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全球现役四款重型运输直升机的性能对比分析及启示
2019-11-10           作者: 老豆说军武

重型运输直升机通常是指最大起飞重量超过20吨的直升机,主要特点是拥有强大的内载和外挂能力。目前全球现役的重型运输直升机主要包括美国的CH-47系列、CH-53系列、V-22系列以及俄罗斯的米-26等四款。这四款直升机有哪些性能特点呢?对于我们发展重型直升机有什么启示意义呢?今天就为大家对比分析一下这四款直升机的主要性能。需要说明的是,V-22是一款倾转旋翼机,并不是传统意义上的直升机,但很多资料均将其列入直升机的范畴,所以本文也将V-22当作重型运输直升机一并加以分析。

一、四款直升机的研制历程

全球现役四款重型运输直升机的性能对比分析及启示

CH-47直升机结构图

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CH-47直升机

CH-47直升机又称“支奴干”,是四款直升机中最早研制、服役时间最长的重型运输直升机。CH-47直升机从1956年开始研制,1961年9月21首飞,1963年服役,距今已有50多年的时间。该系列直升机的最早型号是CH-47A,空重不到9吨,最大起飞重量不到15吨,有效载重量不到3吨,严格来说只是一款中型运输直升机。但是CH-47发展出多个升级型号,性能有很大提升,比如CH-47D的最大起飞重量已经超过22吨,是名副其实的重型直升机。在CH-47的各个型号中,CH-47A是首个生产型,第二个型号是CH-47B,CH-47C是国际军用型,CH-47D是“国际支奴干”, CH-47SD是“超级支奴干”,另外还有一种“特种作战支奴干”, CH-47F是进入新世纪之后最新研制的“改进型货运直升机”

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CH-53直升机的早期版本搭载两台发动机

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搭载三台发动机的CH-53E直升机结构图

全球现役四款重型运输直升机的性能对比分析及启示

 

CH-53直升机又称“海上种马”,是美国拥有的最大直升机。CH-53从1960年代初期开始研制,第一架原型机YCH-53A于1964年10月14日首飞。从1966年6月交付至今,CH-53发展出多个型号,主要包括CH-53A、CH-53D和CH-53E等。CH-53A和CH-53D搭载两台发动机,采用6片桨叶。CH-53E安装三台发动机,采用7片桨叶,1974年首飞,1981年交付使用。另外还有一种MH-53E,同样搭载三台发动机,主要用于扫雷。目前最新的型号是CH-53K,被称为“种马王”,各方面性能均进行了大幅度升级,首架直升机于2018年5月交付。

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V-22旋翼机的结构图

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V-22是一款倾转旋翼机,始于1982年提出的JVX计划,1985年1月被定名为V-22“鱼鹰”。首架全尺寸V-22的首飞时间是1989年的3月,1990年12月在航母上进行了试飞。按计划,V-22将研制四种版本,分别是海军陆战队使用的MV-22、海军使用的HV-22、空军使用的CV-22和SV-22A。不过由于在测试中出现了一系列的问题,还发生了坠机事故,所以V-22的研制过程并不太顺利。一直到2005年,这款飞机才进入全速生产阶段,首架生产型V-22也于当年交付美国空军。目前V-22主要有三种型号,一个是用于取代CH-46E和CH-53D直升机的MV-22,一个是替代MH-53J和MH-66G的CV-22,还有一个是用于替换MH-53直升机的HV-22

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米-26直升机的结构图

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米-26直升机从1970年开始研制,在此之前苏联已经研制了米-6、米-10、米-12等多款重型直升机。最值得一提的是米-12,它的设计最大起飞重量高达120吨,载重量35~40吨,但是取消了研发。在它之后苏联于1970年代研制了米-26直升机。米-26于1977年12月14日进行了第一次悬停飞行,1978年2月21日完成了首次前行飞行,1983年开始投入使用。截止到现在,30多年过去了,米-26仍是全球现役最大、最重的运输直升机。米-26也拥有多个衍生型号,包括米-26军用运输型、米-26A、米-26T基本民用运输型、米-26TS、米-26MS医疗型、米-26P民用型、米-26TZ加油型、米-26M改进型等。

二、四款直升机的性能特点

1、结构设计

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CH-47采用纵列双翼布局,安装了两个3片桨叶的纵列旋翼,发动机位于机身后侧。CH-47的机身呈矩形,机头是驾驶舱,搭载3名机组人员,包括正副驾驶员和一名飞行工程师。机身中段是主货舱,长9.15米,高1.98米。货舱门位于机尾,可以向下翻,侧门位于两边。CH-47采用四点式起落架,两个双轮主起落架位于机身中前部下方两侧,两个单轮起落架位于机尾下方两侧。CH-47D在机身右下方安装了一根可伸缩加油探管,具备空中加油能力。CH-47F升级了机体,大量采用新型复合材料,还换装了玻璃化和数字化座舱。

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CH-53直升机采用单旋翼带尾浆结构,主旋翼由6或7片桨叶组成,材料为铝合金或玻璃纤维等。该款直升机的尾桨由4片桨叶安装在一个钛合金桨毂上,尾翼上安装有尾灯和导航灯。从尾部旋翼外挂架上向右延伸出一个水平安定面,在飞机向前飞行时可提供俯仰稳定性。CH-53拥有固定式腹鳍,能减少后货舱门和后机身底部的气流。该款直升机采用可收放的前三点式起落架,均是双轮设计。CH-53A的驾驶舱内可乘坐4名机组成员,分别是正副驾驶员、领航员和装卸员。CH-53的尾梁和旋翼都采用了可折叠设计,方便在甲板上停放。CH-53E的机身加长了1.88米,安装了可伸缩加油探管。CH-53K的旋翼使用了新型复合材料,叶片面积增大,更加轻便坚固。

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V-22倾转旋翼机的桨叶可以折叠

V-22的机身结构十分独特,将直升机和固定翼飞机的优点有机融合在了一起。V-22机翼两端的翼尖安装了旋转式短舱,内部有发动机,顶部有一副3片桨叶组成的旋翼。桨叶使用玻璃纤维打造,呈梯形,可以提高悬停和前飞效率。当旋转短舱垂直向上时,V-22可以像直升机一样垂直起飞;当达到一定飞行高度和飞行速度后,旋转短舱可向前移动到水平位置,此时V-22可以像固定翼螺旋桨飞机一样向前飞行。它的机身呈矩形,发动机配备了尾气排放冷却系统,具备一定隐身效果。V-22旋翼机可搭载3名机组成员,分别是正副驾驶员和飞行工程师。V-22安装了动力折叠系统,桨叶和机翼都采用了可折叠式设计。

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米-26直升机采用传统的机身结构布局,机身为全金属半硬壳结构。米-26采用传统的铰接式旋翼,直径长32米,由8片桨叶组成,是全世界桨叶最多的直升机。每一片桨叶由一根钢制大梁和26个玻璃钢叶型组件,前缘安装了固定的钛合金防蚀条,后缘有调整片。米-26的尾桨由5片桨叶构成,使用复合材料制造,位于尾梁的右侧。米-26采用前三点固定式起落装置,每个起落架拥有两个机轮,主起落架高度可通过液压系统进行调节。米-26的驾驶舱位于机身前部,乘员5名,包括正副驾驶员、领航员、飞行工程师和货物装卸员。

2、动力系统

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CH-47直升机的发动机位置

CH-47A搭载两台T55-L-5涡轴发动机,单台功率2200轴马力。CH-47B升级为T55-L7C发动机,还换装了不对称桨叶。CH-47C采用的仍是两台T55- L7C发动机,单台功率为3750轴马力。CH-47D换装了两台T55-L-712涡轴发动机,单台功率3802轴马力。CH-47D配备了一台T-62-T-2B辅助发电机,用于驱动液压和电气系统。最新的CH-47F直升机,搭载了更先进的T55-L-714A发动机,采用了全权数字控制方式,耗油量降低5%,最大持续输出功率为3039千瓦,最大输出功率高达3629千瓦。

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CH-53A直升机搭载两台T64-GE-6涡轴发动机,单台功率2850轴马力(2125千瓦)。后来换装两台T64-GE-1发动机,单台功率3080轴马力(2300千瓦)。再后来换装为T64-GE-16发动机,功率进一步增加到3485轴马力(2600千瓦)。CH-53D最初搭载两台T64-GE-412发动机,单台额定功率3695轴马力(2755千瓦),后期搭载两台T64-GE-413发动机,功率为3925轴马力(2930千瓦)。CH-53E搭载三台T64-GE-416涡轴发动机,单台功率约4380轴马力(3270千瓦),还加装了一台燃气涡轮辅助动力装置。最新的CH-53K搭载三台T408发动机,单台额定功率高达7500轴马力(5590千瓦)。

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V-22旋翼机的发动机位于机翼两端的旋转短舱内

V-22旋翼机搭载两台AE1107C涡轴发动机(T406AD-400),位于机翼两端的旋转短舱内。该发动机的最大功率为6240轴马力(4600千瓦),悬停时涡轮轴旋转频率为15000转/分,飞行时涡轮轴旋转频率为12750转/分。AE1107C发动机重495千克,长1.95米,采用模块式结构,具有双余度全功能数字式电子控制系统。两台发动机通过变速控制器相连,当一台发动机出现问题时,另一台发动机可以转换成带动两幅螺旋桨的工作状态。相比普通直升机,V-22具有很高的飞行速度,采用固定翼方式飞行时的最大速度可达509千米/小时。

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米-26搭载两台D-136发动机

米-26直升机搭载两台D-136涡轴发动机,单台持续输出功率约10150轴马力(7460千瓦),最大输出功率高达11399轴马力(8500千瓦)。为了使用复杂气候环境,发动机进气道安装了2套防冰装置,包括电加热和热空气防冰系统,另外还具有防磨损保护装置。由于功率强劲,当一台发动机出现故障无法工作时,另一台发动机会自动输出更大功率。米-26M改进型直升机计划换装两台功率更大的D-127涡轴发动机,单台功率提高到14558轴马力,不过并没有付诸实施。米-26的主传动装置是VR-26,该系列直升机还安装了辅助动力系统。

3、运输能力

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CH-47直升机的机身内部空间较大,载重量比较突出。以CH-47D直升机为例,在最大起飞重量时,其有效载荷超过12吨。在內载两门、外挂一门105毫米榴弹炮的同时,主机舱还能运载21名炮手和200发炮弹。在外挂一门155毫米榴弹炮时,可內载11名炮手和30发炮弹。CH-47D的机身外部设置了3个挂钩,机身中部下方的中央挂钩可承载12吨重的货物,机身前部和后部下方的挂钩可承载将近6吨重的货物。CH-47D可吊运一辆9.4吨重的M-113装甲车,或者运载59名全副武装的士兵,或者搭载24副担架和两名护士

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CH-53A直升机的内部货舱长9.12米,宽1.98米,高2.29米,可运载38名士兵,或者24名医护人员和担架。该机的机腹设有外部挂钩,可吊运5.9吨重的货物。CH-53D直升机改进了货舱设计,运输量有一定提升,可搭载士兵人数增加到55人CH-53E的最大起飞重量超过31吨,内部载重13.6吨,外部挂点可吊运14.5吨重的货物,还更新了前后双点式挂钩。得益于大功率发动机,CH-53K直升机的最大起飞重量达38吨,外部吊挂能力增加了20%,中央挂钩的最大外挂负荷超过16吨,双点挂钩的最大负荷超过11.4吨。另外,CH-53K的货舱宽度增加了0.36米,可容纳标准尺寸的463L托盘。

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V-22虽然不是传统的运输直升机,但是其运输能力还是相当可观的。V-22的空重约14.5吨,短距滑行起降时的最大起飞重量约27.5吨,垂直起降时的正常起飞重量也有21.5吨。V-22可运载24名全副武装的士兵或者12副担架及医护人员,机内最大载重量约为9吨,外部挂钩最大负荷约6.8吨。在执行搜救任务时,V-22可安装一部带有76米长钢索的绞盘;当运载较大体积的货物时,V-22可外挂大型吊舱。不过和其他几款专门的重型运输直升机相比,V-22旋翼机的桨盘载荷过高。以最大载重量起飞时,V-22的桨盘载荷高达102千克/平方米,是CH-53E直升机的1.5倍,是CH-47D的两倍多,但是V-22的最大载重量和运输能力远不如上述两款直升机。

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责任编辑: 蔚 蓝 文章来源: 网络来源
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