在2019年天津直升機博覽會10月10日正式開幕前,外場展出的一個“飛碟”引發網路熱議。現場展板稱該飛碟是“超級大白鯊”武裝直升機,最大起飛重量6噸,最大平飛速度達650公里/小時,轉場航程2950公里,效能頗為驚人。
從網路公佈的“超級大白鯊”結構圖看,該飛碟是一個設計非常前衛的圓盤狀飛行器,總體上相當於一個大號涵道風扇。涵道中央為並列雙座座艙,座艙周圍一圈網罩之下是大型共軸雙旋翼(風扇),外圈是環形涵道機身,內建驅動主旋翼的渦軸發動機、燃料、內建彈艙、前三點式起落架艙等元件。
為了實現650公里/小時的高速度,該機涵道機身兩側還各內建一臺渦噴發動機,專用於提供前飛推力,其作用類似複合直升機的推進螺旋槳。
由於沒有頂部旋翼的限制,“超級大白鯊”的雙座座艙配備有彈射座椅,徹底解決了困擾武裝直升機的逃生難題。兩名飛行員都佩戴有全系頭盔顯示系統,用於操作機腹20毫米機炮炮塔,以及彈艙內反坦克導彈乃至空空導彈的發射。
其實在人類航空史上,飛碟狀飛行器已經屢見不鮮,其中最著名的是阿芙羅加拿大公司在上世紀50年代研製的VZ-9“阿芙羅飛車”(Avrocar)。該機內建三臺渦噴發動機,其高速排氣通過飛碟周邊噴管噴出,通過康達效應拉動飛碟上表面氣流向周邊流動產生垂直升力。為了實現垂直起降,VZ-9中央還安裝了直徑1.5米的涵道風扇進行輔助,這個設計與“超級大白鯊”一致。等升空到一定高度後,VZ-9就能轉入平飛,通過選擇關閉機身周圍噴口來控制飛行方向。
雖然阿芙羅加拿大公司宣稱VZ-9能夠達到3000米最大高度和416公里的最大速度,但原型機在試飛中的飛行高度從未超1米,飛行速度從未超過56公里/小時,基本上相當於一艘更復雜的氣墊船。主要問題在於無論是康達效應還是涵道風扇,都無法產生足夠的垂直升力。
“超級大白鯊”也將面臨同樣挑戰,其直徑受限的涵道旋翼能否產生足夠升力值得懷疑。此外從總體設計上看“超級大白鯊”尚處於處於概念階段,還存在許多不足之處。例如其外涵道環狀機身截面頗為方正,既沒有翼型剖面也沒有任何可在前飛中為旋翼解除安裝的升力短翼,在涵道旋翼升力受限的情況下如何維持高速平飛將成為重大挑戰。
如果“超級大白鯊”將外涵道環狀機身改為翼身融合飛翼機身,再配合旋翼涵道上下安裝的百葉窗式艙門,那麼該機在高速前飛中就能關閉涵道依靠飛翼產生全部升力,不僅整個設計更易實現,可靠性也會大幅增加。
另外對於一種6噸輕型直升機來說,使用兩臺渦噴發動機作為推進裝置也顯得推力過剩和過於複雜,所以如果能簡化為居中安裝的單臺渦噴動機,或者改為渦軸發動機驅動的推進風扇,無疑能大幅降低重量和成本。