主题：【原创】X2，直升机的革命 -- njyd
这些是我自己的看法，希望河里大牛指正。
新华网消息，据美国《防务新闻》网站4月10日报道 美测试的新式攻击直升机速度可以达到250节（约每小时463公里）。
虽然各网站纷纷转载了这条消息，过后就逐渐消沉了，看来这条消息没有得到更多人的重视。
实际上，这个X2直升机的出现是直升机的一次革命，它能使直升机的飞行速度远远超过传统直升机的速度，大大突破传统直升机旋翼对飞行速度的限制，而且克服了以前研究的几种高速直升机的缺点。
这要从直升机的飞行原理说起。
直升机之所以能垂直起飞降落，全靠它的那个旋翼，但就是这旋翼限制了它的最高速度。
我们知道，直升机旋翼的气动原理与机翼相同，它的升力取决于翼型、仰角、与气流的相对速度。
旋翼尖与空气的相对速度不能超过音速，否则会有很大的激波阻力。同时这个相对速度不能太低，否则升力不足，两侧不能平衡。这个速度应该在200公里／小时左右（考虑到要有足够的升力，要比平直翼飞机最低飞行速度高一些）。
旋翼是旋转的，一边旋翼向前转，另一边就向后转。直升机向前飞时，前行的翼叶与空气的相对速度要加上直升机前飞的速度，后行的翼叶要减去直升机前飞的速度。
也就是说，前行旋翼尖的线速度（旋翼线速度，以后同）加上前飞速度不能达到音速，以免产生激波。后行旋翼尖的线速度减去前飞速度余速不能太低，以免升力不足。
设旋翼尖的线速度为600公里／小时，直升机前飞速度为300公里／小时，那么前行翼尖融度已经有900公里／小时，已经接近音速，而后行翼尖速度为300公里／小时。不用再细算，可知传统直升机的最高速度限制在三百多公里／小时，不可能再高了。从网上查到，这个极限在340公里／小时。美国的阿帕奇最快速度大约是320公里，已经接近极限。
这个X2直升机为什么能远远超过传统直升机的极限？网上不少人认为是后面加了个推进螺旋桨，因而增大了推力。以前也有过一部美国电视连续剧，里面的一个主角直升机加装了推进喷气发动机，因而使飞行速度能超过音速。但这直升机还是有副旋翼，从传统旋翼直升机的速度极限看，这只不过是在YY。
实际上，X2直升机能突破传统旋翼直升机的速度极限，关键在于采用了共轴对转刚性双旋翼。
X2
上面的是中国的直11，下面的是还未组装完成的X2，比较一下很明显，一种旋翼细、软，一种粗、硬。
因为这种设计两边都有前行和后行旋翼，两副旋翼的各升力点是以机身轴线左右对称的，所以只要两副对转旋翼转速一致，就可以保证两侧升力平衡。可以随着直升机前飞速度的提高而降低旋翼的转速，旋翼逐渐转变成机翼，不必担心后行旋翼失去升力。旋翼转速降低可以避免飞行速度高时前行翼叶尖与空气的相对速度达到音速，飞行速度能得到极大的提高。只要翼型和变距设计的适当，高速飞行时甚至可以让旋翼停转，这时就成了一架普通的双层平直机翼飞机。估计设计得好最高飞行速度可以超过每小时五六百公里，与螺旋桨飞机相当。
还有个好处是旋翼是共轴的，也靠得很近，不需要象Ｖ-２２倾转旋翼直升机那样考虑两副旋翼的动力、升力平衡和旋翼倾转问题，传动机构也容易解决。
如果这种结构在飞行中途发生了旋翼故障不能旋转，还可以作为一架普通飞机在跑道上降落。
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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。
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。
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。
[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。
刚性旋翼加推进发动机洛克希德在研制“夏延”的时候就用了，“夏延”下马后才有“阿帕奇”。70年代西科斯基后来的XH-59A用的ABC桨叶已经是共轴反转刚性桨叶了。
刚性桨叶的材料比较tricky，只有现代复合材料才能经受这样的循环应力造成的疲劳。非对称升力只是被上下两副桨叶抵消了，对于每一副桨叶来说，还是存在。传统上只能用柔性桨叶缓解疲劳的问题。
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屁股后面带个大风扇那在机体附近的人员更不更全了啊。 难道这风扇只是在升空之后才运作？
由“山猫”保持，August 11, 1986，Westland Lynx 800 G-LYNX，249.1mph, 401.0km/h.
此外，个人觉得，攻击直升机速度并不是最重要的，很多时候为了别的性能在设计的时候会牺牲速度。比如说AH-64比AH-1出来的晚，而且也比AH-1慢。而对运输直升机而言，载重和航程往往更重要。可以看到许多运输直升机的改进型都是增加载重和航程，比如黑鹰系列。
说到直升机的革命，我觉得无人直升机可以算上一个。它可以在不用冒损失飞行员的危险下将人或物资送入或送出危险区域。比如特种部队在敌人后方被包围，需要弹药和撤离。传统情况下排直升机去就要冒损失机组的危险，但是用无人直升机就没有这个危险。youtube上有个视频，介绍了AH-6X Little Bird UAV
[FLASH]http://www.youtube.com/v/bgCGMfFYg9o[/FLASH]
但是这也有一个问题就是电脑对突发意外的反应远不如训练有素的人，无人机很可能无法在突然飞过来一个RPG的情况下及时地做出正确反应。
高速下可以降低旋翼的转速，甚至停止，个人觉得比鱼鹰的概念好。
西科斯基在十几年前就试验过了，波音现在也在试验。概念是好的，问题在于转和不转之间的过渡状态，弄不好就是失控。
这些非常规的垂直起落方案都有各自的问题，常常是问题和优点一样大，我在像鸟儿一样腾飞里面提到过。
枫大应该考虑投稿。
真的投稿，被编辑打出来，“什么民科东西，也敢投稿？”
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西科斯基的X-2这种类型的飞机，是不是不能在悬停状态下侧飞和倒飞？
还有，转弯的时候是靠上下主旋翼之间的差动实现还是象固定翼飞机那样靠尾翼上的气动舵。