潜艇的无轴泵推技术能不能用来制造直升机尾桨?

直升机主旋翼在旋转时会对空气产生一个作用力,根据力的作用是相互的原理,空气同时也会对旋翼叶面形成一个反作用力,而这个反作用力传递到直升机机身后就会迫使机身向主旋翼相反方向运动,这就是传说中的反扭矩,如果不消灭这个反扭矩力,直升机完全不可能正常飞行,于是就诞生了直升机的尾桨。

直升机尾桨安装于直升机尾部,相当于一个小型的电风扇,用它来吹拂空气形成一个与反扭矩相反的力,从而抵消反扭矩,使机身达到力的平衡。目前直升机尾桨多以普通的外露式尾桨为主,也就是直接在尾巴上装上几个叶片,然后连接上控制和传动装置就完事了。不过法国人貌似对这种简陋的尾桨装置很是不满意,于是他们就在传统尾桨外面加了个高大上的涵道框架,其实就是个金属或者碳纤维的罩子,于是尾桨就改头换面成了牛逼的涵道尾桨。

(阿帕奇武装直升机的外露式尾桨)

涵道尾桨相比传统尾桨具备一定的优势,比如拥有涵道保护后,尾桨不易受到主旋翼扰流影响,稳定性有一定提高,低空飞行时不易被树枝、电线等异物刮碰,也不会伤人,安全也有了保障。其次就是涵道尾桨相比传统尾桨,静音能力更为突出,比较适合民用或者军用隐身直升机。目前来看,法国为首的欧系直升机特别偏好涵道尾桨,我国仿制法国海豚直升机的直9和俄罗斯卡60以及美国下马的科曼奇直升机也都采用了涵道尾桨设计。

(科曼奇隐身直升机的涵道式尾桨)

如果说直升机普通尾桨相当于潜艇的多叶大倾斜螺旋桨,那么涵道尾桨就相当于有轴泵推,两者原理其实都差不多。而如今全世界潜艇又兴起了无轴泵推的热潮,是不是可以将这项技术运用到直升机尾桨之上成为无轴涵道尾桨呢?从理论上和未来的发展趋势看,无轴泵推不仅将成为尾桨动力,甚至可以替代主旋翼,诞生新型的垂直起降高性能飞行器,但是就目前人类的技术而言,无轴泵推要运用于尾桨,还存在以下几个难点。

(未来使用无轴推进技术的垂直起降飞行器)

第一、无轴泵推其实就是在有轴泵推的基础上取消了主传动轴,而在涵道壳内部再安装了一部可以高速旋转的环型电机设备(相当于内涵道),在环型电机内涵道再镶嵌上驱动叶片。直升机体格本身就小,受涵道体积的限制,涵道尾桨本身就做不大,如果再做成拥有内外双涵道的无轴泵推装置,尾桨的功率肯定会严重下降,即使强行装备也只能运用在5吨以下的轻型直升机上,10吨以上的大型直升机基本不用考虑。

第二、无轴泵推是电力推进装置,而目前的直升机尾桨都是直接使用涡轴发动机作为动力,如果要使用无轴尾桨,还必须进行能量转换,简单点说就是要在涡轴发动机的基础上再安装发电机,操作起来不仅十分复杂,而且会占用直升机宝贵的空间,对于机动性也有很大的影响,可以说是得不偿失。

第三、无轴泵推最大的优点就是静音,最大的缺点是成本高,造价不菲,而直升机其实对于静音的需求并不是很大,唯一的科曼奇隐身直升机就是因为采用多种静音黑科技最后导致成本居高不下,惨遭美军抛弃。所以目前来看,无轴泵推运用在直升机尾桨上还是路漫漫其修远兮,吾将上下而求索,在无轴泵推技术没有完全成熟,成本没有降低到一定范围内,这一技术很难大规模推广开!

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