剛性共軸技術裡程碑:美軍飛行員試乘西科斯基S-97複合直升機

2020-12-17 旋翼飛行器

根據九月初的消息,在今年八月份的時候,美國陸軍安排了專門的試飛員乘坐西科斯基公司的S-97剛性共軸雙旋翼複合式直升機參與了飛行測試工作。在總時長達80分鐘的飛行時長中,這名來自美國陸軍的試飛員據稱是體驗了S-97直升機的所有試飛科目,可謂時該機飛行測試工作中的一大裡程碑——之所以這麼說,最重要的因素就是這是第一次有西科斯基公司以外的飛行員乘坐了這種「新構型」的飛行器,更別說這名飛行員還是來自甲方了。

在此次飛行測試中,考慮到當時的天氣狀況和其他條件,S-97「掠奪者」並沒有進行最大飛行速度的測試,不過其飛行速度仍然達到了187節(1節≈1.852公裡/時),這一速度已經遠超過了美國陸軍「未來攻擊偵察直升機」(FARA計劃)所要求的臨界速度。

儘管在出於保密的考慮,美國陸軍並沒有公開此次試乘的任何細節信息,但是按照西科斯基公司對於S-97的獨特機動性能的描述,以下的飛行科目想必都是有涉及的:

機頭朝向任意方向的懸停:眾所周知,對於常規直升機來說,由於其主旋翼是懸停狀態下的唯一升力面,所以直升機在懸停的時候,必須要旋翼產生的拉力恰好與全機重力平衡,且不產生超過範圍的橫向力或者縱向力,為滿足這一要求,直升機懸停姿態往往只能在很小幅度內變化,甚至可以說是懸停時候機頭朝向只能是一個固定方向;但是S-97則不同,由於該機的尾部螺旋槳也能提供縱向力,足以平衡旋翼在不同角度下產生的縱向力,所以該機在懸停的時候,其旋翼產生的拉力就不需要保證恰好平衡重力,而可以在很大方向範圍內變化,所以該機就能夠朝向任意方向懸停;

不需要改變機身姿態的快速「空中剎車」:一般來說直升機會通過快速飛行來接近目標點,然後在靠近目標之後將有一個減速的過程,這個過程有時也被叫做「空中剎車」,對於常規直升機來說,要實現快速空中剎車,就需要一個較大的後向力,這個後向力就可以通過改變直升機姿態(如抬頭仰起)來使得旋翼產生較大的後向力來實現,不過這樣的話,對於軍事作戰顯然是不利的,畢竟飛行員將會在該過程中短暫丟失前方的視野,這對於瞬息萬變的作戰而言是致命的;S-97就不存在這樣的問題,這主要還是得益於該機的尾推螺旋槳設計,尾推螺旋槳可以通過變距實現反向推力,從而實現空中剎車的作用,使得「掠奪者」在保持原飛行姿態的同時就能實現快速減速,抵達目標上空;

關閉尾推螺旋槳來降低噪音:對於常規直升機來說,高頻率轉動的尾槳也是主要的噪聲主要來源之一;同樣,「掠奪者」的尾部螺旋槳也是其噪音的主要來源之一,但是,在低速飛行和懸停的時候,S-97完全可以直接通過離合器關掉尾推螺旋槳,僅憑共軸雙旋翼就能完成所有常規直升機所能實現的戰術機動動作,從而大幅降低其低速低空戰術任務的噪音水平。

事實上,儘管對於西科斯基公司來說,美國陸軍的試飛員試乘S-97可謂是一次裡程碑,但是其競爭對手,貝爾公司,可早就達到這個裡程碑了。在2018年2月份的時候,來自美國陸軍的試飛員就已經試乘了貝爾公司的V-280「勇氣」傾轉旋翼機,並完成了多項機動科目。

對於美國陸軍來說,越早參與到這些新型飛行器的飛行測試工作之中,越有助於他們收集足夠的數據來判斷這樣一種新的裝備是否能夠達到他們的目標需求,而且很多時候,一名經驗豐富的軍方試飛員往往能夠發現很多商業公司試飛員所不能發現的面向實際軍事需求的問題,從而針對特定的裝備發展計劃給出更具體的最終要求。

所以說,此次美國陸軍試乘S-97之後,想必會給出很多細化指標要求的意見,從而進一步加快美國陸軍相應計劃的推進。當然從另一個方面來說,西科斯基「敢於」讓美國陸軍的飛行員乘坐S-97,也說明他們對「剛性共軸技術」有了更大的底氣,也意味著這種技術進一步邁向了成熟

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