直升机 -高 正-第2章
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下面一个短片是记录美国在伊拉克，直升机怎么用的。这个是伊拉克的前总统萨达姆在备战。美国人首先是出动了大量的武装直升机，这个是他的AH1W超眼镜蛇，它上面装备了导弹，火箭和机炮来攻击地面的目标，包括地面的工事、雷达站、车辆和地面的步兵，这是发射导弹打击伊拉克的坦克，这个是AH64阿帕奇直升机，这是美国的主战直升机，在进攻巴格达的时候，他结集了一百五十架阿帕奇，但是也没有用上，因为共和国卫队没有抵抗。阿帕奇直升机的火力是非常强的，它带的有机炮，也有导弹也有火箭，这是他用机炮来射击，攻击地面的步兵和地面的工事。这是发射火箭，这是发射导弹。
第二种用处是运机动兵力。在战争初期的时候，它紧急出动直升机占领了伊拉克西部的两个机场，切断了和叙利亚的联系。另外从海上攻占法奥半岛的时候，它没有攻击滩头阵地，他把军队直接运到后方，垂直登陆占领了法奥半岛。
第三个用处是侦察。这是它的OH58，勇士基澳瓦，桅杆上面装的是一个侦查器，包括红外的，电视的雷达。它把战场上的情况，实时地传输给指挥机关和地面部队。这种是AH64D叫长弓阿帕奇，它旋翼上面装的是长弓雷达，它用雷达探索到目标以后，因为它带了武装，它可以直接进行攻击，它经常是做贴地飞行，飞到树梢高度。
第四种用途就是后勤保障。地面部队往前推进的时候，它后面建立了几百公里长的后方补给线，叫空中走廊，对地面部队进行伴随补给。这是黑鹰补给机队，所以它不需要占领道路，它用空中补给。还有CH46，海上勇士直升机，把它的伤病员运到海上去，运到海上救护船上去。
上面介绍的是直升机的使用情况，下面看一下咱们国家的直升机。这是直五。从一九五六年开始试制，五八年开始首飞。从五八年开始出飞机，生产了二十年，到一九七九年停产，总共生产了五百四十五架。这种直升机起飞重量是七吨二五，平飞速度是二百一十公里/小时，航程到五百二十公里，这算是第一代的早期的直升机。现在我们国家正在生产一种叫直8的直升机，是一九八二年首飞，九四年定型。这是我们国家现在生产的最大的直升机，起飞重量12吨以上，外面可以外挂五吨的重物来吊挂飞行。它的航程可以达到八百公里，这架直升机是水上机，可以在水面起落，也可以在舰艇上起落，现在也有陆军型了。这种是我们国家正在生产的直9直升机，是上世纪八十年代从法国引进的海豚生产专利，设计比较先进，就刚才我讲到，它的空机重量只占起飞重量的一半，它起飞重量到四吨一，它自身的重量只有两吨零五十，差着一半，它的速度比较高，可以达到时速三百零六公里，航程也可以到八百六十公里，咱们的驻港部队就是用的这种直升机。现在这种直升机有军用、民用，有好多种型号。这也是我们国家正在生产的直11直升机，是九四年首飞，二零零零年定型，今年又取得了民用的适航证，是军民两用。这是轻型的，起飞重量二吨二，五座，升限到五千二百一十米，航程六百公里，这也是我们陆航装备的主要机种之一 。这种是小型的EC120，是法国牵头和中国、新加坡合作研制生产的，最大起飞重量是1吨7，它的空机重量是890，所以也是一半。速度是每小时230公里，航程也是到700多公里，这是很先进的一种直升机，目前我们是生产直升机的一部分，还没有出整机，整机还在法国出，将来不久我们国家也会出整机的。这些是我们现在正在生产的我们国家的直升机。这几种是我们国家研制过，飞行过的几种直升机。这个叫延安二号直升机，是1975年完成了试飞。这架是直六直升机，这是大的，起飞重量是8。1吨，在1976年完成了试飞。这个是701直升机，也是一吨二，双座的。这个就是蜜蜂16是单座的，下面这两架都飞过。
现在我们国家正在研制先进的直升机。那么大家知道了直升机的飞行原理，它的应用和我们国家的情况，但是现在我们感觉科技发展无止境，直升机还有许多令人不满意的地方。从用户要求来看，这几个方面需要大力发展和改善。第一就是要改善它的可靠性和耐久性。这是相对于飞机而言的，因为刚才我讲到它的结构和飞行的特点，容易产生故障，因为振动大，一直处在交变载荷下，使它的耐久性和可靠性还不能令人满意，寿命一般就是几千小时，故障率比飞机要高。第二方面驾驶和维护都比较复杂。因为它结构复杂。另外大家可以想像，一个旋翼旋转把一个飞机挂在空中，它是稳定的吗？它本质上是不稳定飞行器，要想让它稳定的悬住，驾驶起来就比较难。就像杂技演员耍盘子，他用一个杆能把一个盘子耍住，但是那要训练的，驾驶直升机悬停是比较难的一个动作。第三方面就是性能。现在的直升机虽然速度记录已经超过了400公里的时速，比起飞机来讲还是低一些，当然比汽车要高一两倍了，因为速度低那么航程也就要小，飞得慢也就飞得近一些。另外因为直升机有各种各样的用途，所以对它的专用性能要求就很苛刻。譬如有的直升机要它做空中起重机用，它把很大的电缆塔，它要吊起来运到深山里面，放到山顶上，底下和地角螺钉对起来，把螺丝拧上。所以要求悬停和操纵非常精确。有的像军用机、它空战得有大的机动性。那么各种不同的用处有对它的各种不同的特殊的要求。第四个方面，就是要减小振动，要降低噪声。振动大家很容易理解，噪声这个事情现在来讲对直升机是一个难题。搞气动的，搞结构的，都在认真研究。因为旋翼是一个很大的旋转体，尾桨又在旋转，发动机又在发出噪声，在很远就听到了，这叫环境的噪声污染。在座舱里面，顶上有一个很大的齿轮箱减速器，又有发动机，人座在里面，在减速器和发动机的下面，如果这个直升机再是个金属壳子，就像把你放在一个铁桶里面，在外面敲铁桶，这个噪声是很严重。当然在想各种办法在降噪，在隔音。但是仍然比不上座客机那么舒服。
总而言之，从使用角度来看这些方面是存在缺点，还要再不断地改进，才能够使它更好用，更经济，就走向普及。从技术方面来讲，我就不多说了，大家可以知道，重点的改进是这样几个方面；一个是旋翼，旋翼是直升机的核心，在气动上怎么样优化使它气动效率更高，在结构上怎么更简单。譬如说桨毂，从几百零件，简化到几十个零件，简化到十几个零件。如果再搞成，比如说两个零件，桨毂是一个，往轴上一套，桨叶是一个，往轴上一对，不要维护检查就更方便了。第二个方面就是复合材料和智能结构的采用。现在所有的飞行器、航空器里面，直升机用的复合材料是用得最多的，有的直升机结构重量的70％已经是复合材料，旋翼、尾桨现在都是复合材料，飞机还没有达到这个程度。因为直升机太需要耐疲劳，减振、降噪了，而且有些特殊要求。比如说直升机在海上用，盐雾、霉菌、湿热对它的腐蚀一般金属是抗不住的，而复合材料是抗得住。所以复合材料在直升机上的用处现在发展很快。智能结构能够自动适应你的要求，根据载荷，根据空中飞行状态自动调整它的形态，这个在旋翼上更发挥它的作用。第三方面就是电子技术。电子信息技术，综合管理技术，特别是智能化自主飞行控制。我在设想，直升机驾驶不是很困难吗？如果靠自主的智能化控制，将来直升机的驾驶就变成按开关，那么按一个开关“悬停”它就起来了，再按一个开关“前飞”它就往前走。这样就像我们以前用的照相机，开始要对焦距，调光圈很难照得好，现在傻瓜相机人人都会用，那么将来直升机也变成傻瓜直升机，咱不就是人人都会开了吗。当然为了实现这些技术，像大家所学的设计、试验、制造的新技术、新工艺、新材料也必须相应的发展，才可能实现前面说的技术上的飞跃。这个就是总的讲发展的趋势和新技术。
最后我谈一点个人设想跟大家研究探讨一下。大家看这四个图，下面两个图是飞机。左边这个是我们国家五十年代就开始应用的“轰五”，右边这个是现在美国的“B…2”，这两种飞机的差别，五十年的差别，完全是不同的。但是上面看两个直升机，一个是五十年代的“S…61”，一个是最新的欧洲的“EH…90”；猛一眼看过去，好像没有什么大的区别，为什么五十年不变？是不是搞直升机的人特别保守或者特别笨？大家看，我想是这么一个原因。左边这个图，把直升机的动力装置，就是发动机和减速器，它紧靠着旋翼，还有传动轴传到尾部，它把直升机的核心的部位给占领了，总要把减速器放到旋翼下边，而发动机紧靠着减速器，就直升机上最好的位置被它占了。就是操纵和动力部分把位置一占，那么直升机的形状也就决定了，就是像个大头蝌蚪一样。所以现在为什么直升机大部分都是这个样子呢？这个样子显然阻力会比较大，旋翼对机身的气动干扰，互相影响也比较大。我想将来的出路能不能向这儿走，我设想了一架直升机，咱们把动力放到桨尖上去。这不是我发明的，这个五十年代就有喷气直升机试验过，都没有成功，这样的话机身里面就没有发动机也没有减速器，动力在桨尖上，喷气推动，问题是只要大家能研究出在离心力场里面能够稳定工作的小型的推进器，就解决了。所以把直升机上最好的位置就腾出来了。
第二个是操纵，我们不要什么拉杆、摇臂操纵，电传操纵不是已经在使用了吗？在旋翼的桨叶上搞一个小的衿翼，用电来控制这个小翼来摆动，用这个小翼的变化来改变桨叶的桨距，改变安装角。那么座舱里面只要驾驶员拧动开关，相当于操纵电位器一样，输入一些操纵信号，计算机会指挥桨叶上的那些操纵衿翼。这样就把直升机的操纵机构、动力装置都集中在旋翼上，我就叫它集成旋翼。这样机身里面就可以自由的安排，就可以像现在的飞机一样，我们就用飞机的机身，这样把旋翼装到飞机的机身上就可以了。那么再装上一个小的机翼，在高速飞行的时候，机翼产生一定的升力替旋翼卸载，那么可以增大飞行速度，在尾部装一个小的矢量推进装置。因为悬停的时候你怎么转弯呢？靠尾部这个小的矢量推进装置让它转弯。因为动力已经在桨尖上了，没有反扭矩传到机身上，就不需要大的平衡反扭的东西，所以将来希望，如果能解决了智能材料来控制桨叶的�
