-
1 # 風土水火
-
2 # 老槍與戰線
這種利用尾部排氣抵消扭矩的直升機已經有了,稱為無尾槳直升機
不過和你的設想略有不同,無尾槳直升機的尾部排氣仍是透過內部風扇產生氣體,而不是直接利用渦輪發動機的廢氣,具體原因不詳,我估計可能涉及效率和精確控制的問題。
最早採用這種思路的是英國1945年的西爾瓦W.9。此後1957年西班牙的Aerotecnica AC-14如你所願直接採用了渦輪發動機排氣。但是這些早期設計毫無例外比直接使用抗扭矩槳複雜,因此奧卡姆剃刀把它們統統砍掉了。
上世紀70年代末,美國休斯直升機公司(現在已經被麥道吞併)又把這個概念撿了起來。他們認為採用噴氣反推第一是安全(沒有尾槳),其次是安靜(沒有尾槳產生的氣動噪音)。
他們的設計就是從主減速分流動力驅動一套可變距風扇,產生的低壓氣體沿尾梁的氣道傳輸到尾部,經過一個可旋轉的類似百葉窗結構排出以抵消扭矩。最終休斯的這種直升機果然被稱為最安靜的直升機之一,當然現在叫麥道了。
第一種型號是MD 520N,N就是NOTAR的字頭,無尾槳的意思。其後又出現了500N、600N、900系列,以及MD Explorer。
配圖依次為:西爾瓦W.9、麥道無尾槳示意圖、MD 520N、MD 500N、MD 900、MD Explorer。
-
3 # 王司徒軍武百科
想法是很好的,但是這種設計會出現矛盾的地方,發動機排氣不能提供向量方向的力矩,它是不穩定的,隨著發動機功率的不斷變化,排氣量會有各種不同的表現,哪怕更換個環境,這種表現都會出現很明顯的差異。
反過來,垂直螺旋槳的力矩是可以非常簡單的進行同調與控制的,它是個單獨的零件,雖然也存在損壞或失效的可能,可靠性和易用性卻經過了長期的考驗。
再者,直升機發動機排氣與動力息息相關,如果使用排氣控制尾部力矩,那麼直升機一旦失去動力,整機會馬上進入自旋狀態,想搶救都沒辦法,只能轉著圈子墜毀。
而且有的直升機是雙發甚至三發動機構造,如何分配這種力矩輸出是相當麻煩的事兒,很顯然,人們不能讓那些比較大型的直升機去實踐無尾槳設計,這太不可靠了,倘若直升機的發動機出現驟然的停運,比如戰場上讓RPG打壞一臺,那麼無尾槳設計很難讓直升機快速調整到相應的力矩上來。
很顯然,將發動機排氣作為尾部平衡力矩的做法是有很大問題的,它並未提高直升機的效能,卻極大的增加了複雜度,降低了可靠性和突發險情時的挽救能力。
不過呢,並不代表這種直升機不會出現,麥道公司就在這上面進行了研究,它們稱其為NOTAR(No tail rotor 無尾槳)系統,目前幾乎所有的NOTAR技術都屬於麥道的專利,當然,現在是波音的。
然而這種技術雖然被實現了,卻頗有點得不償失之嫌,比如麥道最引以為傲的NOTAR直升機MD502N,無尾槳為它帶來的優點是:不用太在意飛行中的尾槳鉤掛、不用擔心降落時尾槳傷人、飛機靜音效果出色、整機震動大大消除。這使得MD502N成為比較優秀的醫務用機,機上可以很穩定的進行靜脈注射和其它緊密治療,也不會對乘客帶來更多的不適。
但它的缺點也一樣多,正如前面說的那樣,透過引擎氣流進行控制的機體並不是那麼穩定,因此在轉彎、調整姿態時,NOTAR直升機需要比普通直升機更加小心,在某些普通直升機能出勤的惡劣天氣,NOTAR直升機卻只能待在機庫裡。而且為了能容納排氣通道,直升機的尾翼部分被設計的異常碩大,這對飛行重心、整機質量、空氣效應方面都造成了一些影響。
所以,至少目前為止,NOTAR直升機仍然只是個特種直升機專案,這並不妨礙它們成為一款商品直升機,許多先進的直升機發展專案也越來越青睞無尾槳佈局,畢竟這能帶來相當好的駕乘體驗,是商務直升機的首選。
現在最大的問題是,許多NOTAR的基礎專利都在波音手中,而且因為固有的輸出穩定問題,無尾槳技術還無法穩定應用在輕型直升機以外的機型中,這使得許多直升機研發者乾脆繞開NOTAR的方向,比如採用涵道式尾槳,再或者採用共軸設計,例如卡52,它不用NOTAR,也沒有尾槳。
卡莫夫設計局的方案騷著呢,他們壓根就不玩複雜又不討好的NOTAR,直升機這種飛行器發展的路線還長的很,無尾槳的道路並非只有一條路可走,技術還遠遠沒有發展到盡頭。
回覆列表
想法不錯,但實際上可行性不高,第一是控制困難,氣流控制困難會有一定的延遲,準確性不如直接驅動尾槳。二是並不經濟,如果使用渦輪排氣會影響發動機工作狀態,如果使用引氣,會降低發動機效率。第三引氣管路及控制系統的重量可能也會比尾槳高。