旋翼世界的“奇葩”

康琳

2016年5月7日，美国亚利桑那州尤马海军陆战队基地上空白云低垂，停机坪上一个简短的仪式正在举行。2架来自卡曼公司的货运直升机，正式交付美国海军陆战队。与近年来名声大噪的F-35B隐身战斗机相比，这2个新成员可谓低调得几乎没几个人认出它们。看似毫不起眼，殊不知它们却已服役20多年。这2架新入列的直升机，很可能就此打开一扇未来航空新领域的大门。

另类的外观

没错，K-MAX直升机的外观就是如此另类，甚至有些“奇葩”， 背部高耸、上宽下窄而尾部细长，这与人们印象中的货运载重直升机健硕威猛的外形大相径庭。特别是机身顶部的两副桨叶，在共轴运转的同时又呈V字形彼此偏转一定角度，而几乎是直升机“标配”的尾桨，在它们身上却神奇地消失了！初次见识这种动力布局的人，估计会怀疑这是否符合气动布局的常理。

实际上，20世纪90年代首度公开露面时，K-MAX的旋翼布局确实令人大跌眼镜。当今世界采用双旋翼布局的直升机并不在少数，包括采用前后串列布局的运输CH系列直升机、双旋翼并列横置布局的米-12运输直升机，以及采用共轴上下双桨布局的卡-50/52武装直升机等。 K-MAX的双桨不仅共轴布置，且两副桨叶距离如此之近。为此，卡曼公司的设计团队让两副桨叶同时反向旋转，同时通过精心设计的控制机构，实现了双桨错时协调交会， 这种独具匠心的动力布局，不仅打消了当初世人对这一“旋翼奇葩”能否顺利升空的疑虑，还抵消了旋翼旋转产生的反作用力，不但无需尾桨，还为直升机提供了充沛高效的动力和更大的载荷。

K-MAX直升机采用了新颖的V形共轴啮合式双桨旋翼布局，但却对桨叶数量存在限制，两副桨毂总共只有4片桨叶。为此，其桨叶不仅采用了轻质坚韧的新型石墨纤维，还应用了比液压式更为先进高效的伺服操纵系统。更重要的是，K-MAX 配备的一台霍尼韦尔涡轴发动机，最大输出功率达1 341千瓦，结合机身优异的气动布局，使得空重仅有2.33吨的K-MAX最大起飞质量超过5.44吨！在最为费油的直升机载重作业时，它每小时的油耗仅为370升，这一油耗水平是同级别机型中最低的。

独创的设计

作为一款以吊运物资为主要职责的中型载重直升机K-MAX的很多设计甚为独到。例如，其机身正截面呈V字形，这为驾驶员向下探视提供了良好视野，以便观察机身下方吊运情况；主起落架的位置也十分特别，安装在向机身左右两侧探出的横梁顶端，横向轮距达2米，而前起落架则位于突出的机鼻下方顶端，这在起降吊运作业时极大提高了直升机的稳定性。

然而K-MAX的独到之处不仅限于此，更令人称奇的是，被誉为“飞行卡车”的直升机，完全可以摇身一变成为一种“无人飞行卡车”。卡曼公司借助与美国军工巨头洛克希德-马丁公司的合作，推出了基于K-MAX的自主货物投送系统。乍一听很玄乎，说白了就是“无人驾驶版K-MAX”。K-MAX无人型运输直升机采用GPS导航，可由基地控制人员通过任务计划随时遥控切换无人和有人控制模式，同时还能保证固有而成熟的飞行与载货能力。早在2011年底，美国海军陆战队就在阿富汗的前沿基地部署了2架无人型运输直升机，供实战测试评估，这也是美军第一种部署在战区的无人运输直升机。事实证明，对于执行那些分散、繁重而危险的高海拔山地条件下战区运输任务，无人版K-MAX可谓得心应手。

面对拥有如此之多“功能标签”的 K-MAX，你是不是很自然地对它的出身产生了浓厚兴趣。到底是一家怎样的公司，得以设计出这样一款特立独行而又性能超群的先进直升机呢？

研制K-MAX直升机的，正是总部位于美国康涅狄格州的卡曼宇航公司。在第二次世界大战刚刚结束不久的1945年底，公司创始人、年仅26 岁的查尔斯卡曼先生，以区区2 000美元注册资金创办卡曼飞机公司，几乎是白手起家。最初的卡曼名为“飞机公司”， 其实只能制造早期直升机上的伺服襟翼控制系统，而当时公司所有的设备和固定资产加在一起，还不到5 000美元，起步可谓艰辛。

零伤亡的世界纪录

很快，卡曼和他的公司便显现出在直升机研制领域的巨大潜力。出于对旋翼航空器的浓厚兴趣，卡曼厚积薄发，于1947年成功推出旗下首款直升机K-125，并在1949年完成了其改进型K-225，而且为自己赢得了大笔投资。在战后卡曼以每架2.5万美元的价格卖给军方3架K-225直升机，初战告捷。不过，卡曼并未就此止步。1951年，卡曼把波音 YT50发动机装在了自己的K-225直升机上，使其成为当时世界上首款涡轴直升机。两年后，卡曼又研制出世界上首款双发直升机，而且尝试着将其改装为一款无人直升机，并进行了一系列试验。1953年，卡曼拿到了美国空军、海军和海军陆战队的大笔“哈士奇”直升机订单。340架的巨大产量足以证明这一机型的成功。更具意义的是，有赖于卡曼的优异设计，“哈士奇”至今保持着军用直升机服役期内唯一零事故、零伤亡的世界纪录！

在不到10年里，卡曼和他的飞机公司能取得如此令人瞩目的成就。1957年，对卡曼和他的公司而言意义非凡。他们的无人驾驶直升机成功试飞，当时美国多家电视台对此进行了现场直播，一度在美国民众中引起轰动。在新型航空材料的研制领域，卡曼公司同样成绩显著。其不仅参与了美国空军一种早期倾转旋翼机原型机试飞项目，还成功研制出世界上首个全复合材料主旋翼桨叶。后来，卡曼公司的全复合材料旋翼桨叶得到了大笔订单，广泛装备在“眼镜蛇”武装直升机上，产量达5 000套之巨！而在机械传动系统领域，卡曼公司也有着极为敏锐的商业嗅觉，很快开发出自己的拳头产品，可大量替代原有航空和机械设备上同类部件的联轴器及航空自润滑轴承。这一系列尝试为卡曼公司带来了巨大的商业成功，后来这些业务干脆从卡曼独立出去成立了新的公司。

无人直升机的未来方向

在大半个世纪的发展中，卡曼带领他的公司在从事直升机研制的同时，也不断探索新的领域。通过不断的业务拓展与并购，今天的卡曼集团拥有航宇和工业流通两大分部，全球员工超过5 300名。1996年，美国前总统克林顿亲自为卡曼颁发了象征全美最高科技成就的美国国家科技奖章。

K-MAX无人运输直升机的确代表了未来直升机市场的一个重要方向：在威胁巨大、敌情不明的地面战场上，把繁重而多样化的弹药、物资运输任务交给无人货运直升机，可以构建低成本、零伤亡、高精确性的任务能力；另一方面，生机勃勃的民用航空领域，诸如森林消防、灾区搜救、危险化学品处置等场合，都是无人货运直升机大显身手的舞台。从2011年底在阿富汗开始执行无人货运任务起，到2013年初K-MAX 的无人版运输直升机已累计执行1 000次以上的无人货运任务。自2013年巴黎航展上公开展示后，国际客户对K-MAX的兴趣空前高涨，美国陆军和海军也表示了采购意愿。