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直升机_航天科技

2020-03-07 航天科技

直升机_航天科技
 
直升机是靠发动机驱动旋翼旋转产生升力、并通过特殊的传动机构和操纵系统改变升力的大小和方向从而实现各种飞行的飞行器。直升机能垂直起降、定点悬停、定点回转、前飞、后飞和侧飞,具有广泛的军事和民间应用价值。
 
最早的直升机雏形是中国古代发明的玩具竹晴蜒,它用竹或木削成细长扭曲形薄片,在中间装一个主轴,用双手急搓便会飞快旋转而上升。18 世纪传入了欧美。
 
世界上正式研制直升机是在第一架飞机成功上天、有了较轻的发动机之后才开始的。1907 年 11 月 13 日,法国人保罗·科尔尼研制的载人动力直升机第一次离地,高度 0.3 米,时间 20 秒。1923 年,西班牙人 J·谢尔瓦在旋翼机上引入铰接式旋翼,为直升机的发展开辟了道路。1936 年,德国人 H·福克成功地试飞了第一架被公认的载人直升机 Fw61 双旋翼横列式直升机。1942年,俄裔美国人西科尔斯基在 VS—300 的基础上成批生产 R—4 单旋翼尾桨直升机。1946 年,美国人 L·贝尔制造的贝尔 47 获得美国首次颁发的直升机适航证,从此直升机进入实用阶段。
 
直升机由类似固定翼飞机的机身、动力装置、起落架和不同于固定翼飞机的旋翼系统、操纵系统等部分组成。按照旋翼数量的多少和布局形成,直升机可以分为:
 
单旋翼带尾桨式直升机,这是最为流行的一种,利用尾桨平衡反作用力
 
矩;
 
双旋翼共轴式直升机,两副旋翼沿同一个旋翼轴上下排列,反向旋转,其反作用力矩相互抵消;
 
双旋翼纵列式直升机,两副旋翼沿机身前后排列,反向旋转,其反作用力矩也能相互抵消。
 
双旋翼横列式直升机,两副旋翼左右安装在机体两侧的支架上,反向旋转,反作用力矩抵消。
 
从技术上看,直升机发展经历了四代。二次大战后大量使用的贝尔—47,米—4 等第一代直升机以活塞式发动机为动力装置,旋翼系统和机体采用钢  
木混合材料,最大平飞速度 200 公里/小时以下,空重与总重之比 0.75;60年代末开始在米—8、“超黄蜂”等第二代直升机上改用涡轮轴发动机,仍使用金属桨叶,空重/总重比下降到 0.60,最大飞行速度提高到 250 公里/小时;Bo105、“山猫”等第三代直升机以复合材料(玻璃钢)桨叶为突出特点,空重/总重比进一步下降至 0.55,最大飞行速度达 300 公里/小时;近年来第四代直升机(“松鼠”、S—70),旋翼和机体上复合材料的密度进一步增大,空重/总重比接近 0.5,速度突破 350 公里/小时,结构寿命和可靠性大大提高。与固定飞机相比,直升机尽管有其独特的优点,但也有速度低、载荷小、航程短、振动大、噪声高等弱点,有待探索新的突破。
 
中国 50 年代开始生产直 5 型直升机,并装备部队。80 年代在引进法国“海豚”直升机的基础上,生产出自 9 型直升机,逐步实现了国产化,直升机研制和生产提高到一个新的水平。
 
军用直升机也称武装直升机,尽管历史不长,但对现代战争的影响很大,被称为“空中铁骑”。60 年代中期,美国陆军成立的最早配备武装直升机的空中机动师,就起名:空中机动骑兵师。武装直升机专门用于对地攻击,它有高机动性、全天候战的能力和强大的空击力,能攻击坦克、动摇登陆作战、掩护机降、施行火力支援、进行直升机空战等。
 
第一架直升机诞生于 30 年代,而武装直升机的问世则比它晚了 30 多年。
 
世界上第一种武装直升机是美国的 AH—1“眼镜蛇”。
 
“眼镜蛇”是参加实战最多的一种武装直升机。从 1967 年 起,它参加了越南战争,在越南的丛林中和不利于机械化部队行进的小路间为美军效力,战功显著。1982 年,它又在以色列与黎巴嫩的战争中充当杀手,击毁了叙利亚的许多坦克、装甲车。1991 年的海湾战争,它又披挂上阵,真是一条“好战”的“眼镜蛇”。
 
继“眼镜蛇”之后,美国又生产了 AH—64“阿帕奇”武装直升机,“阿帕奇”是北美印第安人中一个善战部落的名字。这位空中勇士名符其实,它的飞行速度每小时达 310 公里,实用升限 6400 米,最大航程 482 公里,最大续航时间 3.15 小时,不仅机动性好,而且火力在当今武装直升机中是最强的。它的机身上可挂载 16 枚“狱火”式激光制导反坦克导弹,机身下还装有 4 个火箭发射器,可挂 76 枚航空火箭。它的驾驶舱里有红外夜视系统,飞行员在夜间也能发现目标。1991 年 1 月 17 日凌晨,海湾战争一爆发,伊拉克的两个重要的雷达阵地就被“阿帕奇”发射的导弹击中,在烈火中化为一片废墟。
 
海湾战争后,美军给“阿帕奇”配备了“长弓”毫米波雷达,可以扫描 360 度的空中目标和 270 度范围的地面目标,人称 AH—64D“长弓阿帕奇”。
 
此外,世界上比较著名的武装直升机还有:美国的 OH—58D 武装侦察直升机,意大利陆军的 A—129“猫鼬”武装直升机,德国、法国联合研制“虎”式反坦克武装直升机,前苏联的米—28“浩劫”武装直升机,法国的 SA365A “黑豹”武装直升机。
 
世界上最新式的武装直升机,是美国的隐身武装直升机 RAH—66“科曼奇”,“科曼奇”又是一个印第安人的名字。它采用多种隐身技术,可以有效地隐蔽自己,出奇不意攻击对方。还有俄罗斯的 K—50“噱头”,它既有最先进的飞行员救生系统,又有全天候低空截击本领,被誉为“武装直升机之王”。  
1991 年海湾战争中,多国部队全部 3900 架航空器中,直升机约 2000 架,占一半以上。其中 AH—64, AH—1 等武装直升机发挥了神奇的功能。