主题：【原创】X2，直升机的革命 -- njyd

Ｖ-２２倾转旋翼直升机

　　这个应该多数人都知道的，它能达到高速是起飞后将旋翼逐渐转向前方直到水平向前当推进螺旋桨用，高速飞行时升力由机翼承担。它的问题是机翼在垂直起飞时是死重量，并且会阻挡部分旋翼气流；旋翼从起飞到平飞的转换机构复杂，需要有一台发动机出故障时两个旋翼的联动装置，从靠旋翼升力转变到靠机翼升力控制比较困难，好象此机出的几次事故都是在这个时候。还有就是升力旋翼与推进螺旋桨在设计要求上有所不同，一物两用就得在设计时兼顾这两方面的要求，不可能都做到最佳状态。

X-50A

　　它是起飞后旋翼停止在机身九十度方向，当机翼使用，避免高速飞行时两个翼叶气流的差别。它的最主要问题是旋翼转变到机翼是两个完全不同的状态，而且后行翼叶在转变过程中必定会有个升力下降直到为0的状态，所以必需要有另外的机翼来在这个时候来维持两侧升力平衡。从图中可看到此机前后都有一对短翼，这两对短翼在垂直起飞时也是死重量。

麦克唐纳的XV-1

贝尔533号

16H-1A“探路者二世”

洛克希德小型XH-51A

西科斯基的重型改进型“海王”直升机

[IMGAhttp://mil.news.sohu.com/20081201/n260950768.shtml]卡莫夫设计局的Ka-22[/IMGA]

　　以上这六种都是同一类型，旋翼加上机翼的组合再加上推进螺旋桨或喷气发动机，高速飞行时旋翼停转不用，升力由机翼承担，并需要专门的推进系统，最后这点与X2相同。它们共同的问题都是机翼在垂直起飞时是死重量，并且会阻挡部分旋翼气流；而旋翼到了水平高速飞行时也基本成了死重量，而且有阻力，这个阻力只有负面影响。

　　为什么一定要用刚性旋翼？以前的传统共轴双旋翼为什么不行？这又要从传统直升机旋翼的另一个特性说起。

　　前面说过，直升机前飞时，前后行旋翼与空气的相对速度不一样，这就造成两侧升力不同。咱们多数人孩时都玩过竹蜻蜓，可以发现竹蜻蜓要么直上直下，要么螺旋形飞行，从来见不到水平向的直线飞行，这就是有侧向速度时两侧升力不一至造成的。一边升力大会造成旋翼倾斜，于是就会向一边拐弯。

　　直升机是怎么解决这个方法的呢？有两个方法：一是循环变距，翼叶前行时把仰角降低以减少升力，后行时把仰角增大；二是增加个挥舞机构，翼叶前行时向上挥，实际上就是减小了相对气流仰角，后行时向下挥。因为有了这个机构旋翼转起来上下挥舞，所以叫挥舞机构。

　　因为直升机还要能控制前行侧行，一般把循环变距用于此，将挥舞机构用于平衡两侧升力。

　　另外传统直升机的旋翼也还需要总变距机构，用于调节升力，所以传统直升机的旋翼桨毂里三套机构做在一起，结构非常复杂。

　　可以看到一些两片旋翼的桨毂比较简单，这是因为两片旋翼的可以用跷跷板挥舞方式，这种方式可以自动平衡两片旋翼升力不平衡，所以桨毂中省去一套挥舞机构。

　　如果翼叶能上下弯，这能在升力大小变化的作用下自然上下挥舞，这对平衡升力是有利的，可以减轻挥舞机构的动作范围。同时因为传统材料和重量的限制，所以旋翼都做的比转软。

　　传统共轴双旋翼也采用了这些办法，飞行起来旋翼上下挥舞，同时因为为了抵消旋翼的反作用力，两旋翼是对转的，上面旋翼下挥的一侧下面就是上挥。为了两副旋翼不会相碰，两副旋翼间距做得很大，这也难免在做激烈机动时旋翼相撞。就是因为这间距很大，上面旋翼的轴很长，如果只有一侧有升力，将会产生很大的弯力距。

著名的共轴双旋翼直升机卡50，上下两副旋翼间距很大。

　　X2的旋翼是刚性的，飞行时不上下挥舞，所以两副旋翼可以靠得很近，照片上就很容易看出。上面旋翼的轴也就很短，只有一侧有升力时轴的弯力距也小。不需要挥舞也就不需要挥舞结构，推进有推进螺旋桨也就不需要循环变距机构，只需要保留控制旋翼升力的总变距机构，旋翼桨毂结构也大大简化。

　　因为旋翼要做成刚性的，翼叶又不能象普通机翼那样做的宽厚，传统材料很难完成，这可能是以前不能采用这种办法的原因。

　　主要问题是旋翼翼型与机翼翼型有所不同，旋翼因为是圆周运动，内圈线速度低于外圈，所以翼叶根部到翼尖的仰角是从大到小相差很大，越靠近根部变化越大，机翼全长气流速度基本相等，没有这个问题。所以这种旋翼翼型设计要双方兼顾。

　　另外，这种机型在垂直起飞到全速平飞旋翼与推进螺旋桨的动力分配成反比，从垂直起飞时旋翼占100％转变到全速平飞时推进螺旋桨占100％，如果各用一个（组）发动机就不能充分利用动力。共用一个（组）就需要有动力分配机构，可能要用液力传动，也可能各用一套无级变速配合变距就能解决。