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费尔雷“罗托达因”,英国高速旋翼机黑科技

发布时间:2016-04-14  原作者:Armstrong   点击数:

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“基罗达因”

  尽管费尔雷飞机公司在二战中的主业是制造海军飞机,但到20世纪50年代中期,该公司已经在旋翼机研制方面积累了相当丰富的经验。战后不久,费尔雷公司就成立了以詹姆斯·贝内特博士领导的设计团队,设计出FB-1(费尔雷-贝内特-1)直升机,后被命名为“基罗达因”(Gyrodyne)。“基罗达因”在设计上显示出了一些独到的创新,特别是在处理旋翼扭矩方面。

“基罗达因”在设计上显示出了一些独到的创新,特别是在处理旋翼扭矩方面
“基罗达因”在设计上显示出了一些独到的创新,特别是在处理旋翼扭矩方面

“基罗达因”的右侧短翼翼尖处安装了一副拉进式螺旋桨,由520马力的阿尔维斯“利奥尼达斯”活塞发动机驱动,用以平衡旋翼扭矩并提供前进推力
“基罗达因”的右侧短翼翼尖处安装了一副拉进式螺旋桨,由520马力的阿尔维斯“利奥尼达斯”活塞发动机驱动,用以平衡旋翼扭矩并提供前进推力

  “基罗达因”的右侧短翼翼尖处安装了一副拉进式螺旋桨,由520马力的阿尔维斯“利奥尼达斯”活塞发动机驱动,用以平衡旋翼扭矩并提供前进推力。除这幅螺旋桨外,“利奥尼达斯”发动机还要驱动主旋翼。该机的传动结构很复杂,有三个变速箱和多套减速齿轮,与发动机加在一起占了直升机一半的重量。“基罗达因”的速度比普通直升机快,1948年公司首席直升机试飞员巴兹尔·阿克尔少校驾驶原型机创造了新的直升机速度世界纪录——108节(200公里/时)。不幸的是该机在第二年因致命事故坠毁,事后发现是金属疲劳所致。

第一架“基罗达因”结构图
第一架“基罗达因”结构图

  费尔雷公司并未放弃“基罗达因”,研究团队得到了奥格斯特·斯捷潘工程硕士的加盟。他曾与奥地利工程师弗里德里希·冯·多布尔霍夫合作在1943年研制出世界上第一架喷气动力直升机。斯捷潘加盟后,贝内特改任首席直升机工程师,阿奇·福赛上校和乔治·希斯洛普博士担任开发主管。

  第二架“基罗达因”在外观上看起来和第一架很像,但使用了完全不同的技术。单副拉进式螺旋桨被两副安装在短翼翼尖处的推进式螺旋桨取代,同样由“利奥尼达斯”发动机驱动。此外,利奥尼达斯”发动机还驱动两台压气机,用于向安装在两片旋翼叶片尖端的喷嘴供气。在喷嘴中,高压空气和通过旋翼叶片油路输送来的煤油混合后点燃,推动旋翼旋转。整套系统的原理就是基于冯·多布尔霍夫的开创性发明,被当时的人们称为“奇葩的活塞喷气式直升机”。

第二架“基罗达因”在外观上看起来和第一架很像,但使用了完全不同的技术
第二架“基罗达因”在外观上看起来和第一架很像,但使用了完全不同的技术

  第二架“基罗达因”不容易驾驭,从直升机模式的垂直起降到旋翼机模式的平飞之间的转换涉及棘手的给接通/切断旋翼动力操作,飞行员稍有不慎就会大幅损失高度。试飞员约翰·丹尼斯终于在1955年3月掌握了转换飞行的技巧,在当年的范堡罗航展上进行首次完整飞行循环表演。这届航展的一个大事记就是禁止飞机产生超音速音爆,结果“基罗达因”的噪音堪比音爆,观众们称它发出的噪音“难以忍受”。

这届航展的一个大事记就是禁止飞机产生超音速音爆,结果“基罗达因”的噪音堪比音爆,观众们称它发出的噪音“难以忍受”
这届航展的一个大事记就是禁止飞机产生超音速音爆,结果“基罗达因”的噪音堪比音爆,观众们称它发出的噪音“难以忍受”

  “基罗达因”的成功为正处于研制后期的“罗托达因”打下了坚实基础。事实上,旋翼机权威大卫·吉宾斯曾表示,喷气式“基罗达因”对“罗托达因”项目的重要性“怎么强调也不过分”。“基罗达因”最终完成了190次转换飞行,使设计团队充分了解其中的奥妙。吉宾斯说:“最直接的结果,是使团队对‘罗托达因’项目建立起足够信心,认为该机的设计目标是能够达到的,且安全水平可以接受。”

第二架“基罗达因”三面图
第二架“基罗达因”三面图

“罗托达因”的早期设计模型
“罗托达因”的早期设计模型

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