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魚(yú)鷹機(jī)有什么設(shè)計(jì)缺陷?為何總是墜毀?(Trafalgar18051021的回答,30贊)
魚(yú)鷹傾斜轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。貝爾-波音 V-22(英語(yǔ):Bell Boeing V-22,綽號(hào):魚(yú)鷹,Osprey)是由美國(guó)貝爾直升機(jī)公司和波音公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的具備垂直起降(VTOL)和短距起降(STOL)能力的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。



V-22在外形上與固定翼飛機(jī)相似,但翼尖的兩臺(tái)可旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩具旋翼,在固定翼狀態(tài)下,V-22 好像是一架在兩側(cè)翼尖有兩個(gè)超大的螺旋槳的飛機(jī);在直升機(jī)狀態(tài)下,V-22 又好像是一架有兩個(gè)偏小的旋翼的直升機(jī),這樣使其具備直升機(jī)的垂直升降能力,但又擁有固定翼螺旋槳飛機(jī)高速、航程遠(yuǎn)及油耗較低的優(yōu)點(diǎn),最大飛行速度達(dá)509公里,是世界上飛最快的直升機(jī)。而美國(guó)也正在研究魚(yú)鷹的預(yù)警機(jī)與加油機(jī)型號(hào)與垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)配合使用[。V-22于上個(gè)世紀(jì)80年代開(kāi)始研發(fā),1989年3月19日首飛成功,經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試、修改、驗(yàn)證工作后。2006年11月16日進(jìn)入美國(guó)空軍服役,2007年在美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)服役,同年開(kāi)赴阿富汗進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)部署,至今已有超過(guò)200架V-22生產(chǎn)下線。

參考數(shù)據(jù):乘員,4人(飛行員、副駕駛和2名飛行工程師),長(zhǎng)度 17.5米,翼展14.0米(連同旋翼25.8米), 高度6.73米,機(jī)翼面積28.0平方米(旋翼面積為212平方米),空15,032千克 ,最大起飛重量27,400千克,動(dòng)力系統(tǒng) 2 ×AE 1107C渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī),每臺(tái)4,590 kW,最大飛行速度509千米/小時(shí),實(shí)用升限7,620米,航程1,627千米,作戰(zhàn)半徑722千米, 爬升率11.8米/秒,翼載荷102.23千克/平方米,推重比0.33,造價(jià)5000—7000萬(wàn)元。在超過(guò)30年的發(fā)展階段,“魚(yú)鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)獲得了不好的名聲,在此期間,已知有30名美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)隊(duì)員在三起事故中喪生。在2000年發(fā)生在亞利桑那州的一起事故中,19名美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)隊(duì)員喪生。然而,在過(guò)去的十年間,V-22“魚(yú)鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的事故率一直都是美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)整個(gè)機(jī)群平均事故率的一半左右,
V22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)有速度快、噪聲小、航程遠(yuǎn)、載重量大、振動(dòng)小、耗油率低、運(yùn)輸成本低……優(yōu)點(diǎn),雖然傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)與一般直升機(jī)相比有許多優(yōu)點(diǎn),但也有不少缺點(diǎn),主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:技術(shù)難度高:傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)因既有旋翼又有機(jī)翼,并且要實(shí)現(xiàn)旋翼從垂直位置向水平位置或水平位置向垂直位置傾轉(zhuǎn),因此在旋翼傾轉(zhuǎn)過(guò)程中氣動(dòng)特性的確定;旋翼/機(jī)翼、旋翼/旋翼、旋翼/機(jī)體之間的氣動(dòng)干擾問(wèn)題;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);旋翼在傾轉(zhuǎn)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)分析、旋翼/機(jī)翼耦合動(dòng)載荷和穩(wěn)定性問(wèn)題;操縱控制技術(shù)及操縱系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)等方面都遇到了許多技術(shù)難題。2001年,美國(guó)航空航天局(NASA)在對(duì)MV-22“魚(yú)鷹”進(jìn)行的一項(xiàng)獨(dú)立評(píng)估中發(fā)現(xiàn),還有未知的航空力學(xué)現(xiàn)象會(huì)威脅該機(jī)的安全,并阻礙該機(jī)的開(kāi)發(fā)和部署。因此,它建議恢復(fù)該項(xiàng)目,這樣許多問(wèn)題可以通過(guò)測(cè)試來(lái)發(fā)現(xiàn)和解決??梢?jiàn),傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)技術(shù)還遠(yuǎn)談不上已成熟,還有許多技術(shù)有待進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。研制周期長(zhǎng):從40年代起,美國(guó)貝爾直升機(jī)公司就開(kāi)始進(jìn)行傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的研究,已經(jīng)過(guò)50多年的技術(shù)發(fā)展,其技術(shù)仍不是很成熟。“魚(yú)鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)仍存在諸多問(wèn)題,并沒(méi)有真正形成戰(zhàn)斗力和投放民用市場(chǎng)。傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的技術(shù)研究和型號(hào)研制的周期都相當(dāng)長(zhǎng)。研制費(fèi)用高、單機(jī)成本高:由于傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)是一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)品,其技術(shù)復(fù)雜、難度高,因此要驗(yàn)證各項(xiàng)技術(shù)需要很高的費(fèi)用,造成研制費(fèi)用和單機(jī)成本都高得驚人。像美國(guó)的“魚(yú)鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的研制費(fèi)用達(dá)380億美元,其海軍型MV-22的單價(jià)達(dá)4400萬(wàn)美元。旋翼效率低:與直升機(jī)旋翼相比,螺旋槳旋翼的扭轉(zhuǎn)角比較大,這對(duì)于確保槳葉根部能夠在前飛狀態(tài)下產(chǎn)生較大的拉力是十分有必要的。但在懸停狀態(tài)時(shí),采用大扭轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)螺旋槳旋翼,其工作效率會(huì)大大降低,這就意味著由發(fā)動(dòng)機(jī)輸送過(guò)來(lái)的可用功率有很大一部分都被損耗了。氣動(dòng)特性復(fù)雜:在直升機(jī)前飛速度很低且下降速度較大時(shí),它就會(huì)陷入到自身的下洗氣流當(dāng)中,此時(shí)極易導(dǎo)致渦環(huán)狀態(tài)的發(fā)生。在渦環(huán)狀態(tài)下,空氣會(huì)繞著旋翼槳葉的葉尖呈環(huán)形流動(dòng),形成了類(lèi)似于炸面包圈的渦流。渦流內(nèi)部的空氣壓力下降,這就導(dǎo)致旋翼會(huì)損失一部分升力。如果此時(shí)飛行員試圖通過(guò)加大油門(mén)、增大槳葉工作迎角的方法來(lái)彌補(bǔ)因渦流而損失的那部分升力,那么渦環(huán)運(yùn)動(dòng)將會(huì)加速,導(dǎo)致旋翼?yè)p失更多的升力,情況就變得更加糟糕。由于MV-22飛機(jī)的機(jī)體重量大,導(dǎo)致由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的可用于機(jī)動(dòng)飛行的剩余功率減少。另外,MV-22飛機(jī)上的兩副螺旋槳旋翼采用的是較為獨(dú)特的橫列式布置方式,一旦在飛行過(guò)程中出現(xiàn)一側(cè)旋翼進(jìn)入渦環(huán)狀態(tài),而另一側(cè)則正常工作的情況,就會(huì)導(dǎo)致左右兩側(cè)的升力失衡,飛機(jī)就會(huì)向著受到渦環(huán)影響的一側(cè)旋翼方向滾轉(zhuǎn)??煽啃约鞍踩缘停嚎煽啃缘母叩椭苯佑绊懼踩缘暮脡?。迄今為止,兩架V-22飛機(jī)的墜毀事故都可能是源于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)液壓系統(tǒng)的泄漏。機(jī)上液壓系統(tǒng),尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)與飛行控制系統(tǒng)相關(guān)部分的可靠性低的問(wèn)題,對(duì)V-22飛機(jī)的安全飛行構(gòu)成了極大威脅??煽啃院途S修性之所以不甚理想,除了與維護(hù)人員的技術(shù)水平、熟練程度等因素相關(guān)之外,更重要的還源自于飛機(jī)設(shè)計(jì)上的欠缺。就在2000年發(fā)生兩起墜機(jī)事故之后,事故調(diào)查人員就已經(jīng)充分地認(rèn)識(shí)到了這一問(wèn)題的嚴(yán)重性,要求貝爾和波音公司對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。綜上所述:V22魚(yú)鷹傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī),優(yōu)點(diǎn)很多,缺點(diǎn)(有待f改進(jìn))的方面也不少,但不管這么說(shuō),V22結(jié)合了垂直起降和快速平飛(傳統(tǒng)飛機(jī)兩倍速度)的優(yōu)點(diǎn)為一身,必然是將來(lái)直升機(jī)的發(fā)展方向。
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