最近,景德镇传出一个让全国军迷都兴奋不已的好消息:我国自主研制的刚性共轴反转双旋翼高速直升机成功完成了试飞。这款飞机可以说是全球旋翼飞行器技术的“皇冠”,此前只有美国的航空巨头西科斯基开发出类似的构型,比如“X-2”系列,包括著名的X-2、S-97“突袭者”、突袭者-X和SB>1验证机等,都属于这种类型。这种直升机的性能优势明显,飞行速度非常快(比如S-97曾达到过480公里小时),机动性也极强(能够实现空中急刹、机头水平时向前飞、机头朝下绕点旋转、迅速俯冲制动然后转变路线),被业界认为是最难掌握、技术水平最高的直升机之一。

这些年,大家普遍认为这种构型代表了直升机技术的发展趋势和未来方向。有媒体曾经说过,中国大概要至少十年时间才能追赶上这一技术水平。令人没想到的是,到了2025年,中国就成功试飞了这种类型的飞机。特别有意思的是,景德镇的这架高速复合直升机,简直就和美国西科斯基研制的S-97高速直升机长得一模一样,基本上达到了1比1的完美复制。唯一可能的差别,就是起落架和垂直尾翼的方向——美国的S-97垂直尾翼是向平尾的下方延伸,而我国这架高速复合直升机的垂直尾翼,是朝平尾的上方延伸的。

谈到共轴反转双旋翼直升机,最早由苏联的卡莫夫设计局广泛投入实用,研发了包括卡-25、卡-27、卡-28、卡-30、卡-31、卡-50、卡-52在内的一系列知名共轴反转旋翼直升机。这些机型性能都相当出色,一度被视作全球直升机技术的巅峰标杆。不过,美国在刚性共轴反转旋翼加尾推的直升机研发上,远远超出了卡莫夫的设计理念,直接甩开了俄罗斯一大截,让俄罗斯不得不奋力追赶。于是,俄罗斯也启动了类似的飞机项目,取名“卡-90”,希望能一举追平美国的技术水平。让人没想到的是,实际上是中国比俄罗斯更早实现了对这一技术的掌握,同时还在共轴反转直升机的技术上全面超越了俄罗斯。

有人可能会问了:“你一直说自己领先、超越,这到底体现在哪些方面呢?”接下来,笔者就跟大家详细分析一下。首先涉及到旋翼部分,中美的设计在两个方面优于俄罗斯。一个是使用刚性旋翼,也就是中美的共轴反转旋翼,在旋翼的根部和旋转轴连接的地方,采用了刚性连接,没有挥舞铰。而俄罗斯卡莫夫设计局的共轴反桨技术,桨叶和旋转轴之间是通过挥舞铰连接的。光是这一个差别,就已经极大地改变了直升机的性能表现。

要知道,直升机的旋翼在旋转时会不停地产生上下的晃动和左右的震动;由于材料的局限性,没有什么材料能长时间、高频率地抵抗这些晃动和震动,所以就得用挥舞铰来减缓这种动力,让直升机保持平稳飞行。俄罗斯的卡莫夫设计局,采用了带挥舞铰的普通旋翼设计。可是,这种共轴旋翼容易出现大幅度的上下摆动,尤其是在转速太高时,甚至可能发生上下旋翼相撞的尴尬情况,比如卡-50和卡-52就曾遇到过类似的事故。为了避免这个问题,卡莫夫设计局在共轴反转式旋翼的两组桨叶之间留出了很大的间距,这样能防止碰撞。不过,这样一来,直升机的高度就变得更高一些,旋翼的转速和效率也相应下降了。

中国和美国的刚性共轴反转双旋翼直升机采用了没有挥舞铰的设计,旋翼与旋转轴直接连接,属于刚性连接。它们使用了特殊的高强度材料制造旋翼,能够承受震动和摆动的压力。这样一来,两个刚性双旋翼之间保持很近的间距,旋翼转速也变得很快,从而为直升机带来了更大的升力,同时还能减少飞行中的阻力。而第二个亮点是应用的前行桨叶(ABC桨叶)技术,这也是关键核心技术之一。

前行桨叶技术具体是怎么回事呢?其实,一般的直升机在速度一变快,升力就会变弱,这是因为旋翼的后行侧,也就是背对着飞行方向的那一边,容易出现失速的问题,这在一定程度上限制了它的最高速度。而采用前行桨叶技术的飞机就能有效解决这个难题。当经过特殊的结构设计后,旋翼在飞得更快时,升力反而不会减弱,甚至还能越飞越快,升力越大,这样一来,直升机提升速度变得更容易了。俄罗斯的卡莫夫直升机就没用到这种技术。

中美的高速复合直升机还用了一种发动机动力分流技术,就是把发动机的一半以上的动力传输到机尾的推进螺旋桨上。这样的设计让它在机头保持水平向前的状态下也能高速前飞,普通的直升机需要倾斜机身才能实现前飞。而且,当机头朝下时,它还能实现倒退飞行,普通直升机在机头仰起时才能向后飞。这种推进螺旋桨的反转方式还能让直升机迅速刹车,俯冲时调转螺旋桨的话,就能快速减速或调整方向。这些都是一般直升机没有的特殊性能。

这项技术,俄罗斯的卡莫夫设计局都没能掌握。在我国开始试飞这种高速直升机的早期,就只有美国的西科斯基公司拥有类似的技术。令人意想不到的是,中国在短短几年内就攻克了美国花费了40年时间不断积累、苦苦探索的技术(西科斯基从80年代就开始搞这个技术),可以说是在航空历史上创造了一个值得称道的奇迹。值得特别指出的是,美国西科斯基的X-2系列直升机已经在各种项目中退出了,美军可能难以大规模采用这种机型了。未来,有可能只有中国会大批量装备这种先进的直升机。不禁让人想知道,美国作为这个技术的原始提出者,会不会对这个局面觉得惭愧呢?

从现在起,我国也拥有了高速复合直升机这个技术,想象一下,未来中国的武装直升机、运输直升机、侦察直升机、反潜直升机等各类直升机都会广泛应用这个技术,实现所有类型直升机的高速化,从而提升整体战斗能力。要懂得,让武直、反潜以及运输直升机飞得更快、更灵活,具有很高的战术价值,不管是快速赶赴战场目标,还是灵活躲避敌方打击,或者占据有利攻势位置,都离不开这样的高速直升机。

就让我们静静期待,期待中国版S-97直升机正式列装的那一刻到来!