详解SB-1挑战者直升机,极速能达到460公里/小时
(常探机器人飞行器专家告诉您:SB1在高速飞行时,一定会坠机!)
【本人认为该机缺点】复式推进系统的这种模式在SB1高速直升机(含S97和AH-56 夏延攻击直升机)上很失败,SB1和S97和AH-56 夏延攻击直升机经常在直飞和悬停的转换中出问题,侧飞、倒飞,悬停操控性也很差,所以试飞过程中接连机毁人亡。
武器大讲堂 2020-07-21 19:21:54
文|老白
565 SB-1直升机发展背景
垂直升降高速度飞行的飞行器一直以来都是美军近些年研发的重点飞行器,在早些年美国西科斯基飞机公司就已经开始进行研发,包括西科斯基X2和西科斯基S-97突袭者直升机都是对于快速机动直升机的技术测试,而这些年,美国陆军已经融合西科斯基X2和S-97的实验成功数据,并讲这些成果投入新一款飞行器的研发中,这款飞行器就是本期武器大讲堂的主角,来自美国波音公司与西科斯基公司共同为美国陆军未来直升机计划和未来远程突击飞机计划而研制的SB-1挑战者直升机。
▲讲堂565期视频
SB-1挑战者技术细节
SB-1挑战者直升机是西科斯基飞机公司和波音公司共同设计的一种飞行器,官方名称为SB> 1 Defiant,这个项目主要是为了参与美国陆军的未来直升机计划竞标。
这个项目除了SB> 1 Defiant之外,还有一个竞争对手就是采用倾转旋翼的贝尔V-280勇气倾转旋翼机,目前根据相关的资料,贝尔V-280倾转旋翼机的认可度并不是很高,所以此计划的最后竞标获得者很可能是SB-1挑战者,那么这款直升机有何出色的实力能够获得认可呢?
SB-1挑战者直升机是基于西科斯基X2和S-97侵袭着直升机而研制的,因而有很多设计元素都与这俩者有许多相似之处,整机包括旋翼长度为18.5米、旋翼直径为17.25米,机身和气动设计跟早期的S-97侵袭着直升机很像。
其机身设计方面,机头部分为驾驶舱,可以容纳四名机组成员,其中两名为飞行机组成员,剩下的两名为作战人员,驾驶舱后部是一个乘员舱,可以容纳12名全副武装的士兵或者是货物。
与其参考的S-97侵袭着有所区别,可以看得出来SB-1挑战者直升机具有前线人员运输的能力,机身材料大量使用复合材料,机身结构的主要部分将由波音公司进行设计和制造。
动力系统方面,引擎采用两具莱康明T55 涡轮轴引擎,这款引擎最大能输出4867轴马力,目前主要用于美军的CH-47支奴干运输直升机上。
这款引擎研发的时间属于上个世纪50年代,所以在整体的性能上会比较落后,因此在后续量产的版本会换装成通用电气在美国FutureAffordable Turbine Engine Program计划研发的新一代引擎,这款新型引擎会具有更好的扩展性和耐用性,并且在维护成本上会更低,而功重比以及寿命会更好。
引擎的进气口设计在中上部分,并且还加装有副进气口,用于与热排气混合实现降低排气温度,并且排气口也设计了扰流格栅进一步降低排气温度并控制排气口的红外标识从而达到降低红外效果以及能被己方反直升机武器识别。
引擎产生的动力驱动机顶上方的共轴反桨双旋翼,这样的设计好处就是取消了尾浆的设计,能带来更好的抗战损能力。
为了增加速度,跟西科斯基X2和S-97侵袭着直升机一样,SB-1挑战者直升机依然是采用了共轴反桨双旋翼主旋翼配合水平推进尾浆的设计,用来提升其飞行的速度,这种复合推进动力的设计此前已经在X2验证机和S-97袭击者轻型高速直升机上进行测试验证过了,是稳定可行的一种动力设计方案。
这套动力系统可以让其实现垂直起降和快速的前进与后退,垂直起降以及悬停通过共轴反桨双旋翼来操控,而尾浆的作用则可以用于高速加速和减速使用,能大大的提升整体的机动性能,机上搭配先进的电传飞行控制系统,可以精确的调整飞行姿态,能大大的提升战场适用性。
这套系统的配置,目前的试验测试中已经能让其实现380公里/小时的最大飞行速度,并且在后续还可以进一步提升,已经达到甚至超过美国陆军提出的425公里/小时的极限飞行速度。
根据相关的资料,SB-1直升机的最大设计巡航速度能够达到460公里/小时,换装更加强大的引擎之后,或许能打破由西科斯基X2直升机创造的463公里/小时的世界纪录。
在机尾部位,在尾部螺旋桨两侧是一对用于调整尾流的垂直尾翼,并在正下方加装了一具下垂尾翼,能与两侧垂尾形成类似于十字的结构,从而提供更加稳定的尾部控制布局。
而这具垂尾上则设计了一具不可收放的后起落架,搭配前机身下部的一对可收放起落架形成后三点式落架支撑机身,与目前普通直升机前三点式起落架有所区别。
在武器搭配上,在机头下部预留了航炮的安装位置,预计安装主流的.50口径机炮,在机身两侧可以加挂可拆卸的武器挂架挂载火箭荚舱等额外的部件,当然其武器挂载方式目前还未公开,根据一些概念图,也可能是采用埋入式弹仓的方式进行挂载,具体形式只能看后续量产的版本了。
SB-1挑战者直升机可以说是将目前高速直升机的技术大量融合的产物,基本的设计与S-97侵袭着高速直升机很像,整体的设计可以说代表了目前直升机技术的最先进研究成果,达到460公里/小时的飞行速度在目前的常规战斗环境中,整整比常规直升机快一倍,对于整体战场生存能力而言是巨大的进步。
在共轴双旋翼和推进尾浆的设计下,可以让其整体的性能、飞行速度和灵活机动性更高,这就带来了更高的战场生存能力,搭配机上的先进信息系统,能快速的机动渗透敌方战场,完成机动部署。
这种保留了传统直升机的低速和悬停性能基础上,拥有两倍于传统直升机的速度与航程,堪称是一款未来前线直升机的首选,根据目前的定位,在未来或许会成为美国陆军现役的UH-60黑鹰运输直升机系列完美替代者。
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S97接连坠毁!洛马公司更名SB1
军武评:上下旋翼相互猛击,削短1米,S97直升机事故新细节曝光
旋翼直升机
作者:丁尹 出品:旋翼飞行器
背景
2017年8月2日,大概在美国东部夏令时7:20左右,西科斯基的一架试验性质飞行器西科斯基S-97A,编号N971SK,在佛罗里达州的William P Gwinn机场(06FA)进行了试飞测试,在该次测试过程中试飞员正在试图悬停的时候,该机变得难以操纵,最后发生了Hard Landing(硬着陆)事件。所幸两名机组乘员只受了轻伤。
此次试飞是根据《联邦法规法典》第91部分的14条规定进行的,试飞测试进行时,当地气象条件良好,西科斯基未提交飞行计划。不幸的是,这型技术先进的复合式直升机本身受到了相当严重的损伤。
问题究竟出在了哪里?
近期,美国国家运输安全委员会(NTSB)发布了关于2017年西科斯基S-97复合式直升机硬着陆事故的最新“事实报告”,报告称:2017年,西科斯基公司在进行S-97掠夺者前行桨叶概念*(刚性共轴双旋翼)复合式直升机飞行测试的时候,其电传操纵飞行控制系统出了“故障”,故障发生在该机的起飞过程中,当时飞控系统正处于从地面模式转换为空中模式的过渡阶段,飞控系统的“故障”和试飞员的操纵无法“配合”,使得该机进入大幅滚转振荡状态,最终发生硬着陆事故,该机由此严重损毁。
*注:关于前行桨叶概念旋翼的技术基础,感兴趣的读者朋友可以关注我以前写过的下述文章:
图——试飞中的S-97掠夺者复合式直升机
鱼鹰直升机频频坠机和传统直升机桨叶折断原因
根据NTSB所发布的报告所述,S-97在该次飞行测试中发生了极其严重的左右翻滚振荡,以至于上下两副反向旋转的刚性旋翼猛烈地击打到了对方,甚至形成了“一团由桨叶碎片和尘土混合而成的烟云团”。
报告指出S-97掠夺者直升机有三种飞行控制模式,被称为“Paths”(路径):第一种是全地面模式,第二种是全空中模式,还有一种过渡模式。
在过渡模式中,有一项操纵特性出现了一点“小问题”——周期变距杆的灵敏度增大到了默认值的2.5倍。
由此引发的严重滚转振荡使得该机在硬着陆的过程中,左侧主起落架轮在短暂接触地面之后又离开地面,使得飞控系统将飞行模式从过渡模式切换到了飞行模式。
谈谈这次“事故”试飞
图——S-97试飞员视角
这次事故发生在2017年8月2日的大清早,地点是佛罗里达州的西科斯基飞行测试中心,当时西科斯基正在尝试扩大掠夺者直升机的飞行包线,截至那时,西科斯基已经针对S-97进行了超过100个小时的地面开车试验和20个小时的飞行测试。
图——高速飞行中的S-97
在之前的飞行中,掠夺者直升机已经达到了150节(约278千米/时;1节≈1.852千米/时)的前飞速度,但是在该次“事故”是试飞中,西科斯基打算将该机的前飞速度扩大到180节,并且在该次飞行测试中首次启动了S-97的尾部推进螺旋桨。西科斯基希望由此次试飞开始,不断推进该机的最大飞行速度,并探索其前飞极限速度——这一速度理论上是220节(407千米/时)。
根据报告描述,该次事故起始于掠夺者滑行到起飞跑道过程中,在滑行过程中,掠夺者出现了轻微左滚的趋势,于是试飞机长决定起飞到五英尺高度悬停来保持稳定。
图——注意事件起始时间和结束时间,总计5秒钟不到
他提拉总距并离地之后,掠夺者直升机突然猛地大幅左滚,他连忙反向推周期变距杆,掠夺者瞬间又猛地右滚,然后该机就进入了左右滚转振荡状态,并且滚转的幅度越来越大——最后的右滚幅度竟然超过了60°,然后又快速向左滚转——这次左滚之后,试飞员知道自己即将完全失去对该机的控制,于是他立刻决定把总距放到最低来着陆,然后掠夺者直升机就狠狠地撞到了地面。虽然上面有一长段描述文字,但是整个从起飞到降落的时间,不超过5秒钟。
所幸机上两位试飞员只受了点轻伤,且能够在完成紧急降落程序之后自行走出舱门。
这一架掠夺者怎么样了?
图——S-97掠夺者复合式直升机受损区域展示图
虽然试飞员很幸运,但是这架掠夺者就没这么幸运了,根据西科斯基的早期声明,该机在这次硬着陆过程中受到了严重的损伤,其可收放式起落架甚至受到了相当严重的损伤,在最新的调查报告中,NTSB揭示了更全面的受损详情:
该机经历过重度维护之后,于2018年6月份重新恢复飞行测试工作,其试飞员仍然是之前的两位,在2018年10月份,该机达到了前飞速度200节的里程碑。
图——S-97为实现高速前飞收起起落架
掠夺者复合式直升机于2015年5月22日完成了首飞,其技术源自于西科斯基的X2型前行桨叶概念技术演示验证机——该机最大的特点就是配备了一套共轴反转的刚性旋翼系统和一副可变桨距的尾部推进螺旋桨,复合螺旋桨的目的是为了增大其前飞速度和机动性。
近期,美国陆军选中西科斯基作为“未来攻击侦察直升机”(FARA)的原型设计竞争者之一,与其余四家公司展开竞争*,不出意外的话,西科斯基用于FARA计划的竞争机型就是S-97掠夺者直升机了,这架经历过重大事故的尖端技术装备能否笑到最后,咱们拭目以待。
*注:关于FARA计划及其竞争者的相关资讯,感兴趣的读者朋友可以参阅我之前所写的下述文章:
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【缺点】复式推进系统的这种模式在AH-56 夏延攻击直升机上很失败,AH-56 夏延攻击直升机经常在直飞和悬停的转换中出问题,侧飞、倒飞,悬停操控性也很差,所以试飞过程中接连机毁人亡,
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科幻】模块化固定翼森林消防直升飞机
【机器人、无人机、直升飞机行业未来展望】
一体化的设计会将【机器人、无人机、直升飞机 】性能牢牢套死在当前的廉价附件性能水平之下。
相反,只要能得到高性能附件的支持,即使老旧【机器人、无人机、直升飞机】平台也能换发新春。
模块化机器人、无人机、直升机——未来的机器人、无人机、直升飞机将不再根据特定任务来设计和构建,新机器人系统最终有望推动生产可以适应不同任务要求的机器人、无人机、直升飞机。
模块化是复杂产品系统发展的"必由之路"!
复合式直升飞机更有前途,原因是最好的直升机应该在高速平飞时变固定翼,复合式有此种变化的改进基础,而倾转旋翼在此方向上却无丝毫余地。
很多善飞的鸟类起飞时会扑打翅膀,升空后就平伸翅膀靠滑翔,所以很省力。
当前,海上和陆地的未来作战都对垂直起降飞机提出了需求,而且用途需求非常广泛。不仅是垂直起降战机,旋转翼飞机,混合式飞行器等都有广泛的市场需求。仅仅是新型直升机的服役,对我们来说已经远远不够了。
从未来直升机的发展趋势来看,高速特性必然是一个关键性指标。随着技术的突破,以速度制胜的高速直升机必然是发展的主流。此外,排气温度红外隐型化、智能化、模块化、无人化等,将是新一代直升机发展的基本趋势。
【马湘生将军 观点】
直8太老,直9太小,直10只能打仗。只有发展通用型直升机平台,同时考虑能将之发展出民用型号,盯住低空开放后的民机市场,直20的发展才能避免军长民短的瘸腿现象,做到有戏唱,并成为最叫座的名角儿。
对于发展多用途通用型直升机,总参陆航部原部长马湘生将军表示,应该集中精力,发展出一种“三军通用型”直升机。
马将军说:“我本来提出来的概念是‘战术突击型’直升机,这种直升机8-10吨,像‘黑鹰’一样,首先有一定机动能力、隐身能力,(发动机)有一定的剩余功率。在这个前提下,用这个平台,加上先进航电设备和武器,我就能够看得远,打得远。我不能跟你比筋斗,横滚,但我能早发现你,早打掉你,这不也是一种“撒手锏”吗?(平合)装上特殊设备,就能当勤务机,什么(特殊设备)都不装,还能运人。”
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《航空知识》中国直升机几项突出的问题
1、主力机型依赖进口,机型老旧,一旦有大规模战事,将十分被动。
2、型号庞杂,后勤维护保养困难。
3、机载设备相对落后,需要更新换代。
4、发动机高原性能较差,不适应复杂地理环境。
5、缺乏多用途通用平台,改进余地小。
6、缺乏从战略高度上认识直升机,在应急救援机制中缺乏与直升机有关的规划。
常探机器人飞行器项目核心零部件专利
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【我司产品设计特点】
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【项目背景】
低速高油耗传统直升机导致美军救困在伊朗人质的“鹰爪行动”大惨败
在1980年的伊朗人质救援行动中,美国直升机速度(RH53D海上种马最大速度294千米/小时)与航程不足(RH53D海上种马实际作战半径只有160公里)的问题充分暴露出来。人质营救本来就是十分复杂的作战,如果当年使用的是MV-22鱼鹰直升机,从阿拉伯海的航母到德黑兰的美国大使馆来回飞行就不需要落地加油,至少减少了行动中的最大变数。
使用低速高油耗直升机导致美军最大惨败!未达到目的地直升机就全部坠毁。
美国政府于1981年底提出“多军种先进垂直起落飞机”计划(以前称“多军种垂直飞行计划
1981年,美国国防部指令启动JVX计划,研究远程、高速直升机技术,美国海军陆战队对JVX的热情最高。直升机一出现,美国海军陆战队就是热情的追随者,这是因为二战式的密集船队集群抢滩在核战争条件下已经不可行,拥挤在滩头的密集船队和车辆、人员是战术核打击的最好目标。直升机的垂直登陆不仅速度快,不受水际滩头障碍和滩岸条件影响,而且容许在宽广战线上从地平线以外的远海直接到浅近内陆进行快速输送,是两栖作战的理想运输工具。
美国国防部提出“多军种垂直飞行计划”!-军用高速直升机-★
军事专家王云飞曾表示,中国建造两栖攻击舰的最大短板不在于造船,而是缺乏类似MV22鱼鹰直升机的这种高效舰载运输平台。至此中国两栖攻击舰的最大短板或即将被补齐。
F-35B战斗机“烫伤”了“美国号”两栖战斗舰 甲板和雷达被烫伤
常探机器人——蜂群式舰载固定翼垂直起降无人机,致力于打造:
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2019年8月20日,卓越网络中心的网络能力经理特兰努斯上校在TechNet Augusta的演讲中说到“我们正在考虑如何减少时间,以便我们能及早对敌人做出反应。” 特兰努斯在讲话中指出了军方寻求帮助的重要领域分别是:人工智能及我们需要拥有““能够找到隐形潜艇的驱逐舰“
【世界前沿科技产品介绍】
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模块化高安全高速固定翼(无人)直升飞机
现代军用直升机可广泛应用于各种军事行动,执行各种战术任务。包括:军用物资/兵员运输、战斗搜索与救援、伤病员后送、通信联络、战斗指挥/控制、侦察、目标指引、反舰/反潜、布雷/扫雷、护航、对地火力支援/攻击、电子战、战斗损伤评估等,可以说几乎涵盖了军事作战行动的各个方面。
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从未来直升机的发展趋势来看,高速特性必然是一个关键性指标。随着技术的突破,以速度制胜的高速直升机必然是发展的主流。此外,排气温度红外隐形化、声学隐形化(降低噪音)、低功耗、更安全、智能化、模块化、无人化、可以互相救援技术、油电混合技术等,将是新一代直升机发展的基本趋势。
常探机器人-模块化高安全垂直起降固定翼飞行器,每一个机翼包含两个以上相对较大的风扇,同时中间通过水平舵翼,将机翼分割成前后两部分,实现串列翼的前后都能提供升力的性能。并可以在两侧模块化增加复合型垂直升降机翼,在不重新购买新的大型号飞机前提下,实现载荷性能的倍增,满足各种应急需求。推力风扇排列在前面(核心机在后方),这形成了一个特殊的复合直升机、多旋翼、固定翼、滑翔机、串列翼长航时飞机这五大类飞行器所有优点的新一代飞行器机翼和低机翼负荷。
垂直起降状态:当垂直起降后,飞机高度超过周围障碍物高度时,前部的两个推进螺旋桨将加大马力,从而加速飞机水平飞行。一旦机翼完全支撑住飞机,我们就会完全关闭垂直升力风扇,然后自封闭涵道挡板在弹簧的弹力下马上实现自动闭合,变成水平机翼的一部分,最后像传统飞机一样高效飞行。
水平飞行是像传统固定飞机一样,并通过水平舵翼和垂直尾翼来控制航向。避免飞行中的横风对航向的干扰,有效提高抗风能力。
临近指定降落区降落时,水平翼面的垂直升力风扇重新打开,气流冲开底部的自封闭挡板,然后飞机缓缓下降。遇到较强横风时(如海面的7级大风),水平推力风扇辅助飞机进行空间定位,有效提高起降期间的抗风能力,实现恶劣天气的海上起降。
水平滑翔起降状态:重载时,垂直升力风扇关闭,飞机像传统飞机一样,滑翔起飞。依托传统飞机双倍以上的翼面面积,可以轻松实现短距离起飞,同时依托大面积的机翼,可以有效提高载荷或节省油耗。
ZL:2018105443733 模块化喷气式固定翼直升机
带涡扇复合辅翼和附加翼的无后推力式复合翼载人飞行器
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飞行速度由推进器决定,
设计螺旋桨推进器飞行速度范围在200到500km/H左右(预估值)
设计喷气推进器飞行速度范围在200到900km/H左右(预估值)
【高安全电路架构】
支持低速滑翔并可以手动控制滑翔姿态,避免飞机电脑失灵时整机失控。
【降低和避免机场建设成本】
机场绝对是人类有史以来建造的最为昂贵的交通设施,因为它们占地广阔、附近不能有干扰飞机起降的建筑物和障碍,甚至不能有不明身份的无线电。机场还需要配备跑道、机库、航站楼和行李中转站、停车场以及周边配套设施。
常探机器人-高安全垂直起降固定翼飞行器在控制、安全、经济和性能方面有了进一步的改进。
【黑科技】炸机、坠机时,能滑翔自救:
工业无人机和直升机出现炸机事故是很常见的,往往带来几十万、上百万甚至千万、上亿的损失,并造成高价值载荷和机组人员的伤亡,还对地面设施和人员有着致命危害。原因有旋翼遇到障碍物损坏、发动机损坏、电池突然掉电等等。
传统的无人机和直升机遇到此类情况束手无策,往往只能眼睁睁的工业无人机和直升飞机,从高空坠落摔得粉身碎骨、机毁人亡。
模块化高安全直升飞机 的高安全飞行原理
我们发明的直升飞机,当垂直发动机损坏、电池掉电或旋翼损坏,引起炸机即将坠机时,可以改为依靠油动水平推力发动机,向前滑翔飞行。确保机上乘客和机组人员的安全!
我司发明的新型飞行器可以从结构上完美的改善这个痛点。因为坠机时下坠速度飞快,空气阻力会自动把涵道风扇的下挡板封闭。一旦封闭涵道,整架飞机就从多旋翼和直升机结构,变成了固定翼结构,可以依靠滑翔方式,缓慢降低坠机加速度。保护飞机和昂贵的机载装备以及机组人员。
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由于直升机在沙漠