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直升机江湖水又皱

2015-01-04钟立

航空知识 2014年12期
关键词:西科斯基原型机袭击者

钟立

1939年,西科斯基凭借VS-300的成功首飞,一举奠定了现代直升机单旋翼加尾桨布局概念。时隔75年后的2014年,西科斯基希望能够借助最新产品重塑旋翼飞行器概念:更高的速度、机动性和悬停性能,同时保持直升机原有的低速灵活性等特色。

10月2日,一架S-97“袭击者”在佛罗里达西棕榈滩西科斯基研发测试中心被正式推到公众面前。这架S-97是这种新布局的第二架样机,也是新概念直升机的第三架。2010年的X-2技术验证机算是第一架,该机速度成功突破了260节。第三架将是西科斯基与波音联合开发的SB.1“挑战”,预计在2017年首飞,该机将被波音-西科斯基用于竞标美国陆军联合多用途空运系统(JMR)。

借助“袭击者”(Raider),西科斯基的新概念旋翼机计划完成了一个重要步骤,未来西科斯基希望把6 000磅(约2.7吨)级刚性共轴旋翼复合推进直升机X-2放大到30 000磅(约13吨)级未来中型垂直运输直升机,从2013年起逐步取代现役的UH-60“黑鹰”。

“袭击者”项目还提供了一个宝贵的机会,让西科斯基再度操演了一把快速原型机制造技术。西科斯基强调X2的研制并不属于发明创造,只是对现成技术的“聪明综合”。早在上世纪70年代,西科斯基就首飞了刚性共轴双旋翼复合推进直升机构型XH-59试验直升机。当时该机最大时速曾突破260节,但噪音、振动和油耗都较大,且结构复杂,操纵困难,两名飞行员操纵这架拥有4台发动机的直升机都手忙脚乱。

作为公司自有科研项目,西科斯基在X2上投入了5 000万美元,花费了43个月实现了首飞,经过17次试飞,实现了250节平飞速度的目标。与XH-59不同,X2验证机采用先进的电传飞控系统、旋翼桨毂减阻技术、一体化辅助推进技术、主动振动控制技术、轻量化刚性复合旋翼和结构,在克服新布局弊端的同时挖掘性能潜力。最终的结果是,西科斯基让世界看到,他们有能力开发一架单座单引擎直升机,其飞行速度相当于“黑鹰”的两倍,但振动水平却与之相当。

4年前的X2有效扩展了复合式直升机的飞行包线。有了X2这碗酒垫底,西科斯基于2010年7月发起“袭击者”项目,计划2014年12月实现首飞。首批两架原型机研制总投资2亿美元,西科斯基提供总经费的75%,其余部分则由38家供应商以共同投资方式提供。按计划,第一架原型机用于飞行包线拓展验证,第二架则用于用户演示。对于这一项目的必要性,西科斯基总裁米克·莫勒说,虽然美国政府在经济压力下做出削减军费开支的决定,但对于军事装备性能提升的需求却不会因此缩水。

“袭击者”安装一台2 600轴马力通用电气YT706型涡轴发动机,起飞重量约4吨,使用直径10.2米的4叶共轴反转无铰刚性双旋翼,取消了传统直升机的反扭矩尾桨。发动机在驱动主旋翼工作的同时,还为尾梁末端一副直径2.1米的变距推进螺旋桨提供动力,产生前向推力,用于高速飞行以及加速、减速机动。在低速飞行或悬停时,飞行员可以通过离合机构停止推进螺旋桨,以提高安全性并降低噪音。

“袭击者”的设计速度目标是巡航时速超越220节,这种推进构型也适用于其他飞行器,能够实现快速水平加减速,包括迅速调整机头指向,实现武器投放。西科斯基希望通过“袭击者”项目探索这些全新性能的实际应用价值。目前首架“袭击者”原型机已经做好了地面测试准备工作。第二架原型机零部件也已准备就绪,机身已经完成。在对1号机进行飞行测试后,将根据结果对2号机进行适度修改。西科斯基为1号机制定了4阶段飞行测试计划,开始是悬停试验和低速飞行试验,然后进入扩展速度和机动包线阶段,最后是高速大过载和非常规低速机动试验。用项目负责人米勒的话说,“我们将尝试X2未能实现的性能”。根据来自西科斯基的消息,西科斯基曾聘请多名有着丰富直升机、固定翼飞机和倾转旋翼机驾驶经验的飞行员来试驾“袭击者”飞行模拟器,并将他们的反馈信息融入研发工作。显然,西科斯基想拿出一种不同于以往直升机和旋翼机的产品,只有这样,才可能从紧缩的军费中争取到最多的粮食。

“袭击者”最早的缘起是美国陆军武装航空侦察项目(AAS),但由于美军钱袋随着预算紧缩日渐干瘪,该项目早已风雨飘摇。尽管如此,西科斯基却一直没有放松与潜在用户的接触,尽力了解后者希望在演示中看到新机哪些性能。西科斯基希望在2号机演示中,向潜在用户展示其独特的任务能力。为了让新构型直升机更具说服力,西科斯基在发掘其飞行性能的同时,还必须用快速原型机制造和便捷生产能力给项目加分。虽然“袭击者”原型机并非完全按照军方标准所制造,但西科斯基表示,可以随时根据军方标准提交变更方案。基于虚拟设计技术和仿真试验技术,新方案在降低风险的同时,还能保证理想的进度。2013年,西科斯基曾公开宣称,如果按照生产428架“袭击者”以替代陆军陈旧的贝尔OH-58“基奥瓦战士”直升机估算,生产型“袭击者”出厂单价大约为1 500万美元,如果不是噱头,这样的价格显然挺诱人。大力研发“袭击者”的西科斯基还有个小算盘,那就是该项目可以为西科斯基-波音联合参加的JMR项目提供经验借鉴,增加同贝尔竞标的胜算。JMR项目最终目的是为美军提供未来垂直空运装备,项目获胜者将有机会赢得替换现有UH-60“黑鹰”多用途直升机和AH-64“阿帕奇”武装直升机的巨大商机,市场价值近1 000亿美元。而更大的意义在于,获胜者可能以一种设计构型一统陆军直升机的江湖,这样的机会,焉能不冒险?

责任编辑:吴佩新

YT706是通用电气招牌产品T700/CT-7的改进型,后者早已成为25种直升机和固定翼飞机的动力标配,其中包括贝尔214ST、西科斯基UH-60/S-70/S-9270、阿古斯塔-韦斯特兰AW101/AW189、CN235和萨伯340,用户超过130家,遍及50多个国家。CT7最大的卖点,在于优越的环境适应性和可靠性。通过增加全权限数字电控系统(FADEC)发展出来的CT7-8则成了西科斯基S-92直升机的动力。“袭击者”使用的YT706,正是CT7-8的直接发展型,该发动机早已进入军方视线,美军准备将其用于特种部队使用的MH-60M。与T700相比,YT706增大了压缩机,改进了热端部件,采用FADEC,功率比T700-701C提升30%,显著提升了MH-60M的高温高空作业能力。在应急动力演示测试中,YT706在高于额定最大工作温度的情况下连续运转超过10分29秒,表现出良好的环境适应性和可靠性。

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