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(CH-47系列衍生自CH-46,兩者是目前最常見的縱列雙主旋翼直升機,台灣使用的是CH-47SD)

縱列雙主旋翼直升機

縱列雙主旋翼直升機則是採用二個分別獨立的主旋翼,一前一後縱列配置在機身之上。由於必需塞下前後兩個主旋翼,結果就是機身會比一般傳統直升機更為修長。這種構型的好處在於,採用兩個旋轉方向剛好相反的主旋翼來抵消反作用力矩,兩個旋翼都能提供極大的升力,加上因為縱列配置兩個主旋翼而產生的修長大機身,使這種直升機構型,通常以大酬載著稱。比如後期出現的CH-47家族,除了能搭載30餘名武裝士兵外,亦有連人帶火砲,吊運整個砲兵班進入戰區的實力。加上縱列雙主旋翼直升機擁有兩個分開的主旋翼,在面對地面小口徑火炮攻擊時,若其中一具旋翼受損,只要不是完全停俥,都能讓飛行員利用尚存的一具旋翼提供主升力,受損的一具旋翼提供基本平衡力,然後盤旋而下進行迫降,這是傳統直升機構型所沒有的優勢。再加上兩具主旋翼都能自由調整可變的傾斜角度,讓這種縱列雙主旋翼直升機,可以作到傳統構型直升機所無法達成的一些特殊動作。例如在必要時,讓後主旋翼保持正常懸停狀態,但是調整前主旋翼的左右傾斜角度,使機身以後方為旋轉軸,進行原地的空中360度旋轉。

hrp1
(被稱為飛行香蕉的縱列雙主旋翼直升機,這是屬於較早期的HRP1型)

但是這種直升機最大的問題,也在於縱列的兩個主旋翼上。首先兩個主旋翼產生氣流很容易互相干擾,配置越近問題越嚴重。這除了讓機身設計的更修長,以儘量增加兩個主旋翼的距離外,通常也會讓後方的主旋翼配置在較高的相對位置,以避免兩個主旋翼在同一個平面上時,前主旋翼產生的亂流影響後主旋翼。於是這也讓早期型的縱列雙主旋翼直升機,都有一個後方較高的彎曲型機身,其綽號「飛行香蕉」就是這樣的來的。此外兩個主旋翼旋轉方向不同,將兩個反作用力力矩都施加於機身,這也讓機身必需有一個強而有力的縱梁,不然遲早機身會被像餅干一樣被扭曲掰開,除了增加機身的重量外,很容易產生金屬疲勞而空中解體,因此早期冶金工藝沒有像今日那麼成熟時,地勤人員必需要時時提心吊膽的加強檢修監控。再加上由於必需要縱向塞入兩個主旋翼,因此機身通常都比一般的直升機大,所以這種構型只能存在於中型與重型的運輸直升機中,無法發展出中小型的機種,這無形中就失去海軍的大筆定單。因為這麼大的機身,只能部署在航艦與兩棲突擊艦這種有大起降甲板的船艦上,靠著狹小後甲板起降直升機的驅逐艦、巡洋艦、巡防艦,根本就無法搭載這種直升機,也因此除了少數幾個家大業大,擁有航艦或兩棲突擊艦的國家,所屬的大型海軍會採用這種直升機外,一般來說其它國家的海軍對這種構型的直升機都是興趣缺缺。於是在商言商,當採用這種構型的設計,一開始就會先輸掉大筆海軍訂單時,就讓很多直升機公司的設計部門望而怯步。

橫列雙主旋翼直升機

mi-12 
(Mi-12為前蘇聯米爾設計局的力作,是典型的橫列雙主旋翼直升機,擁有雙翼與水平推進動力。)

橫列雙主旋翼直升機可以說是直升機界中最有遠見、也最有野心的計畫。不論美國或前蘇聯,都曾經對這樣的設計寄予厚望。原因在於,這樣的配置解決了縱列雙主旋翼直升機的諸多問題。比如橫列配置的雙主旋翼,不會有前方主旋翼產生的亂流會干擾後方主旋翼的問題。兩個分別配置在短翼上的主旋翼機組,所產生的反作用力力矩在經過適當的設計後,可以由粗壯的短翼來吸收。由於在定翼機的世界中,如何設計出一個不易產生金屬疲勞的機翼,已經是個很成熟的技術,不論在翼型結構、合金工藝、保養檢修上都非常方便,這也讓出現在橫列雙主旋翼直升機上的粗壯短翼能越作越大,這除了可以讓兩側橫列短翼間能有較大的間隔,進一步消除兩個主旋翼可能產生的互相干擾外,較長的翼展,也代表中間塞的下更大的機身,酬載更大量的軍用物資外。最重要的是這些搭載主旋翼機組的短翼,本身的設計也具有強大的升力。因此在兩組強大主旋翼本身的升力外,直升機在開始水平飛行後,這些短翼也能再提供一定的額外升力當作操作餘裕,這種構型可謂佔盡先天優勢。而前蘇聯也曾經以這種構型為基礎,努力發展過旋翼機與定翼機的混合機型,試圖結合兩種機型的優點。

ka-22
(前蘇聯卡莫夫設計局的Ka-22,除了擁有向上的雙主旋翼外,也擁有水平雙翼與傳統螺旋漿動力!可謂定翼機與旋翼機的大膽特異混血機種。)

但是這種構型在過去的數十年間,也沒有贏得直升機市場的青睞,部份原因其實與縱列雙主旋翼直升機一樣。橫列雙主旋翼直升機的體積龐大,除了機身本身的長度就比多數中小型直升機還要長以外,兩側的短翼與兩組並列旋翼,讓這種構型的直升機非常的寬,一樣無法部署在一般海軍艦艇的後甲板上。而且與縱列雙主旋翼直升機不同的,橫列的雙主旋翼直升機的旋翼組是位於短翼上,不像前者的旋翼機械組是直接裝在機身上。這代表兩側的短翼必需要承載極大的力量,這也使得設計師必需為這兩側的短翼進行各種複雜的結構補強,加上要在短翼裡裝上主旋翼的機械組、冷卻組、油料泵組、控制組等,整個短翼的結構就被搞到超級複雜。而這也是這種直升機構型最大的缺點。但是所謂風水輪流轉,過去不被重用的橫列雙主旋翼直升機,最後卻也時來運轉。V-22的出現可以說是這種直升機構型的復活之作,因為全新的科技工藝讓主旋翼組可以變的更小更緊緻,最後裝上旋轉機械組後,竟然可以讓原本垂直向上的主旋翼組90度旋轉,擁有雙翼的雙主旋翼直升機變成雙螺旋漿定翼機,而先進的電腦線傳飛控技術,可以克服在傾斜旋翼轉換時的機身不穩定,這也讓V-22首度擁有了直升機垂直起降的長處,與定翼機飛行速度的優勢,成為取代中型運輸直升機的下一代明日之星。

v22_c_3
(V-22 鶚式傾斜旋翼直升機,已經投入現役,但是複雜的雙翼結構,讓其服役後亦爭議不斷。)

註一:V-22與MV-22B的發展過程也非常曲折,最大的原因仍然是傾斜旋翼構造複雜。這可說是先天遺傳到橫列雙主旋翼的天生缺點,又雪上加霜的加上傾斜旋翼技術是種不穩定的新技術,讓V-22系列服役後也是問題不斷。在軍事連線的第13期裡,有目前美國國防部對V-22系列服役的可靠性有諸多質疑。有興趣的可以參考該期雜誌。

註二:在尋找配圖時,意外發現一篇類似的文章,也談到各種雙主旋翼直升機的優劣,可以參考。

 

(原文將CH-47SD的介紹圖片誤植為B-234,特此致歉,目前已經修正更換為對的新圖,也謝謝提出指正的朋友^_^)

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假圖天國

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留言列表 (15)

發表留言
  • Sam
  • 收穫頗多,感謝本主好文^^
  • T560
  • 最近怎沒見到富堅?
    版主.富堅跑哪去了?
    快刀出人意料
  • 風魔
  • 第一張圖是B234吧?
  • 風魔
  • 傾斜式的雙主旋翼呢?
    好像還有一種叫NOTAR的技術,不過跟傳統直升機一樣要多出一條尾椼
  • ccjjddus
  • NOTAR也只是傳統單/尾旋翼的變型。
    把尾旋翼的推力,改成用噴氣式的向量推力,故還是要有尾桁,來產生足夠力矩。
  • JJ
  • 風魔 於 2009/08/25 23:37
    第一張圖是B234吧?
    =====================
    B234已移交空勤總隊使用…

    樓主貼的是CH-47SD

    B234是民用版的,CH-47SD是軍用版的.

  • zoo
  • 我要問一個非常外行的問題。
    像飛狼那樣在正常傳統直升機構型上裝個噴射引擎會產生什麼問題?噴射引擎一點火馬上旋翼被扯開,然後整台直升機像石塊一樣栽下去嗎?
  • Wahaha
  • To:JJ
    風魔是對的, 版主那張是B-234.
  • 路人
  • B234的窗戶比多而且是方形,CH-47的窗戶比較少而且是圓形的
  • crimson
  • 呃…咦?
    第一張…那是軍方認可釋出的照片嗎
    (營區開放可以拍這麼近哦?)
  • 個別的11人
  • 我也想知道飛狼開噴射引勤會怎樣......
  • Mark
  • 二戰德國曾經也開發過類似V-22的飛行器,作為特種作戰、醫療飛機使用。
  • 博主好
  • 讓這種縱列雙主旋翼直升機,可以作到傳統構型直升機所無法達成的一些特殊動作。例如在必要時,讓後主旋翼保持正常懸停狀態,但是調整前主旋翼的左右傾斜角度,使機身以後方為旋轉軸,進行原地的空中360度旋轉。

    ——————

    这个原地360 传统构型直升机能做啊
  • Jay
  • >这个原地360 传统构型直升机能做啊
    傳統構型的直升機只能以機身前方為旋轉軸...
    不過,這有什麼作用我就不懂了?
  • 博主好
  • 先以前方为轴转180度,再以屁股为轴转180度,再以前方为轴转180度...如是往复,就能前进了

    传统构型直升机只能原地转圈

    ^___^b 开个玩笑~~
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