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把潜艇上的无轴泵推技术应用到直升机的函道尾桨上是否可行?

作者:货架托盘
文章来源:本站

  直升机主旋翼在旋转时会对空气产生一个作用力,根据力的作用是相互的原理,空气同时也会对旋翼叶面形成一个反作用力,而这个反作用力传递到直升机机身后就会迫使机身向主旋翼相反方向运动,这就是传说中的反扭矩,如果不消灭这个反扭矩力,直升机完全不可能正常飞行,于是就诞生了直升机的尾桨。

  直升机尾桨安装于直升机尾部,相当于一个小型的电风扇,用它来吹拂空气形成一个与反扭矩相反的力,从而抵消反扭矩,使机身达到力的平衡。目前直升机尾桨多以普通的外露式尾桨为主,也就是直接在尾巴上装上几个叶片,然后连接上控制和传动装置就完事了。不过法国人貌似对这种简陋的尾桨装置很是不满意,于是他们就在传统尾桨外面加了个高大上的涵道框架,其实就是个金属或者碳纤维的罩子,于是尾桨就改头换面成了牛逼的涵道尾桨。(阿帕奇武装直升机的外露式尾桨)

  涵道尾桨相比传统尾桨具备一定的优势,比如拥有涵道保护后,尾桨不易受到主旋翼扰流影响,稳定性有一定提高,低空飞行时不易被树枝、电线等异物刮碰,也不会伤人,安全也有了保障。其次就是涵道尾桨相比传统尾桨,静音能力更为突出,比较适合民用或者军用隐身直升机。目前来看,法国为首的欧系直升机特别偏好涵道尾桨,我国仿制法国海豚直升机的直9和俄罗斯卡60以及美国下马的科曼奇直升机也都采用了涵道尾桨设计。(科曼奇隐身直升机的涵道式尾桨)

  如果说直升机普通尾桨相当于潜艇的多叶大倾斜螺旋桨,那么涵道尾桨就相当于有轴泵推,两者原理其实都差不多。而如今全世界潜艇又兴起了无轴泵推的热潮,是不是可以将这项技术运用到直升机尾桨之上成为无轴涵道尾桨呢?从理论上和未来的发展趋势看,无轴泵推不仅将成为尾桨动力,甚至可以替代主旋翼,诞生新型的垂直起降高性能飞行器,但是就目前人类的技术而言,无轴泵推要运用于尾桨,还存在以下几个难点。(未来使用无轴推进技术的垂直起降飞行器)

  第一、无轴泵推其实就是在有轴泵推的基础上取消了主传动轴,而在涵道壳内部再安装了一部可以高速旋转的环型电机设备(相当于内涵道),在环型电机内涵道再镶嵌上驱动叶片。直升机体格本身就小,受涵道体积的限制,涵道尾桨本身就做不大,如果再做成拥有内外双涵道的无轴泵推装置,尾桨的功率肯定会严重下降,即使强行装备也只能运用在5吨以下的轻型直升机上,10吨以上的大型直升机基本不用考虑。

  第二、无轴泵推是电力推进装置,而目前的直升机尾桨都是直接使用涡轴发动机作为动力,如果要使用无轴尾桨,还必须进行能量转换,简单点说就是要在涡轴发动机的基础上再安装发电机,操作起来不仅十分复杂,而且会占用直升机宝贵的空间,对于机动性也有很大的影响,可以说是得不偿失。第三、无轴泵推最大的优点就是静音,最大的缺点是成本高,造价不菲,而直升机其实对于静音的需求并不是很大,唯一的科曼奇隐身直升机就是因为采用多种静音黑科技最后导致成本居高不下,惨遭美军抛弃。所以目前来看,无轴泵推运用在直升机尾桨上还是路漫漫其修远兮,吾将上下而求索,在无轴泵推技术没有完全成熟,成本没有降低到一定范围内,这一技术很难大规模推广开!

从性质上来说,潜艇和直升机的工作环境似乎是相同的,一个在海面中保持低速巡航,一个在空气里保持低速的巡航,因此,在动力结构上,两者有着非常多的相似之处,比如在尾部动力上,直升机采用的涵道尾浆系统可以快速改变直升机的方向,但是无法为提升机提供推理,而潜艇的无轴泵推系统,不但可以控制前后,还可以提供巨大的推力,那么为什么不在直升机上使用这一套系统呢?

原因其实非常简单,在水中,尾部动力装置所提供的轴向控制力几乎为零,通俗来说,就是潜艇的动力系统无法改变潜艇在水中的航向问题,而直升机的涵道尾浆系统则在这方面有先天优势,通过涵道管内的气体,不同压力的气体使得直升机可以快速将重心进行调整和改变。

  这样的原因是,在水中的阻力是空气中的九百倍,因此,转向只能通过改变潜艇两侧的转向舵来完成,考虑到潜艇携带的鱼雷和导弹发射系统都可以改变自身的角度来寻找射角,潜艇通过深水炸弹捕杀潜艇打完原因,但是直升机则不同,在空中,如果没有快速的机动规避能力,恐怕还没抵达战场,就已经被小型防空导弹甚至是步兵轻武器击落。

江苏快3对待科技和技术的一大重要标准就是要放到具体的作战背景中去,不能单纯的只看到一个高科技产物的优势,而忽略了他在一部分战术情景下无法完成该任务,也许正是这种疏忽,可以让价值连城的装备变得毫无军事价值。即便潜艇和直升机在概念上有相似之处,进行相互比较和科技共通,还是不现实的。

  谢邀。想要把无轴泵推技术应用到直升机函道尾桨上,个人认为理论上是可行的,但是,在目前的直升机上完全没有必要采用无轴尾桨。无轴螺旋结构美国“科曼奇”直升机采用函道尾桨设计

  1)无轴泵推主要是降低噪音,直升机尾桨这方面必要性不大:潜艇之所以要采用无轴泵推技术,主要是消除传统螺旋桨复杂的传动和变速箱机构,进而降低噪音水平。而直升机最大的噪音源来自于主螺旋桨,而函道尾桨本身的噪音也不高,因此从降噪方面来讲直升机函道尾桨没必要采用无轴技术。进行推进试验的无轴螺旋桨

  2)无轴尾桨需要增配发现装置及电动机构,对于直升机来讲得不偿失:无轴推进技术的核心是每一片螺旋桨都是可以电动驱动,而这需要发动机及电动驱动模块,这两方面将会产生额外的重量。直升机传统函道尾桨采用机械传动机构,可以大幅降低结构重量,这对于直升机这样的的飞行器来说,尽量减小重量就意味着增加有效载荷,这一点是至关重要的!直-9也采用函道尾桨设计,本身起飞重量就比较低,如果再加上发电和电动设备,那性能就更低了!

  3)直升机尾桨与潜艇转速不同,目前的无轴电机速度尚未达到直升机上应用的要求:潜艇螺旋桨的转速一般在几十到几百RPM(转/分),而直升机尾桨转速可以达到几千RPM。目前的无轴螺旋桨转速成熟应用均是在较低转速情况下,对于高转速的情况尚不成熟。潜艇的机械螺旋桨直接安装在推进轴上,虽然噪音高,但是可靠性方面有保障!

  此外,无轴螺旋桨的造价也是需要考虑的一个方面,直升机的整体造价与潜艇相差1-2个数量级,采用无轴螺旋桨技术可能会造成直升机造价失衡。对于军用装备来说两点比较重要:成熟性和批量造价,无轴螺旋桨现在无法批量应用到直升机上,但随着小型化和成熟度提高,也许不久的将来就能看到无轴螺旋桨的直升机!也许不久无轴螺旋桨就能大规模应用

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  不行,转速上不去。空气密度比水低的多,需要更大尺寸的叶片。实际上升力计算的是单位时间里叶片划过的空气面积,函道式的叶片长度和面积都受限,需要提高转速。在这种指标要求下,没有合适的发电机适合安装到飞行器上,所以,行不通。

  理论上是没问题的,工程上也可以实现,但是目前无轴的电怎么解决?将现在的传动和变速箱换成电机,重量、效率、安全性等等那个更有优势,恐怕目前在直升机上还是传动➕变速箱的更有优势。

  不行,1。不是发出来就可以用,得有蓄电池,这下明白了吧,蓄电池功率密度多低了,根本没法用。2。电机转速慢,达不到要求。

  无聊至极,如果这设想成立,还不如说在直升机上装个涡喷发动机如何!

  一个是电传动,一个是航空发动机,理论上可以实现能量转换,所以,肯定是能,实不实用,还是试过才知道。

  两码事,不可行。

  不行速度太慢。

  太重了

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