S-97 “侵袭者”高速武装直升机

S-97 “侵袭者”高速武装直升机

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世界上飞的最快的直升机

S-97 “侵袭者”高速武装直升机采用共轴双旋翼和后机身推进式螺旋桨布局,省去了尾翼螺旋桨,大大增加了自身的机动性和灵活性。此外单发双座的“侵袭者”的机身,使用了复合材料,其最大起飞重量为4990千克。一旦挂载相应武器和设备,“侵袭者”便可实现对敌侦察和攻击。超大的机舱可以承载6名士兵,这一优点为执行特种作战提供了便利。
国S97侵袭者首飞
 美国西科斯基公司S-97“侵袭者”高速直升机原型机于2015年5月22日进行了首飞,这种直升机的设计最高飞行速度超过480公里/小时,可能将刷新直升机飞行速度世界纪录。目前世界直升机速度世界纪录是欧洲直升机公司的X3直升机创造的,为472公里/小时。西科斯基公司发表声明称这种直升机将可满足美陆军航空兵下一代轻型侦察/攻击直升机的要求
美国S-97高速直升机成功首飞
S-97直升机

S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机

图解美国“侵袭者”直升机

2013年9月26日,西科斯基飞机公司宣布开始S-97“侵袭者”双旋翼高速直升机原型机的总装工作。“侵袭者”最大的特点是高速,为普通直升机的2倍。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
西科斯基是美国最知名的直升机制造厂商,S-97“侵袭者”与其先前代表作常规单旋翼直升机“黑鹰”和“海上种马”不同,它采用了双旋翼设计,并加装了推进尾桨,其飞行速度两倍于常规直升机。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
S-97“侵袭者”走下绘图板真的来袭了,9月20日,极光飞行科学公司在位于佛罗里达州西棕榈滩的飞行发展中心向西科斯基公司交付了S-97“侵袭者”原型机的复合材料机身,该机身包括一个综合驾驶舱、货舱和尾椎。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
2011年,西科斯基公司根据公司生产先进成熟技术产品和系统的能力选择了36个部件制造合作厂家。极光飞行科学公司就是这36个部件制造合作厂家之一,S-97碳纤维机身就是由位于布里奇波特的极光制造厂生产。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
S-97“侵袭者”直升机采用共轴对转双旋翼加尾部螺旋桨设计。尾部螺旋桨可以对直升机进行加速和减速。采用电传控制系统来控制共轴对转主旋翼叶片。该机总长36英尺(10.98m),总重11000磅(4994kg)。图为西科斯基S-97“侵袭者”直升机发布会。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
双旋翼技术向来被视为俄罗斯卡莫夫设计局的绝技,尽管卡50卡52性能优异,但柔性的桨叶也限制了直升机的机动性,难于像固定翼飞机一样做迅猛的滚翻、拉起、俯冲、盘旋动作,过于激烈的机动动作可能使桨叶和机体碰撞,严重危害飞行安全,所以一直难以得到俄军的青睐。柔性双旋翼有不可克服的弱点,所以西科斯基觉得弱爆了。
卡50卡52
西科斯基对于共轴对转双旋翼布局并不陌生,先前已投入了相当大的精力和相当长的时间进行研究。早在1964年,西科斯基公司开始研究ABC旋翼系统,它由2副共轴反向旋转的刚性旋翼组成,利用前行桨叶的气动升力,消除后行桨叶的失速,提高旋翼系统的升阻比和高速飞行性能。图为多次对外展出S-97“侵袭者”直升机的模型。

S-66
幻想一夜之间蹦出“杀手锏”是不科学的,冰冻三尺非一日之寒,上个世纪60年代,西科斯基就搞出了尾部螺旋桨推进布局的S-66和S-67武装直升机。左上图为S-66,常态飞行时,尾部螺旋桨机身侧面,在高速飞行时,尾部螺旋桨可以九十度向后折叠,成为一个推进器。大图为S-67武装直升机,超长的机翼提供强大的升力和挂载能力。
阿帕奇
S-66和S-67以及AH-56“夏延”一并挂掉,美国陆军最终选择的是方案最为保守的AH-64″阿帕奇”。图为AH-64″阿帕奇”,它不是美国当年能搞出来的武装最重飞行最快的武装直升机。两个字总结:平庸。
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西科斯基的S-66和S-67通过在尾部安装推进螺旋桨,1982年,就已达到惊人的平飞速度445千米/时。图为S-97“侵袭者”直升机的电脑3D图。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
刚性桨叶的限制要小得多,采用刚性桨叶的直升机或许有这样那样的问题,但都具有比常规直升机远为出色的机动性。为此,刚性桨叶一直是直升机研究的一个目标。图为S-97“侵袭者”直升机的电脑3D图。
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刚性桨叶没有挥舞铰,上下旋翼可以离得很近,而没有碰撞的危险。差动式地加减上下旋翼的桨距以形成扭力差不仅形成水平方向上的转向,还由于刚性旋翼非对称升力造成横滚,进一步加速转弯过程,所以S-97“侵袭者”直升机具有异乎寻常的机动性,大大超过常规直升机。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
稳妥起见,西科斯基公司并没有一步到位直接制造S-97,决定先制造X-2试验机。2005年,以XH-59A ABC旋翼验证机为基础,西科斯基公司开始宣布进行X-2项目的研制,研制了2架技术验证机。该机采用共轴反向旋转旋翼系统,尾部安装由传动系统驱动的推进器。图为X-2试验机试飞。
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X-2体型较小,大约只有S-97的一半。目前,世界各国所使用的巡航速度最快的直升机,最高时速一般在250公里/小时至350公里/小时的范围内;而此次X2直升机最高时速将达到了463公里/小时,是美国现役“黑鹰”直升机速度的2倍,“阿帕奇”直升机速度的1.5倍。图为X-2与S-97的体型对比。
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需要指出的是,463千米/时并不是X-2的极限速度,它还有潜力可挖,这也暗示着S-97速度还有进一步上升的空间。西科斯基公司先前分四个阶段完成了X2的飞行测试,第四阶段,2010年9月15日,飞行速度达到250节(463千米/时),发动机功率还有20%的储备。
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西科斯基的野心不止于有人驾驶直升机,共轴对转刚性双旋翼加尾部螺旋桨设计,将代表西科斯基未来新型直升机的发展方向,移植到无人驾驶直升机上也是必然。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
S-97“侵袭者”设计初衷用于美国陆军轻型侦察直升机选型,替代OH-58D轻型侦察直升机,美国特种作战司令部也表示看好S-97,希望能它来替代“小鸟”直升机。除2名驾驶员外,S-97还可装载6名士兵。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
需要指出的是,S-97“侵袭者”采用与“黑鹰”同系列的T-700发动机,该发动机用于“黑鹰”MH-60M。“黑鹰”装备两具T-700发动机,而S-97由于体型较小仅装备一具,即使如此,S-97“侵袭者”速度也会达到“黑鹰”近2倍。图为S-97“侵袭者”。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
西科斯基坚信S-97“侵袭者”代表正确生产力,因此研制费用是自掏腰包的。好在S-97“侵袭者”吨位较小,总算比直接研制“黑鹰”等级的压力要小一点点。图为S-97“侵袭者”
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
图为S-97“侵袭者”的旋翼系统特写,由于取消了挥舞铰和摆振铰,两副桨叶可以靠得很近,从而降低了整机的高度。在作战略运输时,就不会对运输机的货舱挑三拣四,一架C-17重型运输机可以装四架-97“侵袭者”。
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美国陆军正在招标替代“黑鹰”的下一代通用直升机,要求飞得更快飞得更远。目前有三个集团正在与西科斯基争夺,西科斯基自然是自在必得,共轴对转刚性双旋翼加尾部螺旋桨构型,就是被西科斯基寄予厚望的法宝。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
黑鹰的大型侧门设计被证明是相当成功的,S-97“侵袭者”自然要继承这个优点。
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S-97“侵袭者”机头下方的光电球,提供昼夜及恶劣气候条件下的观瞄。需要指出的这架并不是量产型,仅是证明这个潜力,可以预料,量产型根据任务不同,将会拥有更为完善的雷达光电探测设备。
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S-97“侵袭者”尾部螺旋桨推进有好有坏,好处在于可以提高速度,增强机动性,坏处在于无法布置类似米-17的尾门,较大型的装备装卸不方便。就事论事,美军直升机吨位型号齐全,有比“黑鹰”更大型的直升机,载人载货无压力,对于尾门有没有并不是太在意。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
从目前展示的样机来看,S-97“侵袭者”采用了最为成熟最为常见的双人制并列驾驶舱。
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挥舞铰和摆振铰是旋翼升力均匀的飞行平稳的关键。由于桨叶在旋转中容许上下挥动和前后摆动,这种桨叶称为柔性桨叶。除了用机械铰链容许桨叶在环形过程中相对于其他桨叶有一定的挥舞外,材质也必须具有弹性,这就是为什么直升机停在地面时,桨叶总是“耷拉”着的原因。如图S-97采用了刚性桨叶,取消了挥舞铰和摆振铰。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
世界上最成功的十吨级通用直升机,非西科斯基自家的“黑鹰”莫属,除美军大量装备外,也为世界各国军队欢迎。“黑鹰”是单旋翼加尾桨布局的代表机型。图为以色列空军的UH-60,以军称为“猫头鹰”。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
把S-97“侵袭者”的共轴对转刚性双旋翼加尾部螺旋桨设计移植到“黑鹰”上,“黑鹰”就可以获得比现在高得多的性能。当然方案好不好是一回事,美国三军会不会来改是另外一回事。从历史上看,这种速效的方案少有成功的先例。但如果再设计一架新的机体,西科斯基就打造出了新一代通用直升机
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
S-97“侵袭者”目前只有两个外挂架,看似火力贫弱,但是小看它是不科学的。S-97“侵袭者”只是一个展示平台,用于证明西科斯基的能力,S-97不过是将已在X-2上验证的技术变成现实,随时可以移植到更重型或是更轻型的直升机上。图为S-97“侵袭者”作战想象图。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
正如前文指出,美国陆军和海军陆战队迟早会搞新一代专用武装直升机选型,西科斯基当年S-66和S-67之所以取消并非性能不达标,而是美军当年觉得已经实现的技术过高过于超前。西科斯基卷土重来搞专用武直是可以预期的,当年就能搞出优于阿帕奇的直升机,没有理由怀疑它会倒退。图为S-97“侵袭者”作战想象图。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
轻型武装侦察直升机、专用武装直升机、替代“黑鹰”的下一代通用直升机,S-97“侵袭者”展示的不过是西科斯基庞大野望的冰山一角。出来混总得有自己的两把刷子,贝尔的是倾转翼,西科斯基就是S-97“侵袭者”。图为S-97“侵袭者”作战想象图。
S-97 “侵袭者”新型高速武装直升机
中航工业也在研究刚性双旋翼直升机“绝影”,与美国美国”侵袭者”直升机不同,它将螺旋桨布置在机首,而非机尾。工作原理也由尾桨推进变为拉进。“绝影”采用这种布局有何好处不得而知,但劣势是一目了然:机首螺旋桨会对加装雷达和光电探测器有影响,也无法布置机头火炮。产生的震动和噪声会比尾桨推进要大得多。
刚性双旋翼直升机“绝影”

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