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为测试新型装甲造的试验直升机,奠定了西科斯基高速直升机界地位
2019-11-05           作者: 旋翼飞行器
为测试新型装甲造的试验直升机,奠定了西科斯基高速直升机界地位

 

先研究新型装甲还是新型飞行器?西科斯基:一起吧

1967年,西科斯基开始研究一种轻质双硬度(Light-weight Dual-hardness)的飞行器防护装甲。西科斯基宣称新型装甲的重量将会比现有的装甲都要更轻,并且对于弹道损伤的耐受程度却会比现有的装甲都要更高。为了验证这种装甲的有效性,西科斯基选择了一条不同寻常的道路:他们并没有简单地给某个现有的飞行器添加一层防护装甲来进行测试,而是决定打造一架新型直升机的机身来测试验证装甲的防御性能——由此诞生了本文的主角,并奠定了西科斯基武装攻击侦察直升机总体布局的基础,直接影响到了西科斯基今时今日的直升机设计理念,其间足足跨越了52年。

为测试新型装甲造的试验直升机,奠定了西科斯基高速直升机界地位

 

▲西科斯基即将登场的下一代武装侦察直升机,专为美国陆军未来攻击侦察直升机项目打造

在装甲项目推进的同时,西科斯基公司已经开始着手发展ABC旋翼的概念(Advancing Blade Concept;前行桨叶概念,也就是大家熟知的共轴刚性双旋翼系统),希望藉此来增大直升机的飞行速度范围。ABC旋翼本质上就是一种刚性联接的共轴反转双旋翼系统,这种布局之下,旋翼产生升力的中心可以从旋翼中心向桨盘前行侧偏移,从而使得上下旋翼的前行侧来承担飞行所需的绝大部分升力,从而消除了后行侧桨叶固有的高速飞行失速问题,这也是“前行桨叶概念”这个称谓的由来。

为测试新型装甲造的试验直升机,奠定了西科斯基高速直升机界地位

 

▲AARV侦察直升机的展示模型

尽管西科斯基公司的新型装甲的测试计划并不需要配备一架ABC概念旋翼飞行器,但是设计师很快就意识到新型装甲的超高韧性对于ABC旋翼的刚性联接是非常适用的。而ABC概念旋翼飞行器则具备远超常规直升机的机动性能,所以用来测试旋翼飞行器对弹道损伤的反应也是极好的。两相考虑之下,西科斯基公司决定把两个项目归为一个:研制一型具有配备新型装甲机身和ABC旋翼系统的新概念旋翼飞行器。

装甲没成功,旋翼成功了——新概念的特点

ABC概念旋翼飞行器还有一个优点就是他没有尾桨,并且其共轴双旋翼的操纵线系(特别是复杂的双旋翼自动倾斜器)是直接隐藏在双旋翼下方的机身塔架中的,这些设计特点都显著降低了这种飞行器受到子弹/炮弹打击的受击面,从而使其面对弹道打击能够具备更强的生存能力。

西科斯基公司考虑了两种总体设计方案。其中一种就是打造一型双座的侦察机——被将其称为“空中武装侦察飞行器”(AARV;Aerial Armored Reconnaissance Vehicle)——西科斯基指望这型直升机能够有机会取代美国陆军当时在役的轻型侦察直升机——也就是休斯公司的OH-6A和贝尔公司的OH-58A。

为测试新型装甲造的试验直升机,奠定了西科斯基高速直升机界地位

 

▲AARV侦察直升机概念的剖面草图

该联合项目同时获得了美国陆军和西科斯基公司当时的母公司联合飞机集团公司的经费支持,项目约定的研制时间为两年半。美国陆军经费来自马萨诸塞州沃特敦的美国陆军材料和力学研究中心(AMMRC;Army Materials and Mechanics Research Center),他们的目标就是发展一种双硬度的新型装甲材料,所以他们提供的经费也主要用于此处。相对而言,联合飞机集团公司则更希望把他们的经费用在ABC旋翼飞行器的研制上。项目的第一阶段是材料技术阶段,在这一阶段,西科斯基公司主要完成了新型材料的切割、融合、成型和整理工作,并完成了评估验收;项目的第二阶段是测试验证机身的研制阶段,这一阶段,西科斯基需要完成机身的研制并进行新材料的受击损伤测试。

为测试新型装甲造的试验直升机,奠定了西科斯基高速直升机界地位

 

▲用于弹道打击测试的AARV直升机测试机身

在之后的测试中,AARV机身接受了诸多的测试,其中有准确记录的包括.30口径子弹在“零射程”条件和.50口径子弹在较远距离条件下的射击测试,测试结果表明,这些子弹冲击最多也只能在机身表面留下凹痕,但却无法破坏机身。

尽管效果还不错,但是新型装甲项目最后并没有活过概念验证阶段,不过全尺寸的ABC旋翼系统却在1970年被送到了NASA兰利研究中心的风洞中进行了全方位的吹风试验,并且相当成功。由此,美国陆军也决定和联合飞机集团公司一道继续支持ABC旋翼的研究工作,从而充分发掘ABC旋翼用作未来高速型直升机的潜力。这方面的努力最终成为了美国陆军的XH-59A,当然这就是另一个故事了。

AARV直升机的设计特点

AARV飞行器的机身主要是由半英寸厚的双硬度新型装甲构成的。其窗户也应用了当时最尖端的透明装甲材料技术。其尾梁锥状体和尾翼则仍然采用了常规的铝合金材料。尾翼还特别设计成了倒V型来确保其不会和主旋翼相碰撞。

从重量角度来说,这型试验机的起飞重量大约6800磅,其中新型装甲占到了1800磅。而通过这种装甲式的机身结构布局,新型飞行器的构造工艺远比常规直升机简单得多,其内部支撑结构大幅简化,按照西科斯基的估算,AARV直升机的生产线工时将足以减少2/3,相当惊人。

为测试新型装甲造的试验直升机,奠定了西科斯基高速直升机界地位

 

▲AARV侦察直升机的设计草图三视图

除了武装侦察直升机之外,西科斯基本来还打算用这种布局设计一型武装运输直升机,这种直升机将能够运输12名全副武装的士兵,这些藏在新型装甲机身之中的士兵安全性也能得到充分保障。

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​▲西科斯基想要打造的空中武装运兵直升机模型概念

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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