新构型高速旋翼机发展现状

摘 要：新构型高速旋翼机通过构型革新，在保留直升机使用特点的基础上提高飞行速度，是未来直升机发展的重要方向。论文对目前世界上的新构型高速旋翼机进行了简要回顾，并结合我国实际情况，给出了发展新构型高速旋翼机的建议。

关键词：构型；高速旋翼机；发展现状

Abstract：The new configuration high-speed rotorcraft with its high flight speed realized by configuration innovation is an important development direction in the future. This paper made a brief review of new configuration high-speed rotorcraft in the world， and put forward some advises for domestic rotorcraft development.

Key words：new configuration； high-speed rotorcraft； development status

1 引言

随着军事领域对直升机的速度日益苛求的要求，新构型高速旋翼机已成为直升机技术和装备发展的热点。美，欧，俄等主要大国均积极推进新构型高速旋翼机的技术研究和型号研制，并取得较大的突破。可以毫不夸张地说，全球正在迎来发展新构型高速旋翼机的新潮流。

2新构型高速旋翼机发展现状

目前新构型高速旋翼机有美国的V-22，S-97，SB>1，V-280，欧洲的AW609，X3，RACER，NGCTR以及俄罗斯的米-X1，卡-90，卡-92，米-24PSV。

2.1美国新构型高速旋翼机多型号齐头并进

除了在役的倾转旋翼机V-22“鱼鹰”，美国目前正在研制最新的高速旋翼机S-97，SB>1以及V-280。S-97和V-280分别于2015年5月和2017年12月完成首飞。SB>1预计于2018年完成首飞。

2.1.1 S-97

S-97“侵袭者”直升机是美国西科斯基公司在X-2技术验证机的基础上研发的一款新型高速直升机。

S-97項目于2010年9月启动，项目总投入了2亿美元，其中，西科斯基公司自行筹资75%，其它公司筹资25%。

S-97拥有电传操控和主动振动控制技术，能够有效降低所受阻力，减少声学特征，并提高巡航速度。S-97的巡航速度能达到每小时407千米，是同类直升机的两倍。S-97设计最大飞行速度为480千米/小时，在高温条件下，其悬停高度达到3048米。S-97还具有良好的机动性，其转弯过载能拉到三个G。

2015年5月22日，S-97原型机在西科斯基公司佛罗里达州西棕榈滩工厂完成首飞。

2.1.2 SB>1

2013年，美国陆军提出“未来垂直起降飞行器”（FVL）项目。通过该项目，美陆军希望可整合并更换陆军现有包括“黑鹰”，“阿帕奇”，“奇努克”和“基奥瓦”直升机。

各大直升机制造商都对FVL计划给予极大地关注。波音和西科斯基公司联合推出的复合式直升机SB>1，贝尔直升机公司推出V-280“勇士”第三代倾转旋翼机。

SB>1 吸取了X2和S-97旋翼系统工作的经验。SB>1的桨叶平面形状和翼形与S-97类似。但是，由于更大的商载要求，SB>1的旋翼直径更大，SB>1的一些性能目标也与S-97不同。SB>1还包括手动桨叶折叠，这是目前S-97 上没有的。折叠特征和不同的桨毂和桨叶接口结合使得SB>1与 S-97翼形分布不同。SB>1 的桨叶在尺寸上接近UH-60M的桨叶，在设计上接近S-97。SB>1的速度可达463千米/小时。

13.6吨级的SB>1 “联合多任务旋翼机”技术验证机将在靠近佛罗里达西棕榈海岸的西科斯基研发飞行中心进行组装和实验。预计将于2018年实现首飞。

2.1.3 V-280“勇士”

V-280“勇士”是贝尔直升机公司继V-22“鱼鹰”成功以后，推出的另一个FVL方案，属于第三代倾转旋翼机。

V-280“勇士”外形与V-22十分相像，但它不是V-22的简单改进升级，而是吸取了该公司研制倾转旋翼机几十年的经验进行全新设计的成果。V-280“勇士”最显著的特点是发动机短舱由倾转变为固定，尾翼也简化成V形。V-280还取消了V-22的背开式跳板尾门设计，改为UH-60的对开式设计，其宽度达到1.8米的机舱侧门能够使乘客可以快速地进出。

V-280能够很好地满足美国陆军对于高速飞行能力的需求。V-280在35℃的高温环境下，无地效悬停高度可达1830米，在保持518米/时巡航速度条件下作战航程可以达到930～1480千米；其无空中加油情况下最大航程可以达到3900千米，具备出色的全球自部署能力。

该计划在2013年首次曝光，并于2017年12月在得克萨斯州阿马里洛市成功首飞。

2.2 欧洲新构型高速旋翼机稳步推进

欧洲新构型高速旋翼机主要包括X3，AW609，空客直升机公司的RACER“竞速者”直升机，以及莱昂纳多公司最新推出的下一代民用倾转旋翼机NGCTR。

2.2.1 X3

X3是空客直升机公司推出的新型混合式直升机。

2010年9月6日，X3技术验证机在法国政府武器装备部的Istres基地成功首飞。除了直升机的旋翼系统，X3机身两侧还配备了2个拉近式螺旋桨，后部安装了1个平尾以及带方向舵的双垂尾，这种构型能够使得飞行器在具备直升机性能的同时，又具备螺旋桨飞机的速度。

2013年X3复合式直升机在飞行试验中创造了直升机飞行速度世界纪录，平飞速度达到了487千米/小时。

2.2.2 RACER

在 “洁净天空” 2研究计划的框架下，空客直升机公司于2017年6月推出“竞速者”（RACER）直升机。“竞速者”（RACER）巡航速度达到407千米/小时，航程达到740千米。

“竞速者”基本承袭了X3验证机的总体构型，但与X3验证机直接利用了多个平台的主要部件不同，“竞速者”属于全新设计，尺寸与新型160中型双发直升机相似。更为重要的是，“竞速者”验证机在气动设计方面应用了多项突破性技术，将显著提升总体性能。

RACER“竞速者”将于2018年进行关键设计评估，预计2019年开始总装，2020年完成首飞。

2.2.3 NGCTR

2017年，在“洁净天空”2 高速旋翼机创新飞行器验证机项目支持下，莱昂纳多公司（原阿古斯塔？韦斯特兰）推出了其下一代倾转旋翼机产品——20座级下一代民用倾转旋翼机NGCTR。

NGCTR设计巡航速度超过555千米/小时，主要目标定位于人员运输，海岸巡逻，灾难援助以及搜索救援。NGCTR将配备增压客舱，能在7.6千米高度巡航，并拥有创新推动旋翼设计，最新几何形状机翼，优化的发动机构型，精益制造，低碳和其它最前沿的技术。

NGCTR 已于2017年完成了概念设计。2018年，工程团队将从概念设计转入初步设计阶段。2019年左右，莱昂纳多将开始建造系统测试地面设施。NGCTR计划于2023年实现首飞，2030年前进入市场。NGCTR的研发可能使欧洲在高速民用旋翼机研发竞赛中获得领先优势。

2.3俄罗斯研发新一代高速直升机

俄罗斯的新构型旋翼机主要包括米-X1，卡-90，卡-92，米-24PSV。由于失去了俄罗斯政府的支持，之前关注度颇高的米-X1，卡-90和卡-92高速直升机概念机项目已经失去了踪影。但是，在高速直升机研究过程中取得突破的一些关键技术，为新一代高速直升机研制打下坚实的基础。

2.3.1米-24PSV“先进高速直升机”

2015年第十二届莫斯科航展上，俄罗斯直升机公司米里设计局展示了新一代高速直升机验证样机。该机在米-24“雌鹿”武装直升机基础上采用新的机体和旋翼进行设计，被称为米-24PSV“先进高速直升机”。

米-24 PSV上有出诸多不同于米-24直升机的新技术，比如新旋翼桨叶气动布局，整体式黑色玻璃驾驶舱、风阻较小的高速气动外形、新型克里莫夫VK-2500M型发动机等。

采用新技术后，米-24 PSV最大速度可提升13%，达到370千米/小时以上，而巡航速度也将提高30%。该旋翼技术可以用于改进现役米里系列直升机，也为完全状态的军用高速直升机打下良好的基础。完整技术状态的新型PSV验证直升机预计将于2018年首飞，2022年开始进入批生产阶段。

3关于我国研制新构型高速旋翼机的建议

目前，国内对新构型高速旋翼机的研究主要集中于四倾转旋翼机构型“蓝鲸”和共轴刚性旋翼高速旋翼机构型（ABC概念）“绝影”，在理论和试验方面开展了一些研究工作。

与国外相比，我国新构型高速旋翼机的研制相对落后。倾借鉴国外新构型旋翼机研制经验，结合我国旋翼机产业实际情况，本文提出了关于我国新构型高速旋翼机的建议。

3.1制订高速旋翼机发展战略规划

与现有直升机相比，新构型高速旋翼机所涉及的原理和技术属于创新性的或颠覆性的，因此，我国要研发新构型高速旋翼机，首先要制订顶层先导战略规划，以便指导我国高速旋翼机发展的具体实施，引导其循序渐进地发展。

3.2研发新一代高气动效率、高机动能力的旋翼

旋翼机最具特色的翼型开发和设计是支撑先进高速旋翼机装备研制的基础。旋翼翼型是构成旋翼机旋翼外形的基本元素，翼型的性能直接决定了旋翼的气动效率和机动能力，而高气动效率、高机动能力的旋翼是新一代旋翼机发展的必然趋势。我国要研制新构型高速旋翼机就必须先攻克高速旋翼机旋翼翼型的技术难关。

3.3待直升机设计水平提高后开发研制新构型高速旋翼机

全新研制新构型高速旋翼机具有性能优异，执行任务能力强等优点，将会成为我国研制新构型高速旋翼机的重要研制方式。因此，可以待我国直升机总体设计水平发展成熟，旋翼机相关技术（如新旋翼，传动系统，发动机等）提高到一定水平后，研制全新新构型高速旋翼机。例如，美国最新研制的新构型高速旋翼机V-280 和SB>1。虽然V-280是新的第三代倾转旋翼机（第一代指具有技术验证性质的XV-3和XV-15， V-22被视为第二代）。但是V-280上的许多技术都是基于V-22倾转旋翼机。SB>1 也吸取了X2和S-97“袭击者”旋翼系统工作的经验。

4結束语

新构型高速旋翼机是未来直升机重要的发展方向，它在未来战争中作用显著，意义重大。时不我待，我国直升机技术科研人员要时刻跟踪国外新构型高速旋翼机的技术动态，加大对新构型高速旋翼机的预研力度，深入研究新构型高速旋翼机的关键技术，努力缩短我国与美欧俄高速旋翼机技术的差距。相信在不远的将来，我国高速旋翼机必将翱翔蓝天。

参考文献：

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[7].吴希明.高速直升机发展现状、趋势与对策[J].南京航空航天大学学报，20154：173-179.

作者简介：

袁华平 ，出生年月：1985年4月，性别：女，民族：汉，籍贯（精确到市）：湖北省荆门市，当前职务：设计员，当前职称：工程师，学历：硕士研究生，研究方向：情报翻译.