UH-60“黑鹰”属于西科斯基飞机公司研制的一款双涡轮轴发动机、单旋翼通用攻击直升机、“黑鹰”直升机的基本型可以搭载11名全副武装的士兵和3名机组成员,其起飞重量约10吨。
黑鹰获得美军合同的关键主要满足了美军的“主要项目研制技术条件”,黑鹰能够携带一个班战士,能在高1219米,温度35度下悬停。具体来讲就是利用两条通用电气T700装机功率的95%从悬停以2.66米/秒的速度垂直爬升。
黑鹰最高速度能达到361公里,垂直爬升率约2.1米/秒,升限达5835米,最大航程为592公里,携带两具870升副油箱的航程达到2222公里,MH-60G的续航力能达到4小时51分钟内。
直升机和汽车相比速度的话,直升机的速度比较快一些,因为普通的汽车速度普遍是在190公里左右,而直升机的普遍速度是二百多公里,虽然经过改装的超级跑车能够跑出400公里的时速,但那只能持续很短的时间,而美国正在研发通用直升机,因为加装了推进尾翼,速度也能达到四百多公里,所以综合起来,还是直升机快一些
载着大批美国大兵的UH-1“休伊”铺天盖地而来,不是朝着地面扫射枪炮,就是采用“蛙跳”战术突击中(空中机动作战,跳跃进攻)。UH-1“休伊”总产量超过16000架,在越战中投入至少7000架,然后也是损失最大的机型总量达2500架(伤亡上万飞行员)。UH-1“休伊”由于设计简洁,以实战需求为准在机身两侧开有大尺寸舱门,方便人员及物资快速上下,战场表现出色被称为空中出租车,就此一战成名成为各国争相购买的好东西。
UH-1“休伊”采用一台T53-L-13涡轴发动机,最大起飞重量4.3吨,最大载重1.76吨,最大飞行速度207千米/小时,实用升限3800米,最大航程493千米
很明显,旋翼转速越快,相当桨叶的飞行速度越大,那么获得同样升力下桨叶可以越小。
这有个前提就是桨叶速度不可超过音速。
那么实际旋翼的转速是受到桨尖速度应当低于音速的限制。
另外,即使是接近音速也会造成阻力的急速上升,那么桨尖速度通常控制在0.85马赫(大约290m/s)以下。
真实的直升飞机是必须可以向前飞行的,那么存在一个速度的叠加问题。对于飞行速度超过300KPH的来说(大概90m/s),旋翼翼尖速度必须控制在200m/s左右。
同样的原因,尾桨的翼尖速度也必须控制在这个速度(对于涵道式的尾桨,可以略高些)。考虑旋翼的洗流对尾桨的作用,尾桨速度应该还要略低一些为好。
综上所述,在考虑自制直升飞机的最大桨叶翼尖速度时候,使用200m/s这个数值是比较妥当的。虽然看起来微型直升飞机不会有那么高的前飞速度,似乎可以用更快的翼尖速度,但那种情况都是极限状态下的,没必要去尝试危险而不讨好的事情吧。
一些另话:
表面上看起来似乎为了获得更高的前飞速度,旋翼转速应该更低。但这在常规结构的单旋翼直升飞机上是不可能实现的,因为在保证足够的前进推力下,后行桨叶的升力将无法维持平衡前行桨叶的升力。也就是说这种类型的直升飞机最大飞行速度只有300多KPH。
如果有其他的升力卸载装置(比如短翼)或者其他的推进装置,极限速度可以略微提高,但幅度极小几乎忽略不计。
一个解决办法是在旋翼翼尖形状上做文章,比如后掠,以减小接近音速时的阻力。这个方法可以稍微提高些旋翼转速,并可以获得更快的飞行速度。当然,幅度依然很小。这样的理论飞行速度任然不会超过400KPH,更别说实际情况了。我们讨论的微型直升飞机还没有必要去考虑这个问题。
另外一个办法是使用双旋翼,彻底摆脱后行桨叶的不利因素(不指望后行桨叶提供升力)。这个方法比较有效,理论速度可以相当高(例如500kph)。但不幸的是由于旋翼增加到两幅,阻力和重量也增加了不少。要达到高速度还得增加额外的推进装置,因此没有实用化。
目前可见到的双旋翼直升飞机都不是出于这个目的设计的,它们基本可以视为简单的两个普通旋翼组合,作用仅仅是消除旋翼的反扭矩,或者减小旋翼直径。
维持直升飞机空中姿态稳定,必须满足的条件是尾桨造成的扭矩数值和主旋翼相等。
此外为了保证可以顺利向主旋翼旋转方向转弯,尾桨可达到的最大扭矩应该更大,数值取决于机动要求,一般可以取大50%。
笼统得说,主旋翼扭矩是由其旋转阻力产生。
阻力可按旋翼升阻比为40考虑
其力偶矩作用力臂长度可按旋翼直径75%
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