假圖天國

在前作中，網友阿明兄談到了雙主旋翼直升機與單主旋翼直升機的優劣問題。個人有一些淺見，在這裡提出來與大家砌磋討論一下。因為傳統的直升機，通常的配置上都是採用一個主旋翼作為升力來源，而以直升機尾桁上的副旋翼來平衡機身。多數的直升機可以說都採用這樣的設計。以物理學來說，若主旋翼以順時計方向旋轉，那就會對機身產生一個逆時計方向的反作用力矩，如果沒有外力來平衡這個力矩，那直升機就會不停的原地打轉，最後失去控制墜毀。所以尾桁副旋翼就是用來平衡這股力矩的。由於力矩力公式為「力臂X作用力」，所以尾桁越長，尾桁副旋翼產生的力矩也就越大，足夠以較小的副旋翼就平衡主旋翼所產生的強大逆向力矩。而這也就是近代直升機的主要平衡原理。

但是一直以來，這樣的設計有很多問題。首先，出入戰區的運輸直升機都很容易遭到敵方地面小口徑火炮的攻擊。萬一擊中副旋翼，那直升機幾乎一定開始打轉失控，最後墜毀。另外在機身上裝載了另外一組旋翼，但是這組位於尾桁的副旋翼，卻沒有辦法提供任何升力，純粹浪費寶貴的機身空間。此外長長的尾桁很佔空間，特別是在航空母艦、兩棲攻擊艦與驅逐艦上，要搭載這樣的直升機非常浪費機庫空間。而且因為尾桁通常都有一定長度，且位於正後方，直升機的駕駛不容易時時去注意尾椼的位置。常常在低飛或降落時，勾到電線、樹木、建築物而造成危險。許多直升機的意外就是飛行員在無意間，讓尾椼副旋翼去勾到異物而使直升機失控。而也就是因為採用這樣的傳統設計構型，會有這麼多的問題。讓直升機執行任務時，有非常多的限制。所以讓各國設計人員莫不希望發展出更新穎的設計，來取代這種舊的傳統構型。一般來說在過去的數十年間，主要的替代方案有下列幾種，本文將一一簡略介紹其優劣。

同軸雙主旋翼直升機

(卡莫夫設計局所生產的Ka-27型直升機。採用同軸雙主旋翼構型)

同軸雙主旋翼直升機這個概念出現的非常早，許多國家都嘗試過這樣的方案，但是其中最著名的就是前蘇聯的卡莫夫設計局。在前蘇聯的時代，卡莫夫設計局專攻直升機的生產設計，而且幾乎推出的直升機都採取同軸雙主旋翼的構型。對於這種構型的設計生產經驗可謂獨步全球。這種設計的原理，就是在同一個主承軸上，分別安裝上兩個旋翼，旋轉方向剛好相反，互相抵消其反作用力矩。這種設計的好處就是，兩個主旋翼雖然旋轉方向不同，但是都能提供向上升力，這就遠比單主旋翼的直升機更有優勢。這讓卡莫夫設計局的系列直升機，都以大升力著稱。而且沒有了尾桁副旋翼，讓這種直升機沒有被擊中副旋翼的顧慮，而且因為不需要有一個長的尾桁力臂，讓這種直升機都有非常緊緻的外型，適合用於海上船艦的搭載配署。前蘇聯海軍也一直採用這款直升機來當各種反潛、巡邏、運輸的平台。

 
(卡莫夫設計局推出的Ka-50武裝攻擊直升機，亦採同軸雙主旋翼的構型。)

但是有一好沒兩好，這種同軸雙主旋翼的直升機構型，除了卡莫夫設計局外，並沒有被世界上的多數直升機生產設計公司所大量採用。原因就在於同軸雙主旋翼直升機擁有幾個無法克服的缺點。第一個致命缺點，就是同軸雙主旋翼的構造十分複雜，兩個主旋翼要以同軸且反方向旋轉，旋翼的機械零件也要非常精密，且不容易拆卸保養維修。大量部署這樣的直升機對地勤人員與後勤系統是負擔非常沉重的。此外傳統構型的直升機靠尾桁副旋翼控制機身的穩定，也因此只要利用尾桁副旋翼，就能讓機身在空中懸停並進行三百六十度的旋轉，作出各種定翼機所無法作到的動作，而這也是直升機最大的優勢。但是同軸雙主旋翼的直升機並沒有尾桁尾旋翼，在懸停時無法作出這些傳統直升機的敏捷動作。這都是這種構型直升機在過去不受到青睞的主因。到了近代，直升機性能越來越強，特別是武裝攻擊直升機的出現，成為直升機市場的兵家必爭之地。專長生產同軸雙主旋翼的卡莫夫設計局，也推出了同軸雙主旋翼的武裝直升機，但是卻面臨了一個非常重大的問題，那就是武裝直升機常常必需擁有非常強悍的空中運動性能，傳統構型的武裝直升機幾乎都能進行90度側飛，360度滾翻。但是同軸雙主旋翼的武裝直升機，卻因為兩個主旋翼可能在激烈的空中運動中互相碰撞，發生嚴重事故。而使得採用同軸雙主旋翼的武裝直升機，被迫去限制一些對同軸雙主旋翼直升機來說，相對比較危險的空中飛行動作。由於目前連許多軍用運輸直升機，都能進行90度側飛與360度滾翻。這也讓卡莫夫設計局在推出新的Ka-60多用途直升機時，決定放棄了同軸雙旋翼直升機的這種構型。(未完待續)

PS:幫國家地理頻道打個廣告。從8月24日禮拜一開始，晚上十點將會播出系列節目「直升機戰爭」，介紹軍用直升機對戰爭的影響。