主题:【原创】武直10的一个看点:动力和传动 -- TopGun
直升机的飞行性能如何、对于中国武直至关重要的高温高原性能如何(中国有世界屋脊),主要取决于直升机的动力系统、传动系统、旋翼系统。最近在网络上出现的量产型武直10,其动力系统和传动系统中从发动机到主减速器的一段,是重要的看点。
为了说明武直10的这一看点,首先要介绍一下目前世界上武装直升机在动力/传动布置上的两大“派别”:
第一大“派别”是欧美武直凭借先进的发动机技术,采用的从发动机前面输出功率的布置:
美国武直AH-64阿帕奇的两台发动机处于机身的两侧。发动机功率通过发动机短舱进气口前的传动轴,拐一个大约是直角的弯,与处于机身中部的主减速器连接。欧美的其他武装直升机也是如此。
下图是AH-64发动机短舱前面的传动轴的特写:
下图是AH-64的解剖图:
第二大“派别”是苏联/俄罗斯的从发动机后面输出功率的布置:
Mi-24母鹿为了使从发动机屁股后面输出的功率以短的、直接的路径传递给主减速器,把发动机直接放在机身上部:
这么做的直接后果是:直升机体积大、重量大。因为双座驾驶舱必须避开机身上部的发动机而前置,而发动机下面又必须有机身。苏联人的做法是把发动机下面的这段机身弄成了一个类似运输直升机的客货舱。
如何既用从屁股后面输出功率的发动机,又避免Mi-24那样肥大、笨重的身躯呢?苏联人在Mi-28浩劫和Ka-50噱头上用了一个颇有创造性的设计——“传动轴大拐弯”。
下图是Mi-28浩劫,请注意它用了类似欧美的发动机短舱侧置,从而一举消除了Mi-24因发动机在机身上而产生的弊端:
类似的是Ka-50噱头:
上述两种苏俄武直的传动方法,是把从发动机屁股后头的、向后伸出的输出轴,转了一个大弯,“拧”成向前连接到主减速器上。
这种传动方式使得高速旋转的传动轴经历了一个相对较长的、复杂的传递路径。
在介绍了上述两大“派别”后,现在可以说一说武直10了。
武直10在研制初期使用的是加拿大生产的、在欧美看来是二流货色的PT-6发动机。这个发动机是从屁股后面输出功率的。下图是PT-6,图中红色部分是发动机屁股一端:
下图是早期使用PT-6的武直10:
所以,早期使用PT-6的武直10用的是苏俄的“传动轴大拐弯”设计。
那么,量产型武直10呢?
我在网络上看到的信息是量产型武直10“标志着我国已经完全掌握新一代直升机技术、新型涡轴发动机技术和新型旋翼技术。”链接出处。所以量产型武直10可能用的是国产发动机。
从下面的照片看,量产型武直10很可能仍然沿用“传动轴大拐弯”设计。原因是1、其发动机短舱总体形状变化不大,没有明显的在发动机前面的功率输出轴;2、两个发动机短舱之间的机身背部仍然有巨大的整流罩,应该是用来容纳“传动轴大拐弯”和相应的冷却系统:
本文结论:中国的直升机发动机应该进一步发展,以使中国武装直升机抛弃复杂、沉重的“传动轴大拐弯”,从而进一步提高中国武装直升机的性能。
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发动机前面后面输出功率对于发动机来说,区别大不大?
传动方面应该不是什么大问题。
俺想啊,把发动机上下颠倒一下,不就后置变前置了么
区别大。
对于象PT-6这样的后输出发动机来说,如果要变成前输出,要做非常大的改变,大致相当于重新发展一种发动机——因为这涉及发动机结构的改变。具体的改变,是自由涡轮轴要纵穿发动机燃气发生器轴。这也是为什么PT-6的直升机型宁肯如下图所示那样把从屁股输出的功率折向前面,也不采用目前先进直升机发动机普遍使用的直接从发动机前面输出功率:
当然,让目前先进直升机发动机放弃从前面输出功率转而用从屁股输出功率则很容易。
传动方面应该不是什么大问题。
传动方面并无技术挑战,所以的确不是什么大问题。但有的传动设计重量大、传动中消耗掉的功率大、整个传动装置复杂而且可靠性差。有的传动设计则正好相反。我的文章中提到了这个区别。
俺想啊,把发动机上下颠倒一下,不就后置变前置了么
把涡轴发动机屁股朝前安装,在螺旋桨动力的固定翼飞机中有比较普遍的使用。但是在直升机上用得很少很少,仅有个别应用。之所以如此,是除了少数特例以外,这种屁股朝前的布置往往使直升机付出更高的重量、气动代价。
虽然中国有世界屋脊,而且还算是热点地区。
武直的主要战斗目标是对方的装甲车辆。在世界屋脊这种高度上,重装甲部队的战斗效率是非常有疑问的,与装甲部队战斗的可能性并不高。
对于高原作战,大功率的通用直升机是更重要的作战装备,不但在后勤运输,部队机动上使用。还可以改装武器作为火力平台对抗对方的轻装甲车辆。
所以,好的发动机依然是核心。
谢谢楼主好文,小处长知识。
一点补充,米24其实就是米8的纵列座舱战斗型,在结构和动力上尽量保持了原型机设计,其后部机舱就完全是米8上的保留。而作为中型运输直升机,发动机后端动力输出在机体大小和结构设计上是完全可行和合理的。
丝带想对付谁很明显。但武直不是用来对付老美的吧。
我觉得武直与通用直升机配合才是高原作战的有效方式:
一旦解放军在高原作战,对手绝对有防空手段。武直更有能力对抗单兵防空导弹、中小口径高炮等低成本反直升机手段。这一是因为武直有先进的探测手段,二是因为武直有诸如机炮、导弹之类的高效打击手段。所以通用直升机非常需要武直保护。
美军在阿富汗面对的是穷到只能用火箭筒打直升机的游击队。解放军如果在高原作战,对手在装备上会远强于此。
上面是从使用上看。从技术上看,追求高原性能与追求在非高原地区的作战性能在相当程度上是统一的。二者都需要大功率的发动机和具有高升力能力的旋翼系统。在非高原地区机动能力强的武直,应该有好的高原性能。
无论是高原能力还是在非高原的飞行性能、机动能力,关键和难点有两个:发动机、旋翼系统。
同意。米-8、米-17系列都非常有效。
一是武直本身的打击能力可以提高陆军的作战能力,二是武直的掩护使得大规模的直升机机降和机降后的独立作战成为非常大的可能。这对于任何对手而言,都是不可忽视的。
就我所知,台湾海峡最窄处大约130公里,有一些部分的宽度在200公里以内。我不知道武直10的作战半径。AH-64阿帕奇的作战半径是大约150公里,AH-64带两个副油箱是300公里。武直10如果有差不多的作战半径,就是一个有效镇压台独的手段。如果结合直升机机降作战和大规模的伞降作战,台湾海峡的天然屏障作用就大大地打了折扣。
其他弱点也要满足这个航程指标。
[提示:原图站已失效]
从这个角度看,如果加长短翼,取消璇翼,几乎就是一架固定翼飞机了~ 这与传统的把短翼直通通地插在机身上的做法完全不同。
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这个是不是有加强升力和隐身的考虑?