(美國CH47支奴幹直升機是目前最成功的縱列雙旋翼直升機,該機目前還是美軍空中運輸的中堅力量)
作為現代軍事裝備體系中重要裝備之一,藉助優良、方便的起降效能,直升機從誕生開始就展現出了極大的戰爭應用價值。二戰之後,經過幾十年的發展,直升機也早已經開始大範圍應用,直升機的技術成熟度也達到很高的水平,直升機技術強國甚至已經開始研發下一代、更高標準的直升機,也就是高速直升機,比如傾轉旋翼佈局直升機和旋翼加推進佈局高速直升機。而和設計更加精密的新一代高速直升機相比,在直升機發展歷史上,人類也曾研發出當時算是特殊構型的直升機系統,比如縱列雙旋翼直升機。
時至目前,縱列雙旋翼這樣的直升機構型雖然已經算不上特殊,算不上獨特,但是,相比於研發生產技術難度更大的新一代高速直升機,縱列雙旋翼這樣的"老式"設計直升機仍然有很大的應用空間,對於很多直升機技術有限的國家來說,這種構型直升機實際上也還是有研發應用價值的。
中美俄曾經同期想到縱列雙旋翼佈局直升機設計,但只有美國成功
在直升機展露戰爭價值沒多久,在上世紀五十年代,當時的一些世界大國就想到了新一代特殊構型直升機的發展,中美俄就相繼開始了縱列雙旋翼直升機的研發。
(在幾乎同期,蘇聯也認識到縱列雙旋翼直升機的價值,並研發成功雅克24直升機)
前蘇聯/俄羅斯:在上世紀五十年代初,為了讓前蘇聯的直升機技術佔據世界主導地位,並滿足當時蘇軍對直升機的需求,前蘇聯政府就啟動了新型直升機研發專案。其中,前蘇聯最著名的直升機研發生產企業米里設計局獲得了容納12名全副武裝士兵的中型直升機研發主導權,而前蘇聯另一家知名的航空器研發生產企業雅克設計局則收到了研發一款可容納24名全副武裝士兵的重型直升機的命令。最終,雅克設計局研發出了當時還是最新構型的縱列雙旋翼直升機雅克24,該機問世時間比美軍現役享譽全球的支奴幹直升機早了10年。
雅克24直升機就採用縱列雙旋翼設計,採用兩臺1700馬力的活塞發動機。雅克24首架原型機1952年首飛,1955年年底就創造了兩項新的直升機載荷世界記錄,該機的改進型最多可搭載40名全副武裝士兵,或者3.5噸貨物,整體效能還算不錯。但是,雅克24自始至終都受到飛行和操控效能不足問題的困擾,最終,在僅僅生產40多架之後就停產,讓位給更加可靠的傳統佈局直升機米6。
(也是在上世紀五十年代,中國人也研發出CJC3型縱列雙旋翼直升機)
中國:在中國方面,中國人早在二戰結束後沒多久就在國外部分資料的基礎上研發出共軸旋翼設計直升機,也就是目前俄羅斯卡系列直升機常用的共軸旋翼設計。在隨後,中國相關團隊再接再厲,終於在上世紀五十年代初期研發出全尺寸的縱列雙旋翼直升機CJC3,並在隨後的試飛中成功的進行了"後退,橫飛,原地後轉,空中懸停等專案"的試驗。但是,同樣是受技術的原因限制,以及一些其他原因限制,CJC3縱列雙旋翼直升機專案最終被廢止。
到了上世紀五十年代末,中國人再次提出了縱列雙旋翼直升機的研發設計,也就是1958年以模型方式公開的"上燈一號"縱列雙旋翼直升機。該機原本計劃1959年完成相關的製造工作,併成為陸海空三軍通用的直升機。但是,沒多久,該專案就終止研發,中國的縱列雙旋翼直升機研發也就此止步。而且,以中國當時的工業能力,想要研發出縱列雙旋翼直升機,想要解決縱列雙旋翼佈局直升機的技術問題,明顯不太可能,當時的蘇聯工業都沒有解決的技術問題,當時的中國工業界也明顯無法解決這種構型直升機的技術問題。
(上世紀五十年代末中國推出了海陸空三用縱列雙旋翼直升機"上燈一號"專案)
美國:上世紀五十年代末,為了滿足美軍的作戰需求,美國陸軍向工業界發出新型運輸直升機專案招標書。在第二年,美國當時縱列雙旋翼佈局直升機研發的領導者伏托爾公司、在美國H25型縱列雙旋翼直升機技術基礎上研發的V114方案最終中標,並獲得全尺寸模型和原型機研發生產合同,該機的編號也正式更名為YHC-1B,也就是後來的美軍CH47型支奴幹縱列雙旋翼佈局直升機。
藉助美國世界最高水平的直升機科技,以及伏托爾公司在縱列雙旋翼直升機研發方面的經驗和技術,1961年9月底,YHC-1B型直升機原型機首飛。1962年8月,在YHC-1B的研製和試飛工作完成之後,伏托爾公司正式開始向美軍交付生產統一編號的YHC-1B量產型縱列雙旋翼直升機,也就是美軍CH47支奴幹初期型直升機。
在隨後,支奴幹直升機開始大量列裝美軍並迅速出口到多個國家,至今為止,CH47多個型號已經出口到十多個國家,總生產數量也已經超過1000架的規模,該直升機還發展出民用型號,並廣泛應用在各個領域,整體可靠效能非常了得。而且,作為支奴幹直升機的最重要使用者,美軍也同樣大量採購支奴幹直升機,該機的後續改進型號至今還是美軍空中直升機運輸的中堅力量,該機也同樣是目前世界最成熟、最可靠的縱列雙旋翼直升機。
(支奴幹直升機效能非常了得,在水上也能進行起降作業)
CH47支奴幹直升機的成功並非偶然,這種設計的優勢和美國的科技水平都是決定因素
根據公開的資料顯示,"常規直升機尾槳的作用就是用來對消直升機旋翼的反扭力,而尾槳消耗的功率和帶來的阻力對推進和升力沒有任何作用,純粹是為了維持飛行穩定。尾槳的尺寸不能太大,否則容易觸地,或者掛上地面異物。較小的尾槳只有增加轉速來提供足夠的反扭力,而較小的尾漿卻成為直升機噪聲的重要來源。直升機速度越快,或者起飛重量越大,尾槳的問題就越突出"。而若想要解決這個問題,和俄羅斯卡系列直升機慣用的共軸反轉旋翼設計相比,縱列雙旋翼設計似乎更好一些。縱列雙旋翼的兩幅旋翼不僅可以提供升力,還可產生前飛的推力。支奴幹直升機採用前後兩個旋翼基座,後旋翼基座高於前旋翼基座的設計就很好的提升了支奴幹直升機的效能。
而且,受益於縱列雙旋翼直升機的優異理論引數,支奴幹直升機還可以在行動中讓"機尾"搭"在窄小但突起的高地上,比如山尖、屋頂陽臺或者小船甲板,便於人員通過尾門迅速進出,而在這個過程中,支奴乾的前機身則依然處在懸停狀態"。
(縱列雙槳直升機可以在懸停中,讓機尾輕輕"搭"在窄小但突起的高地上,比如山尖、屋頂陽臺或者小船甲板,便於人員通過尾門迅速進出,但前機身依然處在懸停中。這是單旋翼直升機難以做到的)
受此影響,CH47系列支奴幹直升機的複雜環境戰場、複雜地形起降效能也達到很高的水平。支奴幹直升機除了能夠進行縱列雙旋翼直升機可以做到的尾部"搭"高地作業之外,水面起降效能也很不錯,美國方面就進行過支奴幹直升機水面起降的實際驗證。而作為最早開始縱列雙旋翼直升機研發的國家之一,美國的支奴幹直升機之所以沒有像中俄的類似直升機專案那樣夭折,美國的直升機科技優勢也是最主要原因。
前文已經提到,前蘇聯在發展雅克24型縱列雙旋翼直升機專案之時就遇到了一些技術問題,在隨後的很長時期內,前蘇聯也並沒有解決這個問題。而從美國CH47系列支奴幹直升機的成功應用來看,前蘇聯當初遇到的縱列雙旋翼直升機技術問題,美國工業界都已經很好的解決,比如前後雙旋翼設定導致的機身震動問題等等。而在整體設計佈局方面,美軍的支奴幹直升機明顯水平更高,而這些現實其實也都是美國直升機科技強於其他所有國家所致。
因此來說,任何一個國家的直升機發展,除了高水平的設計能力之外,整體技術實力也是最基本決定因素,在技術水平達不到的情況下,與其好高騖遠跟風發展新技術直升機,還不如以自身技術為基礎務實發展哪怕技術落後一些的直升機。(CX)