西科斯基飞机公司推出了X2技术验证机计划,通过采用具有先进控制律的电传系统,并将主旋翼、推进尾桨和发动机进行综合一体化设计,有望将直升机的前飞速度提高到460千米每小时,这对采用传统设计技术的直升机而言是无法实现的。
受传统旋翼系统基本原 理的限制,从20世纪60年代开始,传统直升机的最大前飞速度一直难以逾越340千米每小时的极限。而西科斯基公司推出的X2技术验证机计划,目的在于探索一种可以大幅度提高传统直升机平飞速度的先进技术。
主要技术特点
由西科斯基飞机公司提出的"X2"技术验证机,由于采用了新的旋翼桨叶设计、先进的飞行控制律、主动振动控制技术,并具有更大的单位重量飞行功率传输能力和从主旋翼向推进尾桨平稳输送动力的能力,从而实现了共轴旋翼直升机在速度和飞行性能上的新突破。
西科斯基飞机公司之所以将这款技术验证机定名为"X2",主要想表达一个含义,即希望通过采用上述各项现代先进技术的集成,使这种基于共轴双旋翼直升机设计的新型共轴双旋翼直升机的性能水平达到传统设计的"双倍"(2X)。
实际上,共轴旋翼和推进尾桨的技术概念并不新鲜。前者是在共轴双旋翼直升机的同一个垂直轴上安装有两副互为反转的旋翼,以互相抵消旋翼的旋转力矩,从而省去了传统直升机上的尾桨,使机体结构更为紧凑。
俄罗斯的卡莫夫设计局已经成功研制和投产了一系列采用共轴双旋翼设计的直升机,并广泛应用于军民用领域。从1966年卡-25直升机开始批量生产迄今,卡莫夫的共轴双旋翼直升机已在苏联/俄罗斯服役了近40年。
而推进尾桨技术一般使用在复合式直升机上,用来提高直升机的平飞速度。美国60年代研制的YAH-56武装直升原型机上便采用了这种设计,该机在试飞中达到了400千米每小时的前飞速度。
但像"X2"技术验证机这种将共轴双旋翼和推进尾桨技术合二为一的设计方案,迄今还是首次。其关键技术在于"X2"采用的具有先进控制律的电传系统,实现了对该机的主旋翼、推进尾桨和发动机的综合一体化控制,从而使"X2"在具有高速性能的前提下,保持了直升机悬停飞行、垂直起降和低速机动性能,并可以平稳地从悬停飞行状态进入高速向前平飞状态。作为综合辅助推进系统的一部分,该机上的一个或多个推进尾桨可以使飞机获得远高于传统直升机的平飞速度。
验证机计划
2005年6月1日,西科斯基飞机公司在美国国际直升机协会年度技术论坛上宣布,他们建造一架名为"X2"的技术验证机并已经开始了技术验证计划。会上同时还披露了不同重量级别和构型的"X2"技术验证直升机设计方案的比例模型。
"X2"验证机的具体发展工作由西科斯基飞机公司的子公司施韦策飞机公司负责。随着初步设计工作的完成,该计划开始进入验证机部件装配阶段,并预定于2006年年底进行首飞。另外,LHTEC公司(罗-罗与霍尼韦尔公司的合资公司)、鹰航空公司、英国的查尔登(Chelton)飞行系统公司将分别负责为"X2"技术验证机提供发动机,桨叶和驾驶舱显示器,汉胜公司则负责进行该机的数据集中器元件的改装和提供工作,中央处理元件则由霍尼韦尔公司提供。验证机将采用复合材料机身结构,并应用全权数字式发动机控制(FADEC)技术。
西科斯基飞机公司也将会把自己多年来从事的数十项研究和发展计划的技术成果合并到"X2"直升机技术验证机项目中,包括:XH-59"前行桨叶概念"验证机计划,该机已经展示了共轴直升机和辅助推进系统在高速飞行方面的可能性;"零"(Cypher)无人机发展计划,在该计划中,西科斯基飞机公司将固定翼飞机的电传操纵系统的飞行控制律开拓性地移植应用于共轴双旋翼直升机上;还有业已取消的RAH-66"卡曼奇"直升机计划,该机使复合材料的应用和先进传动设计技术得到了全面的升华。
为了测试将在"X2"验证机上使用的电传操纵系统,西科斯基建立了一个电传综合实验室并使用一架施韦策333直升机作为该系统的最初替代性技术验证机。该验证机已经在2005年11月3日进行了成功试飞,验证了"X2"电传操纵系统的基本能力,并标志着"X2"技术验证机项目进展顺利。
未来应用
与传统直升机相比,"X2"技术验证机高速性能出众,并兼具直升机的性能优点,从而成为许多军用和民用领域的理想任务平台。按照西科斯基飞机公司的设想,"X2"所采用的技术可以应用到从美国陆军"未来战斗系统"(FCS)的IV级无人机到25吨级重型直升机之间的任何一种飞机上。
2005年9月15日,西科斯基飞机公司从美国陆军航空应用技术处(AATD)获得了"联合重型"(JHL)旋翼机项目的两个"概念设计和分析"(CDA)合同。
按照AATD的描述,CDA是用来定义技术上可行、成本上可接受的JHL垂直起降旋翼机的活动,这种飞机将使未来的联合行动概念成为可能。CDA将是建立联合需求分析的技 |