先進(jìn)直升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)革新解析

軍用直升機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭、局部地區(qū)軍事沖突以及反恐等各種規(guī)模的軍事行動(dòng)中具有廣泛的適用性，可用于軍用物資/兵員運(yùn)輸、戰(zhàn)場搜索與救援、傷病員護(hù)送、通信聯(lián)絡(luò)、戰(zhàn)斗指揮/控制、偵察、目標(biāo)指引、反艦/反潛、布雷/掃雷、護(hù)航、對(duì)地火力支持/攻擊、戰(zhàn)斗損傷評(píng)估等，幾乎包括了軍事應(yīng)用的各個(gè)方面，因此直升機(jī)特別受到世界各國軍事部門的青睞，并在歷次戰(zhàn)爭得到了廣泛的應(yīng)用，也取得了驕人的戰(zhàn)績。直升機(jī)作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭中實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略目標(biāo)的重要一環(huán)，占據(jù)了不可替代的重要地位。 

世界直升機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 

世界直升機(jī)目前處于第三代和第四代并存發(fā)展的階段，第三代直升機(jī)采用玻璃鋼復(fù)合材料槳葉，帶彈性軸承的無鉸槳轂，機(jī)體次要結(jié)構(gòu)采用復(fù)合材料，半綜合航電系統(tǒng)。代表性型號(hào)有S-70/UH-60“黑鷹”、 AH-64“阿帕奇”、米-28、SA-365“海豚”等。第四代直升機(jī)采用先進(jìn)復(fù)合材料槳葉，三維變化的先進(jìn)翼型，槳葉壽命無限，無軸承或球柔性槳轂，機(jī)體主次結(jié)構(gòu)都大量采用復(fù)合材料，高度綜合化的航電系統(tǒng)。代表性型號(hào)有AH-64D、“虎”、卡-52、NH90、EH101、S-92、V-22等。 

這些直升機(jī)在全世界各個(gè)領(lǐng)域，尤其是軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在一系列局部戰(zhàn)爭中取得了不菲的成績。但是，也暴露出很多問題，如伊拉克戰(zhàn)爭表明，直升機(jī)飛行速度慢、飛行高度低是被擊落的重要原因�，F(xiàn)在軍用直升機(jī)的作戰(zhàn)任務(wù)和制空要求具有更大的范圍，尤其在戰(zhàn)場突襲、反潛方面，航程遠(yuǎn)才能完成各種戰(zhàn)術(shù)要求�，F(xiàn)代戰(zhàn)爭中進(jìn)攻和防守的轉(zhuǎn)化快，多點(diǎn)突擊的“空中蛙跳”戰(zhàn)術(shù)使穿插戰(zhàn)術(shù)有了質(zhì)的飛越，這都要求直升機(jī)必須具有遠(yuǎn)航程的能力。另外，近幾場局部戰(zhàn)爭也檢驗(yàn)表明，當(dāng)代直升機(jī)可靠性、復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性、抗墜毀性、自身防護(hù)以及與其他武器裝備聯(lián)合作戰(zhàn)等方面的能力還不能完全滿足作戰(zhàn)要求[1]。 

簡言之，當(dāng)代直升機(jī)存在以下兩大問題。 

一是直升機(jī)的低飛行速度。氣動(dòng)、動(dòng)力學(xué)和聲學(xué)等各方面因素使常規(guī)直升機(jī)的飛行速度難以超越固定翼飛機(jī)。飛行速度低嚴(yán)重限制了直升機(jī)的使用和發(fā)展。常規(guī)直升機(jī)的速度記錄是由“山貓”直升機(jī)保持的400km/h，而由美國貝爾公司研制的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)為565 km/h，西科斯基飛機(jī)公司的X-2技術(shù)驗(yàn)證機(jī)試飛最大速度達(dá)到了462 km/h，歐直公司研制的X-3技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的巡航速度達(dá)到了472 km/h。由此可見，突破該“飛行速度限制”瓶頸的一條重要技術(shù)途徑是直升機(jī)構(gòu)型的革新。 

另一個(gè)問題是僅提高某一個(gè)或某一些能力無法滿足現(xiàn)代以及未來戰(zhàn)爭對(duì)直升機(jī)的要求，提高綜合使用效能才是硬道理。傳統(tǒng)總體設(shè)計(jì)“單目標(biāo)、單方向”特點(diǎn)無法適應(yīng)以提高綜合使用效能為目標(biāo)的先進(jìn)直升機(jī)的設(shè)計(jì)需求，技術(shù)革新勢(shì)在必行。2000年喬治亞理工大學(xué)進(jìn)行了基于分布式分析多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化體系結(jié)構(gòu)的直升機(jī)總體多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化研究，通過利用代理模型集成各個(gè)學(xué)科精確分析模型，形成如圖示的分布式分析的直升機(jī)總體多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)[2]。

為了解決以上兩大問題，先進(jìn)直升機(jī)總體設(shè)計(jì)被帶入了“技術(shù)革新”與“構(gòu)型革新”兩個(gè)快車道，飛速發(fā)展。