微型逃命直升机

1999-06-07蔡汝鸿

航空知识 1999年11期

蔡汝鸿

在30多年前的越南战争中，那些被越方击落的美国飞机飞行员在跳伞后，常常掉落在敌人后方，他们时时都有生命危险，总想尽快逃命。这就给美国军方提出了一个问题：如何迅速、有效地救援这些飞行员，使他们尽快脱离险境。

为此，美国航宇通用公司总经理吉尔伯特·马吉尔组织一邦人进行了研究。这位总经理是超轻型单人直升机专家。研究结果，他们提出了研究一种“微型直升机”供要逃命的飞行员使用的方案。具体办法是：将微型直升机折叠装入一个容器内，用飞机把容器空投给在敌人后方的美国飞行员，由飞行员将微型直升机从容器内取出安装，然后驾驶它飞到附近由己方控制的安全地点。当然，这种微型直升机结构不能复杂，应组装方便，容易驾驶。

这项研究计划，美国海军很感兴趣，所以最初是由他们出资研制的。虽然要将直升机装入小小的容器十分不易，但在解决了一个个技术难题以后，第一架原型机终于在1973年3月31日进行了首次飞行。但是，由于研制计划的延误，到1975年越南战争结束时，因美国海军已不需要这种微型直升机了，所以中止了研制合同。不过，马吉尔研制小组并未停止研制工作，并于1978年与美国陆军签订了进一步的研制合同。

美国陆军打算让特种部队作战人员使用这种微型直升机，深入到敌方地区作战。因为这种微型直升机可飞行在敌方雷达探测高度范围以下，不易被发现。在合同完成了65％以后，由于陆军经费不足，致使研制计划延迟到1983年。

主要特点

这种用来给飞行员逃命的微型直升机主要有以下三大特点：

其一，它是名副其实的微型直升机，整机尺寸小，结构简单，易于拆装。该机拆开后，可装入一个小小的圆柱形容器内，容器直径仅0.53米，长1.52米。要逃命的飞行员在敌人后方，时时都有危险，所以该机结构必须十分简单，以利于飞行员就地装配。该机除了有一副尺寸不大的双桨叶旋翼外，就只有极简单的动力系统和操纵系统，基本型甚至连飞行员座椅和起飞、着陆用的起落架都没有。直升机起飞和着陆，是利用飞行员的双脚来完成的。直升机结构如此简单，操纵也不会复杂，该机的“单杆操纵”系统，即使飞行员没有飞过直升机，也能很快熟悉和掌握，飞行员只须用一只手向想飞的飞行方向推动操纵手柄，就能飞行。

其二，它是一种仅供一个人使用的单旋翼直升机，这是由它的用途决定的，因为被击落飞机飞行员往往只孤单一人。而且，营救方式不是由他人去现场帮助飞行员，然后一起逃生；而是将这种直升机空投给需要救援的飞行员，让飞行员自己独立完成装配，并起飞逃命。这种旋翼只有两片桨叶的单人直升机，结构最简单，这便有利于飞行员在现场迅速组装，并驾驶它逃生。

其三，它的动力系统与世界上大多数单旋翼直升机不同，采用了安装在桨尖的微型火箭喷气发动机，所以它是一种桨尖喷气直升机。其旋翼旋转是由位于桨尖的火箭发动机喷气的反作用力来驱动的。

这种火箭发动机喷出的气体，是依靠燃料直接进行化学反应来产生的。因为它采用的燃料是90％的过氧化氢和10％的水。过氧化氢在高温环境中，在镀银催化剂的作用下，能分解成水和氧。由于这种化学反应是一种放热反应，所以它能将水和氧加热，使其变成过热蒸气和氧气，并以高速度从发动机喷出，从而驱动旋翼旋转产生升力。

这种发动机不仅对大气没有污染，而且体积小、结构简单，简单到甚至没有一个运动部件。

三种构型

马吉尔研制小组设计的这种微型直升机有3种构型：基本型、改进型和完善型。

基本型供美国海军使用。结构最简单，由燃料箱、操纵装置、旋翼等组成的机体骨架被直接捆绑在飞行员身上。两个燃料箱位于飞行员身体两侧，容量各为26.5升。它没有起落架，由飞行员的腿兼作起落架使用。

改进型是比较成熟的微型直升机形式。它拥有一个由钢管焊接成的框架，燃料箱、操纵装置、旋翼等被合理地连接在框架上。框架上还连接有飞行员座椅和滑橇式起落架。而且，起落架支柱装有油气减震器。它的两个容量各为26.5升的燃料箱位置也在飞行员身体两侧。

完善型与改进型基本相似，但加装了一台4缸活塞式发动机和一副木质双桨叶固定桨距推进式螺旋桨。发动机功率67千瓦（90马力）。

前两种构型的直升机在飞行时，由火箭发动机喷气驱动旋翼旋转产生升力而起飞，前飞则由飞行员前推操纵手柄使旋翼前倾来实现。第三种构型的直升机虽然在起飞时也是依靠火箭发动机驱动旋翼旋转来产生升力，但前飞不仅可由前倾旋翼来推进，而且也可由活塞发动机驱动推进螺旋桨来推进。所以，这种完善型微型直升机，在桨尖的火箭发动机不工作时，例如被关闭，或者飞行中失效，它仍能由活塞式发动机驱动螺旋桨来维持飞行。此时，它实际上就成了一架自转旋翼机。

完善型旋翼的两片桨叶采用8H－12翼型，为轻合金挤压件，由挥舞铰与桨毂相连。旋翼直径为5.49米。火箭发动机装在桨尖的整流罩内。全机被拆卸折叠后，可装入CTU/1A容器内用于空投。旋翼的两片桨叶，每片是分成两段折叠装入空投容器的。

机体框架呈A形，由钢管焊接而成。框架的V形尾面右侧装单桨叶尾桨，可用于提供方向操纵。桨尖两台火箭发动机单台推力为0.187千牛。机体两侧的两个燃料箱内装活塞式发动机用汽油，火箭发动机燃料则装在A形框架顶部的燃料箱内，容量为15.1升。这些燃料足够该机起飞6次使用。只需一只手操纵的操纵杆，悬吊在A形框架上，位于飞行员前面的适当位置，可为飞行员提供方便的操纵。

“火鸟”微型直升机

正当马吉尔研制小组因缺乏经费而中断微型直升机的研制工作时，瑞士的路易斯·施莱弗公司向该小组购买了全部三种构型的微型直升机及其零部件。该公司确信，这种微型直升机经进一步改进后，能够进行生产并提供使用。他们在微型直升机原来那三种构型的基础上，经过改进相应制成了MC7 B－1、MC7 B－2和MC7 B－3三架微型直升机。MC7 B－1型用于试验桨尖喷气的火箭发动机系统，B－2和B－3型则用于飞行试验。

由于该公司对这种微型直升机推向市场缺乏信心，所以在1995年将专利卖给了英国的英托拉火鸟公司。火鸟公司略作修改后，便将这种微型直升机命名为“火鸟”投产。

实际上，“火鸟”与原来的直升机相比没有什么变化，所谓修改只是把装在桨尖的发动机从桨尖内部移到了外部。由于催化剂必须每5个飞行小时更换一次，为在15秒钟内完成更换工作，所以对其检查口盖作了改进，以便及时检查和更换。单杆操纵系统没有改动，驾驶员可方便地控制操纵杆向上下左右移动，从而达到向需要的方向飞行的目的。即使不是飞行员，一个普通人经过简单训练，也能驾驶该机飞行。由于“火鸟”体积小，运输十分方便，一架波音公司的“支奴干”双旋翼直升机，舱内一次能装运47架。

据分析，“火鸟”直升机的使用费用仅为常规直升机的一半，而且，其有用载荷与直升机空重之比，要比装涡轮发动机的直升机高得多，所以该公司预计它会有较广泛的用途和较好的销售市场。该机军用能携带多种任务舱，也能携带武器，能执行多种任务。例如，能作为反舰导弹的假目标，为战舰提供保护。民用则可用于森林巡逻、边界监视、执法和渔业支援等。到目前为止，该机已携带40种不同的有效载荷进行了飞行试验。

英托拉火鸟公司在英国绍森得机场的微型直升机生产线，已经取得了英国民航局的生产许可证。美国联邦航空局也批准将这种直升机用于试验和飞行表演。预计，“火鸟”直升机将在2000年取得英国民用航空局的特种类别适航证。

设有单座座椅的“火鸟”直升机，每架售价约为5万美元。自从该机在1998年英国范堡罗航空展览会上展出以后，已有约130个用户表示出有购买兴趣，其中大部分用户来自军用部门。为此，火鸟公司计划在“火鸟”未获得民用适航证之前就将其投产。估计生产速度最快时将达到每周8架。该公司还计划在购买“火鸟”直升机的国家建立培训站。

除了MC7 B－1、B－2、B－3三种构型的直升机外，火鸟公司还在研制具有封闭座舱的双座型“火鸟”（题图中所示前为敞开式单座，后为封闭式双座）。同时，该公司还计划研制装Rotax汽油发动机的“火鸟”自转旋翼机。