古詩詞大全網 - 成語用法 - V-22傾轉旋翼機的優點及缺點

V-22傾轉旋翼機的優點及缺點

傾轉旋翼機與常規直升機相比,歸納起來有以下幾個性能優點:

速度快直升機因受到旋翼前行槳葉激波失速和後行槳葉氣流分離的限制,當直升機飛行速度為:360千米/小時(即100米/秒)時,則旋翼前行槳葉處於90°處的槳尖相對氣流速度達300米/秒(旋翼旋轉時槳尖處的切線速度壹般為200米/秒),接近聲速340.2米/秒,再增加速度就很容易產生激波失速了,而此時後行槳葉在270°處相對氣流的速度為100米/秒,槳根部分會出現氣流從槳葉後緣流向前緣的反流區,從而使槳葉產生的升力減少,為使升力保持與前行槳葉相同,需要增加後行槳葉的槳距,但槳距過大會出現氣流分離現象。因此常規直升機最大速度超過360千米/小時、巡航速度超過300千米/小時的不多,而 V-22傾轉旋翼機的巡航速度為509千米/小時,最大速度可達650千米/小時。

噪聲小傾轉旋翼機因巡航時壹般以固定翼飛機的方式飛行,因此噪聲比直升機小得多,並且在150米高度懸停時,其噪聲只有80分貝,僅相當於30米外卡車發出的噪聲。

航程遠如V-22的航程大於1850千米,若再加滿兩個轉場油箱,航程可達3890千米。如果進行空中加油,該機具有從美國本土直飛歐洲的能力,而直升機的航程很少超過1000千米。

載重量大美國研制的傾轉旋翼機V-22懸停重量已達21800千克。貝爾直升機公司計劃研制的下壹代四旋翼傾轉旋翼機(V-44)可裝載80~100名士兵或10~20噸貨物。

耗油率低傾轉旋翼機在巡航飛行時,因機翼可產生升力,旋翼轉速較低,基本上相當於兩副螺旋槳,所以耗油率比直升機低。

運輸成本低:綜合考慮傾轉旋翼機耗油量少、速度快、航程遠、載重大等優點,其運輸的成本僅為直升機的1/2。

振動小由於壹般傾轉旋翼機的旋翼布局在遠離機身的機翼尖端,並且旋翼直徑較小,因此其座艙的振動水平比壹般的直升機低得多。 雖然傾轉旋翼機與壹般直升機相比有許多優點,但也有不少缺點,主要表現在如下幾個方面:

技術難度高傾轉旋翼機因既有旋翼又有機翼,並且要實現旋翼從垂直位置向水平位置或水平位置向垂直位置傾轉,因此在旋翼傾轉過程中氣動特性的確定;旋翼/機翼、旋翼/旋翼、旋翼/機體之間的氣動幹擾問題;結構設計;旋翼在傾轉過程中的動力學分析、旋翼/機翼耦合動載荷和穩定性問題;操縱控制技術及操縱系統動力學設計等方面都遇到了許多技術難題。

2001年,美國航空航天局(NASA)在對MV-22“魚鷹”進行的壹項獨立評估中發現,還有未知的航空力學現象會威脅該機的安全,並阻礙該機的開發和部署。因此,它建議恢復該項目,這樣許多問題可以通過測試來發現和解決。可見,傾轉旋翼機技術還遠談不上已成熟,還有許多技術有待進壹步研究和驗證。

研制周期長從40年代起,美國貝爾直升機公司就開始進行傾轉旋翼機的研究,已經過50多年的技術發展,其技術仍不是很成熟。“魚鷹”傾轉旋翼機仍存在諸多問題,並沒有真正形成戰鬥力和投放民用市場。傾轉旋翼機的技術研究和型號研制的周期都相當長。

研制費用高、單機成本高由於傾轉旋翼機是壹項高新技術產品,其技術復雜、難度高,因此要驗證各項技術需要很高的費用,造成研制費用和單機成本都高得驚人。像美國的“魚鷹”傾轉旋翼機的研制費用達380億美元,其海軍型MV-22的單價達4400萬美元。

旋翼效率低與直升機旋翼相比,螺旋槳旋翼的扭轉角比較大,這對於確保槳葉根部能夠在前飛狀態下產生較大的拉力是十分有必要的。但在懸停狀態時,采用大扭轉角設計螺旋槳旋翼,其工作效率會大大降低,這就意味著由發動機輸送過來的可用功率有很大壹部分都被損耗了。

氣動特性復雜在直升機前飛速度很低且下降速度較大時,它就會陷入到自身的下洗氣流當中,此時極易導致渦環狀態的發生。在渦環狀態下,空氣會繞著旋翼槳葉的葉尖呈環形流動,形成了類似於炸面包圈的渦流。渦流內部的空氣壓力下降,這就導致旋翼會損失壹部分升力。

如果此時飛行員試圖通過加大油門、增大槳葉工作迎角的方法來彌補因渦流而損失的那部分升力,那麽渦環運動將會加速,導致旋翼損失更多的升力,情況就變得更加糟糕。

由於MV-22飛機的機體重量大,導致由發動機輸出的可用於機動飛行的剩余功率減少。另外,MV-22飛機上的兩副螺旋槳旋翼采用的是較為獨特的橫列式布置方式,壹旦在飛行過程中出現壹側旋翼進入渦環狀態,而另壹側則正常工作的情況,就會導致左右兩側的升力失衡,飛機就會向著受到渦環影響的壹側旋翼方向滾轉。

可靠性及安全性低可靠性的高低直接影響著安全性的好壞。迄今為止,兩架V-22飛機的墜毀事故都可能是源於發動機艙內液壓系統的泄漏。機上液壓系統,尤其是發動機艙內與飛行控制系統相關部分的可靠性低的問題,對V-22飛機的安全飛行構成了極大威脅。

可靠性和維修性之所以不甚理想,除了與維護人員的技術水平、熟練程度等因素相關之外,更重要的還源自於飛機設計上的欠缺。就在2000年發生兩起墜機事故之後,事故調查人員就已經充分地認識到了這壹問題的嚴重性,要求貝爾和波音公司對發動機艙進行重新設計。