傳統(tǒng)旋翼設計，且最大巡航速度超過傳統(tǒng)旋翼機前飛速度340km/h 極限速度的直升機都可視為高速直升機。目前世界上主要的高速直升機有美國的X-2 高速直升機、V-22 傾轉(zhuǎn)旋翼機和X-49A“速度鷹”，歐直的X-3 高速復合直升機等。（如圖1）

1.2 高速直升機類別。目前高速直升機主要可分為三種：復合式、傾轉(zhuǎn)式和停轉(zhuǎn)式。

復合式高速直升機是安裝輔助的動力推動裝置，改變了傳統(tǒng)直升機的旋翼既產(chǎn)生升力又產(chǎn)生推力的一種新型直升機。讓機翼為旋翼卸載是復合式高速直升機技術的核心。復合式高速直升機在懸?；虻退贂r，以傳統(tǒng)直升機模式工作。速度再提高時，旋翼轉(zhuǎn)速降低，機翼逐步承載。典型機型有美國X2、X49A-“速度鷹”、歐洲的X3 等。復合式高速直升機具有可利用現(xiàn)役直升機進行改裝、造價低風險低等特點。

傾轉(zhuǎn)式高速直升機是利用傾轉(zhuǎn)機使氣動部件自由的轉(zhuǎn)換成旋翼和螺旋槳，從而實現(xiàn)直升機懸停和低速飛行功能和螺旋槳飛機的高速飛行功能。構(gòu)典型機型如V22-“魚鷹”，憑借兩臺可自由旋轉(zhuǎn)的旋翼，在起飛和降落時兩臺螺旋槳推進器在頂部旋轉(zhuǎn)，進入平飛狀態(tài)后推進器與地面平行，直升機變身為固定翼飛機。

圖1 典型的高速直升機

停轉(zhuǎn)式高速直升機在低速飛行時氣動部件以旋翼的形式進行運轉(zhuǎn)件，進入高速飛行狀態(tài)后，旋翼停轉(zhuǎn)或收縮以固定翼方式提供氣動力。如美國的“蜻蜓”研究機。（目前只在研究階段）

2 高速直升機的關鍵技術

2.1 一體化設計技術。直升機一體化設計技術是指在掌握豐富的直升機設計基礎上，利用并行工程的設計方法和虛擬設計的技術手段對直升機所涉及的技術和系統(tǒng)進行全面的綜合和優(yōu)化，從而提高直升機的性能，降低研制成本，縮短研制周期。直升機飛行時旋翼所處流場比固定翼飛機飛行時所處的簡單穩(wěn)定的氣流流場要復雜的多，不僅有前進方向，還有旋轉(zhuǎn)切向和徑向方向。此外，機身與旋翼間還有復雜的縱向馬蹄形流和橫向渦流。為了進一步降低直升機高速飛行時的阻力，高速直升機普遍采用一體化設計技術，使機身更加緊湊，擁有流線型外形。

2.2 新型高效發(fā)動機技術。為突破340km/h 這個飛行極限，需要發(fā)動機能夠為高速直升機提供充足的動力。新型高效發(fā)動機普遍具有10%～20%的儲備功率，對需要垂直起降和高速飛行的直升機非常重要?？梢哉f沒有新型的優(yōu)秀發(fā)動機，高速直升機的研制就會失去根基。因此在高速直升機研制中普遍采用新型高效發(fā)動機作為高速直升機動力裝置的首選，如美國的X-2 高速直升機就采用當今世界最先進的T800 新型渦軸發(fā)動機作為動力裝置。

2.3 智能旋翼技術。智能旋翼也稱自適應旋翼，它能利用智能材料對噪聲、震動等進行主動控制。在高速直升機的研制中絕大部分性能指標都與旋翼性能密切相關。如X2 采用雙重復合式旋翼技術，采用主動控制結(jié)構(gòu)，在旋翼中植入振動傳感器、光電傳感器等，使計算機對槳葉完成主動控制。旋翼可以隨飛行狀態(tài)的變化自動變化，使直升機保持最佳的氣動外形，同時減輕20%～40%的槳葉重量，并且對噪聲和振動具有很好地抑制作用。

2.4 電傳操控智能座艙技術。智能化駕駛艙是指綜合使用各類電子信息技術，通過提升直升機駕駛艙的程序化和自動化駕駛水平，從而減少駕駛員的工作負荷，提高飛行品質(zhì)的直升機駕駛艙設置。如故障顯示系統(tǒng)可以自動診斷電子系統(tǒng)和機械系統(tǒng)的故障，甚至能預報將發(fā)生的故障，并顯示出防范措施。如X2 就是采用先進的數(shù)字化電傳操控系統(tǒng)，其飛行控制，通信導航，火力控制，電子對抗的性能得到大幅提高。

3 我國高速直升機發(fā)展現(xiàn)狀

我國高速直升機的研制還處于驗證和試驗階段。近日，有新聞媒體報道了中航直升機所研制的“絕影”無人高速直升機（圖2）已經(jīng)進入驗證機實驗階段?！敖^影”采用和X-2、S-97 相同的共軸雙旋翼螺旋槳的結(jié)構(gòu)，共軸雙旋翼的優(yōu)點是利用2 個旋翼的對轉(zhuǎn)消除旋翼對于機身的扭矩，從而可以取消機尾的尾槳，騰出機尾空間來安裝推進系。

復合推進直升機的缺點就是擁有兩套傳動/推進系統(tǒng)，占據(jù)機內(nèi)寶貴的空間，降低載荷，經(jīng)濟性較低，維護比較復雜，另外就是速度仍舊有限制，因此復合推進直升機一般被視為高速直升機發(fā)展過程之中的一個過渡，而傾轉(zhuǎn)旋翼機則被認為是未來發(fā)展的方向，目前中航直升機也進行了傾轉(zhuǎn)旋翼機的研究。如圖3 為“藍鯨”高速直升機概念模型

圖2“絕影”無人高速直升機

圖3“藍鯨”高速直升機概念模型

4 陸航高速直升機的發(fā)展方向

4.1 重視高速新構(gòu)型直升機的基礎研究。高速直升機長期持續(xù)的蓬勃發(fā)展，關鍵是切實抓好基礎研究。陸航學術機構(gòu)可以憑借多年在直升機方面的科研積累，從一體化設計技術、新型高效發(fā)動機技術、智能旋翼技術和電傳操控智能座艙技術四個方面開展高速直升機關鍵技術的研究。我們在學習借鑒的同時，又要堅持自主創(chuàng)新，為發(fā)展陸航自己的高速直升機提供充足的技術動力。

4.2 發(fā)展具有陸航特色的高速直升機構(gòu)型。根據(jù)陸航現(xiàn)有直升機類型，我認為陸航發(fā)展高速直升機應首選復合式高速直升機作為主要研究方向。復合式高速直升機是在常規(guī)直升機的基礎上附加升力和推力的，它具有低風險和低造價的特點，可以方便的利用現(xiàn)有的直升機機體進行改裝，大幅提升現(xiàn)役直升機的速度、航程、機動性和生存能力。

例如2000 年美國啟動X-49A“速度鷹”復合直升機驗證機計劃，在UH-60-“黑鷹”直升機基礎上加裝機翼及矢量推進涵道螺旋槳推進器，使直升機速度提升到360km/h。歐直X-3 高速直升機以海豚系列直升機為改進基礎，轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)來自EC-155 直升機，主齒輪箱及傳動系統(tǒng)來自EC-175 直升機。從飛行測試來看X-3 機動性和低振動水平十分理想。陸航擁有大量的在海豚基礎上改型的直-9 型系列直升機。長期的飛行證實了該機型的成熟可靠，在直-9 型直升機基礎上進行高速直升機的改裝，周期短并且容易獲得成功。

4.3 廣泛開展國內(nèi)合作，加速陸航高速直升機發(fā)展。陸航可以借鑒與國內(nèi)航空企業(yè)多年合作的成功經(jīng)驗，開展、項目合作、轉(zhuǎn)包生產(chǎn)技術合作等形式的合作。利用國內(nèi)的航空資源提高技術、管理水平和技術創(chuàng)新能力，實現(xiàn)陸航高速直升機快速發(fā)展。中航工業(yè)直升機設計研究所設計開發(fā)的“絕影”復合式高速直升和“藍鯨”傾轉(zhuǎn)旋翼機代表著國內(nèi)高速直升機的前沿。陸航可以嘗試尋求雙方都感興趣的切人點積極參與分工或開展對等合作。

與世界和國內(nèi)直升機同行相比，陸航的高速直升機研究還未得到充分的重視。我們要抓住難得的直升機高速發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期，把握住高科技加速發(fā)展的特點，真正走出具有陸航特色的高速直升機研制道路。我們相信通過全體陸航人的不解努力，陸航的高速直升機必將翱翔于祖國的藍天，給陸軍插上高速飛行的翅膀。