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直升机发动机装在桨叶上见过没--概谈喷气驱动式直升机

84 人阅读 | 时间:2018年07月10日 13:37

在直升机近几十年的发展过程中,喷气驱动形式曾受到一定的重视,但是呢,到目前为止,仅有个别的喷气驱动式直升机进行了生产,并应用于实际作业中,但是这种形式的直升机对于直升机设计师而言仍然是具有吸引力的,因此呢,仍然不断有新的喷气驱动式的发展方案被提出来。

最主要的原因就是这种形式的直升机基本取消了复杂又笨重的机械传动系统(各种传动轴啊、减速器啊,众所周知,减速器的重量在直升机总重所占的比例是可观的),因此可以大大的提高直升机的重量效率。此外,由于取消了机械传动系统,还降低了成本,而减少了日常检修维护的工作量(传动轴的存在导致了一系列结构和动力学的问题,比如说共振之类的,分分钟让维护人员跪)。

但这种构型之所以没有被广泛的采用,显然是具有其不可避免的缺点的,其中最显著的就是他在喷气的时候所产生的巨大噪声,众所周知,这个直升机的噪声啊,本来就已经很大了,如果再加上喷气的话,那个噪声简直要逆天,而且这种构型的单位耗油率极高,这些都限制了这种构型直升机的发展。

1. 喷气驱动的两种类型

1.1桨尖发动机式驱动系统

在桨尖安装喷气发动机,借发动机的推力来驱动旋翼,这种发动机有冲压式、脉冲式,也可以是涡轮喷气式发动机。

1.2压气机式驱动系统(桨尖供气)

在直升机机体中设有气体发生器,或由主要发动机带动的空气压缩机,向桨尖喷管供应压缩空气,借气流从喷管中喷出时,所产生的反作用来驱动旋翼,这种形式也被称为“冷喷气”。

从两种驱动系统的描述就可以看出,采用冲压式或者脉冲式发动机,主要优点呢,就是结构简单,重量最轻,不少超轻型直升机采用了这种方案,但是呢,这种方案的严重缺点是其单位耗油率太大,因此航程或续航时间往往非常的短,实用意义不大;另外呢,冲压式发动机不具备静推力,因而启动问题很难解决,脉冲式发动机就很难保证阀门工作可靠,且具有足够长的寿命,所以这种动力装置在直升机上不会有太大的前途。

在桨尖安装涡轮喷气发动机进行驱动,也曾受过相当的关注,在喷气驱动各种方式中,他的耗油率最低,较适用于重型直升机,目前主要困难在于发动机本身,因为发动机装在旋翼上之后,它会处于旋翼巨大的离心力和陀螺力矩作用下进行工作,那这样发动机结构和工作就会产生一些新的问题,目前还没有能够解决,此外发动机的陀螺力矩还会作用在桨叶上,给桨叶的设计也带来了不少困难。

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