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潛艇的無軸泵推技術能不能用來製造直升機尾槳?

直升機主旋翼在旋轉時會對空氣產生一個作用力,根據力的作用是相互的原理,空氣同時也會對旋翼葉面形成一個反作用力,而這個反作用力傳遞到直升機機身後就會迫使機身向主旋翼相反方向運動,這就是傳說中的反扭矩,如果不消滅這個反扭矩力,直升機完全不可能正常飛行,於是就誕生了直升機的尾槳。

直升機尾槳安裝於直升機尾部,相當於一個小型的電風扇,用它來吹拂空氣形成一個與反扭矩相反的力,從而抵消反扭矩,使機身達到力的平衡。目前直升機尾槳多以普通的外露式尾槳為主,也就是直接在尾巴上裝上幾個葉片,然後連接上控制和傳動裝置就完事了。不過法國人貌似對這種簡陋的尾槳裝置很是不滿意,於是他們就在傳統尾槳外面加了個高大上的涵道框架,其實就是個金屬或者碳纖維的罩子,於是尾槳就改頭換面成了牛逼的涵道尾槳。

(阿帕奇武裝直升機的外露式尾槳)

涵道尾槳相比傳統尾槳具備一定的優勢,比如擁有涵道保護後,尾槳不易受到主旋翼擾流影響,穩定性有一定提高,低空飛行時不易被樹枝、電線等異物刮碰,也不會傷人,安全也有了保障。其次就是涵道尾槳相比傳統尾槳,靜音能力更為突出,比較適合民用或者軍用隱身直升機。目前來看,法國為首的歐系直升機特別偏好涵道尾槳,我國仿製法國海豚直升機的直9和俄羅斯卡60以及美國下馬的科曼奇直升機也都採用了涵道尾槳設計。

(科曼奇隱身直升機的涵道式尾槳)

如果說直升機普通尾槳相當於潛艇的多葉大傾斜螺旋槳,那麼涵道尾槳就相當於有軸泵推,兩者原理其實都差不多。而如今全世界潛艇又興起了無軸泵推的熱潮,是不是可以將這項技術運用到直升機尾槳之上成為無軸涵道尾槳呢?從理論上和未來的發展趨勢看,無軸泵推不僅將成為尾槳動力,甚至可以替代主旋翼,誕生新型的垂直起降高性能飛行器,但是就目前人類的技術而言,無軸泵推要運用於尾槳,還存在以下幾個難點。

(未來使用無軸推進技術的垂直起降飛行器)

第一、無軸泵推其實就是在有軸泵推的基礎上取消了主傳動軸,而在涵道殼內部再安裝了一部可以高速旋轉的環型電機設備(相當於內涵道),在環型電機內涵道再鑲嵌上驅動葉片。直升機體格本身就小,受涵道體積的限制,涵道尾槳本身就做不大,如果再做成擁有內外雙涵道的無軸泵推裝置,尾槳的功率肯定會嚴重下降,即使強行裝備也只能運用在5噸以下的輕型直升機上,10噸以上的大型直升機基本不用考慮。

第二、無軸泵推是電力推進裝置,而目前的直升機尾槳都是直接使用渦軸發動機作為動力,如果要使用無軸尾槳,還必須進行能量轉換,簡單點說就是要在渦軸發動機的基礎上再安裝發電機,操作起來不僅十分複雜,而且會佔用直升機寶貴的空間,對於機動性也有很大的影響,可以說是得不償失。

第三、無軸泵推最大的優點就是靜音,最大的缺點是成本高,造價不菲,而直升機其實對於靜音的需求並不是很大,唯一的科曼奇隱身直升機就是因為採用多種靜音黑科技最後導致成本居高不下,慘遭美軍拋棄。所以目前來看,無軸泵推運用在直升機尾槳上還是路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索,在無軸泵推技術沒有完全成熟,成本沒有降低到一定範圍內,這一技術很難大規模推廣開!

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