我們知道,以前美國在航空領域具有全方位壓倒性的優勢。不論戰斗機,轟炸機,運輸機,還有直升機,都是領先全世界的。隨著中國在戰斗機領域逐漸超過美國,解決了基本的生存安全問題。剩下的那些領域,中國也正努力追趕上去啦。就這兩天,中國直升機領域有好消息傳來。在北方有個機場,還有南方的一個機場,分別對傾轉旋翼驗證機和共軸剛性旋翼驗證機進行了試飛。
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這兩個飛機分別對應了美國v280和s97。以前,只有歐洲還搞了一些驗證性的技術實驗。沒想到,中國這邊不聲不響的都開始試飛了。不過,如果關注中國航空進展的網友,可能并不驚訝。直10的總師吳希明,在結束了直10的研制之后就一頭扎進共軸剛性旋翼的研究中,網上他的相關論文可以搜到很多。而直20的總師鄧景輝,則是北所的帶頭人,他牽頭了傾轉旋翼構型的研發。
這兩種構型的直升機都著眼于突破現有直升機的缺陷,但也都有各自的特點。傾轉旋翼本質上是一架能垂直起飛的固定翼,所以,它能飛的很快,速度超過500KM/h,在轉為固定翼形態后,升阻比也很高,航程一千多公里。但它的缺點是懸停和低速性能還不如傳統直升機。在接近地面的復雜氣流環境中,很容易摔機。美國的V22飛機就因為各種原因出了不少事故呢。
共軸剛性旋翼直升機呢,可以看作是傳統直升機的升級加強版本。它用的是上下顛倒對轉的雙旋翼設計,這樣就能把反扭矩給抵消掉。而且它那對稱的、硬邦邦的前行槳葉,能大大推遲高速飛行時動態失速情況的出現。不過呢,它的速度比不上傾轉旋翼機,最快也就四百多公里每小時。但它在低速狀態下懸停的能力,那可是明顯要強不少。別看它外觀和俄羅斯卡莫夫設計的那種共軸雙旋翼直升機長得挺像,可它們的工作原理那可差遠了。
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當直升機飛得特別快的時候,旋翼一邊是迎著風往前沖,另一邊呢是順著風往后走。這樣一來,風從兩邊槳葉上吹過的速度就不一樣啦,結果就是一邊產生的升力大,另一邊產生的升力小。以前的直升機啊,是靠揮舞鉸還有擺振鉸來讓兩邊升力平衡一下,可這么一來,直升機的速度就很難超過每小時300公里了。而且這會造成直升機在平飛時旋翼面實際上是向一邊傾斜的。
在單旋翼直升機上還沒什么,在卡莫夫直升機上由于兩個旋翼旋轉方向相反,就會造成同一側旋翼一個向上偏,一個往下偏,造成旋翼打架,機毀人亡。所以卡莫夫直升機兩副旋翼的間距很大,但這樣阻力就大了。而剛性旋翼則取消了這兩個鉸,為了抑制旋翼的上下擺動,還采用了剛度很大的硬槳葉,因此可以把兩副槳葉靠的很近。
但即便如此,在s97的試飛中也產生了旋翼打架的情況,說明s97的旋翼還不夠剛性。剛性旋翼還有一個重大的隱患,就是機身震動。過去直升機靠柔性鉸鏈來隔離旋翼震動傳到到機身。現在剛性旋翼就沒法隔離了,機身震動很難搞。目前西科斯基只能用上主動減震技術才能對抗機身震動,這需要機體內有懸浮框架。再加上機身中部還要安裝大型的減速器,使得機身容積偏小,不適合作為運輸用途。
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因此,美國那邊的下一代運輸直升機是傾轉旋翼贏得了合同。原本有個特別適合用共軸剛性旋翼的偵察攻擊直升機項目叫FARA,結果去年這個項目被叫停了。為啥呢?說是俄烏戰爭那會大家發現,直升機在戰場上太容易被干掉了,生存能力太差。所以美國陸軍打算以后多用無人機來搞偵察和攻擊。這個說法吧,不是完全沒道理,但也不能啥情況都這么套。
中美兩國在這件事情上的做法完全不同,這背后啊,一方面是各自根據自身戰略需求做出的打算,另一方面也能看出兩國在軍事科技發展道路上有著很大的區別。就說美國吧,它把那個未來遠程攻擊直升機項目(FARA)給取消了,這其實本質上就是美軍推行“無人化優先”戰略所導致的結果。再看看中國,我們選擇堅持有人駕駛和無人駕駛相互配合、朝著高速化方向發展的路線,這主要是因為我們有著特殊的地緣環境、特定的作戰需求,還有多年來積累下來的技術基礎。
美國的理由主要有這幾點,首先是低成本無人機蜂群可低成本飽和打擊敵方防空系統,無需有人直升機冒險進入高威脅空域。其次,依托"星鏈"衛星網絡和軍事偵察衛星群,美軍宣稱可實現"全域感知",有人直升機的偵察價值被邊緣化。最后是經濟賬,FARA單機成本高達1500萬美元,而無人機則小得多,且無需飛行員生命代價。
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但這種思路存在短板:首先是衛星和無人機在電磁干擾、反衛星武器威脅下,衛星鏈路可能中斷;無人機在強對抗環境易被電子戰壓制。其次,無人機無法像有人直升機那樣實時判斷戰場態勢,進行復雜戰術協同。最后也是最重要的,高原山地叢林等復雜地形限制:衛星難以穿透茂密植被,無人機在高原山地環境下作戰效能大幅度降低。
而我國陸軍的作戰地域主要在國境周邊,一般都是山地高原叢林,再加上邊境地域廣闊,對及時到達的要求很高。而且山地信號容易被遮擋,無人機易失聯,而有人直升機可自主作戰。這些都是有人機不可取代的價值。此外,有沒有和用不用,這是兩回事。至少技術我們還是要搞出來的,就算有人機不用也可以用在無人機上。
所以,不是美國人不要的飛機我們才撿起來,關鍵要看合適不合適,有沒有需求牽引。高速攻擊直升機仍將是中國軍事力量重要組成部分,其價值不僅在于速度,更在于復雜戰場環境下不可替代的自主決策能力。
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