舰载军用直升机跟陆用直升机有什么不同?
舰载直升机的使用环境特点
舰载直升机是以舰船为基地,主要在海上活动,其使用环境与陆用直升机有明显不同。舰载直升机除具有一般直升机的共同特色外还具有以下特点。
(1) 舰船的飞行甲板和机库尺寸有限,直升机在舰船上搭载受到很大限制。 为了能够在窄小的机库内,容纳多架直升机,舰载直升机多采用可折叠的旋翼和尾斜梁。
(2) 海上风浪频繁,气候多变,舰船航行还会引起相对风力。风大容易引起直升机桨叶挥舞摆振,造成起动或停转困难。
(3) 舰船受海上涌浪的影响,经常处于摇摆、升降起伏状态,直升机着舰时容易出现侧滑或翻倒。为提高直升机在高海况下着舰的安全,大都采用助降装置。
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舰载直升机的使用环境特点
舰载直升机是以舰船为基地,主要在海上活动,其使用环境与陆用直升机有明显不同。舰载直升机除具有一般直升机的共同特色外还具有以下特点。
(1) 舰船的飞行甲板和机库尺寸有限,直升机在舰船上搭载受到很大限制。
为了能够在窄小的机库内,容纳多架直升机,舰载直升机多采用可折叠的旋翼和尾斜梁。
(2) 海上风浪频繁,气候多变,舰船航行还会引起相对风力。风大容易引起直升机桨叶挥舞摆振,造成起动或停转困难。
(3) 舰船受海上涌浪的影响,经常处于摇摆、升降起伏状态,直升机着舰时容易出现侧滑或翻倒。为提高直升机在高海况下着舰的安全,大都采用助降装置。
(4) 舰上起降甲板周围建筑物会产生扰动气流区,为克服扰动气流区对飞行的影响,直升机必须具有大的功率和升力储备以及良好的操纵性和机动性。
(5) 海上盐雾弥漫,空气湿度大。空气潮湿(特别是水汽中含有大量的盐分和氯离子)不仅引起直升机旋翼和发动机效能降低,还会加速机件腐蚀、老化,降低机件的使用寿命。因此,舰载直升机还必须有较强的防盐雾、防霉菌、防潮湿的“三防”能力。
(6) 海上航行,温差、时差变化大。空气温度短时间内出现较大变化,易引起直升机各部位变形及部分连接点松动、系统漏气(油)、线路接触不良等故障。时差变化较大,容易使机组人员精力和体力下降。
(7) 舰载直升机必须严防“舰面共振”现象的发生。海上的舰船受风浪的影响和主机的振动,船体也会发生摇晃和振动。当直升机在舰船上试车、起降时,舰船的振动频率比陆地上更容易与直升机振动频率相等或接近,从而发生“舰面共振”。
(8) 大风、大雾、雨(雪)天数多是海洋天气的特点。由于大雾低云、大风天数多,并时常伴随着雨雾天气,使能见度降低,严重危及直升机着船和飞行安全,也加速直升机部件的腐蚀、老化速度。
舰载直升机使用和维护中的几个问题
1. 起飞重量和有效载重明显减小
引起飞行重量和有效载重明显减少的主要原因有:
(1) 海上悬停和在舰上起降时,由于海水易于流动,必须按无地面效应实施。
在海平面(H=0),机轮离水面高度(h)与起飞重量(G无为无地面效应、G有为有地面效应)和拉力(T无、T有)的关系如表1所示,显然无地面效应的起飞重量和拉力明显减少。
(2) 远洋和极地飞行,缺乏气象资料,天气状况恶劣,应按复杂气象飞行,多留应急备用功率,致使有效载重量减少。
(3) 空气潮湿、气压低(最低气压仅为720mm汞柱),空气密度减小,致使发动机有效功率和旋翼拉力普遍降低。如我国某型舰载直升机最大起飞重量陆地上为13t,海上为12t,舰上起降则降为11.5t。
所以对舰载直升机的吊挂及运载量必须严格的控制。
2. 活动半径范围减小
喷气发动机的单位燃油消耗率随空气湿度的增大而增加。若当空气相对湿度增大到80%时,单位燃油消耗率将增加4%。舰载直升机在海上执行任务多在低空、超低空甚至贴近海面飞行,飞行高度低和空气湿度大都会使耗油量增加,活动半径必然减少。
此外,直升机以舰为基地,海上飞行没有中间加油点,考虑到各种意外情况,必须多留应急油量,导致实际可用油量减少。由于机载通讯导航设备不佳,也限制了直升机更远距离的飞行。
3.海上悬停困难
海上救护多用悬停救护。
海上悬停比陆地悬停困难得多。当悬停高度过低时,旋翼气流和风浪使海水极不稳定,直升机很难保持预定的高度和位置。悬停高度若在15m以下,海水就会翻溅到座舱玻璃上。这时必须利用自动驾驶仪、参照罗盘、地平仪和悬停指示器,以保持稳定悬停。
4. 腐蚀严重,可靠性降低
长期海上飞行,致使不少部件、机件表面严重腐蚀。造成腐蚀的原因主要有:第一、海上和极地空气湿度大、盐雾重;第二、防腐层被破坏,水汽进入就形成腐蚀源;第三、防腐手段落后,防护用品不足。
机件腐蚀再加上其他恶劣条件(如温差变化大等),就会影响机件及系统的工作可靠性,如起动系统故障、冷气和液压系统压力不稳、线路接触不良等。因此,腐蚀是舰载直升机的一个突出问题。
5. 气象状况预报困难
恶劣多变的天气,是影响舰载直升机完成任务和飞行安全的最危险因素。
由于远离大陆陆地,海洋航区气象观察站少,因而很难掌握天气变化的规律,尤其是南极地区气候瞬息多变。为此必须加强对大气环流、风带、天气形势和极地卫星云图的研究,收集和积累海洋和极地的气象资料,提高天气近期和中远期预报的准确程度。
直升机及其各系统的分类
第一节 按用途分类
一.军用直升机:
包括武装、运输、战斗勤务三大类
(一)武装直升机(armed helicopter)
机上有武器系统,用于攻击地面、水面(或水下)及空中目标,也称为攻击直升机或战斗直升机(attack helicopter,combat helicopter)。
现代武装直升机机载武器系统通常包括:反坦克(装甲)导弹、反舰导弹、空空导弹、航炮、火箭及机枪等。按不同的作战任务,可有多种武器配挂方式。通常一种型号的武装直升机具有配带上述多种武器的能力,可以执行多种攻击任务,称为“一机多用”。
但由于飞行重量、性能及使用等多方面的要求或限制,也有专门或主要执行某种任务的,因而武装直升机又可分为以下几种:
1。强击直升机 主要执行对地面、水面目标的攻击任务。也可携带空空导弹或航炮,具有对空攻击或自卫的能力,但其主要使命是配合地面部队作战,用于消灭敌方装甲等各种软硬目标,实施火力支援,这是现代武装直升机的主要用途。
2。空战直升机 也可称为“歼击直升机”,主要用于对付空中目标--敌方直升机、低空飞行的固定翼飞机或其他飞行物,争夺超低空(通常是高度150m以下)制空权,也可为我方运输、战勤直升机护航。
3。反舰直升机 主要执行攻击敌方舰船目标任务。
4。反潜直升机 装有搜索和探测潜艇的设备及鱼雷、深水炸弹等武器,主要执行反潜作战任务。
(二)运输直升机
执行运送作战人员、武器装备及各种军用物资、器材等任务。
这类直升机可有大小不等的运载能力,但任务类型都是运输,包括使用重型直升机对大型武器装备或物资的吊运。
(三)战斗勤务直升机
简称“战勤直升机”。这是用于执行各种特定作战勤务直升机的统称。
按专门执行侦察、通信、指挥、电子对抗、校射、救护、营救、布雷、扫雷、中继制导和教练等不同任务的需要,直升机配备有完成特定使命的机载任务设备,成为某种专用的战勤直升机。通常有以下种类:
1.侦察直升机 配备专用侦察设备,执行空中侦察任务。
2.通信直升机 携带专用通信设备,用于执行空中通信(或中继通信)任务。
3.指挥直升机 携带作战指挥、观察、通信等设备,用于实施空中指挥(主要是对己方直升机进行指挥)。
4.电子对抗直升机 配备电子对抗设备,执行电子对抗任务。
5.校射直升机 配备空中校射设备,用于为炮兵指示目标和校正射击。
6.救护直升机 配备担架、备有医护人员及简易救护设备,将伤病人员运送至医院或指定地点。这类直升机通常用运输直升机加装担架(可快速拆装)等设施而形成。
在大型直升机内,配备可进行较全面检测诊断和多种手术设备,能在救护现场作手术治疗,这种直升机被称为“空中医院”,实际也是救护直升机的一种。
7.营救直升机 装有搜索、救援(如救生绞车、急救医疗设备等)和精确定位设备,用于对遇险人员的救援(如对紧急跳伞着陆飞行人员的寻找和救生)。
8.布雷、扫雷直升机 携带布雷或扫雷设施,实施布雷、扫雷作业。
9.中继制导直升机 携带导弹制导设备,能将目标信息传输给飞行中的导弹,并导引导弹命中目标。
10.教练直升机 具有双座、双操纵系统,专用于飞行员的训练。
通常是在这种直升机上进行驾驶术训练,而战术飞行训练,应在武装、运输或各种战勤直升机上进行,各类直升机均可用于训练,尤其是高级驾驶术和战术训练,但并不称这些直升机为专用的教练直升机。
二.民用直升机
在国民经济建设和公共事务方面民用直升机具有广泛用途,以执行运输任务为主,能担负多种多样的空中作业,按用途大体可分为以下几类:
(一)通用运输直升机 既可内装或外吊物资,也可用于人员运输(有折叠或快速拆装座椅),必要时亦可安装担架用于救护,或用绞车对遇险人员进行营救。
装上任务所需的物资或设施,能实施多种空中特种作业,如空中摄影、摄像和转播,护林灭火等。
(二)旅客运输直升机 机舱内设有较舒适的座椅及隔音、减振和其他所需设施,专用于旅客运输。在客运直升机中,有一类经专门设计,装有较好设施,作为领导或重要人员(VIP)乘坐的称为专机或公务机。
(三)公共服务直升机 安装任务所需设备(设施),服务于各种公共事业--公安执法、巡逻、观察、环保取样、消防救火、医疗救护、抢险救灾等。这类直升机与通用运输直升机不同的是机上装有固定的任务设备(设施),专门执行上述任务。
(四)特种作业直升机 机上装有任务所需的设备(设施),专门执行各种空中特种作业--地球物理勘探,高压输电线路或石油、天然气管路巡检和维护,农业施肥或喷洒农药,牲畜放牧,渔业应用,等等。
(五)起重直升机 这类直升机具有很强的外部吊运能力,视起飞重量的大小,可吊起数吨或十余吨重的物资。可用于建筑、大型设备安装、原木运输等起重吊运。
(六)教练直升机 用于民用飞行人员和私人驾驶员的训练。
第二节 按结构型式分类
一.单旋翼直升机
机上仅安装一副旋翼,升力和推进力均由其产生,安装在机身尾部的尾桨提供平衡旋翼的反扭矩。这是当今技术最成熟、数量最多的直升机型式。
现在也出现用其他方式来平衡反扭矩的单旋翼直升机,如无尾桨的单旋翼直升机。
1。单旋翼带尾桨直升机(西科斯基:UH-60,CH-53,S-76;贝尔:UH-1,Models204,206,406)
常规尾桨:技术发展比较成熟,应用广泛,缺点是受旋翼下洗流影响,流场不稳定,容易发生裸露在外的桨叶伤人或撞击地面障碍物的事故。
尾桨分为推、拉两种形式,推式效率相对高一些,应用较多。尾桨旋转方向一般为下部桨叶向前转动。
2。单旋翼带涵道尾桨直升机(西科斯基:RAH-66;欧直:小羚羊,AS365,EC-135,EC-120)
涵道尾桨:相对常规尾桨气动效率要高、尺寸小、安全性好,前飞时阻力比常规尾桨大。
3。单旋翼无尾桨(NOTAR)直升机(麦道:MD520N,MD900,MD600N)
无尾桨系统:主减带动尾梁内的风扇产生环量控制气流,附加在旋翼下洗流中,在尾梁左右形成类似于机翼翼型上下的流场,进而形成侧向“升力”,平衡反扭矩。
过渡和前飞时,反扭矩是由环量控制、垂直安定面和尾部矢量喷流共同平衡。优点是安全可靠、振动和噪音水平低,缺点是悬停时消耗的功率很大。
二.纵列式双旋翼直升机(波音:CH-46,CH-47)
简称“纵列式直升机”。
两副旋翼沿机体纵轴前、后排列,转向相反。特点是允许的重心范围大,前飞时升力损失较大。
三.横列式双旋翼直升机(FW-61,McDonnellXHJD-1,卡-22,米-12)
简称“横列式直升机”。
两副旋翼沿机体横向左、右排列,转向相反。
四.共轴式双旋翼直升机(卡莫夫设计局的系列直升机:卡-32,卡-50)
简称“共轴式直升机”。两副旋翼上下共轴安装且转向相反,反扭矩相互平衡。
五.交叉式旋翼直升机(卡曼直升机公司的系列直升机:K-600、K-1200。)
简称“交叉式直升机”。两副旋翼沿机体横向左、右排列,但其轴线呈“V”型交叉,反向协调旋转。
六.推力换向飞行器(转换式直升机)
其实质是直升机和固定翼飞行器的一种组合型式。
垂直起降、飞行和悬停由旋翼提供升力,前飞时将旋翼倾转成为推进螺旋桨,升力则由机翼提供。
偏转旋翼:旋翼可倾斜,机翼位置固定。如贝尔:XV-3,XV-15,609;贝尔-波音:V-22。
偏转机翼:旋翼和机翼一起倾斜。
如XC-142。
七.复合式直升机(XH-51,S-72)
在这种直升机上加装有机翼及推进装置,前飞时推进力主要由推进装置提供,升力由机翼和旋翼共同产生。垂直飞行、悬停和垂直起降主要由旋翼提供升力。
八.桨尖喷气驱动式直升机(SO-1221)
在旋翼的桨叶尖端装有喷气发动机,或由机内提供的压缩空气通过桨尖喷管喷出,驱动旋翼旋转。这种旋翼对机体不产生反扭矩,因而无需采用平衡措施。
第三节 按起飞重量分类
同其他飞行器一样,重量问题是直升机研制、生产和使用中,令人非常关注的问题。按重量对直升机分类,具有技术、经济、使用多方面的内涵。在武装、运输和战勤三大类直升机中,人们尤其重视运输直升机的吨位(起飞总重)、空机重量、有效载重、客(货)舱容积、外吊能力、航程及续航时间等,不同的吨位也意味着采购价格的差别。
按最大起飞重量可将直升机大致分为:小型、轻型、中型、大型和重型。
1.小型直升机:最大起飞重量2t以下的直升机。
2.轻型直升机:最大起飞重量2~4t左右的直升机。
3.中型直升机:最大起飞重量4~10t左右的直升机。
4.大型直升机:最大起飞重量10~20t左右的直升机。
5.重型直升机:最大起飞重量大于20t的直升机。
目前,各类直升机的有效载重约为其最大起飞重量的40%~50%。
第四节 按其它方法分类
为研制或使用的需要,有时也用其它方法来区分不同的直升机。
例如按安装发动机的数量,可分为单发、双发或多发(装3台以上)直升机。按驾驶员座位区分,可分为单驾驶或双驾驶,座位有横列式或串列式之分。
按允许的起降场地不同可分为:只能在陆地起降的为陆用直升机,大部分直升机属于这一类;既可在陆地、也能在水面起降的为水陆两用直升机;以军舰或船只为起降基地的为舰(船)载直升机。
随着现代战场对军用直升机提出的隐身要求,将在降低直升机的雷达散射面积、红外辐射强度以及光学、声学等目标特性方面作出不同的努力,因而会以隐身能力的不同,区分为隐身、准隐身或非隐身直升机。
随着电子技术的发展,出现了可以按照一定程序自动飞行或由地面(或他机)进行遥控的直升机,这种直升机没有飞行员。因而,也可分为有人驾驶和无人驾驶直升机。
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