自從上個世紀60年代美軍大量采購、應用各種類型的直升機以來,偵察/攻擊直升機一直都是美國陸軍重要的突擊力量之一。目前美國陸軍使用的武裝偵察直升機是OH-58D“基奧瓦勇士”,該機研制于上世紀70年代,部分性能已不適應現代直升機偵察作戰(zhàn)需要,在阿富汗戰(zhàn)場,OH-58D表現出諸如速度慢、缺乏足夠的動力性能來完成海拔2千米以上條件下持續(xù)無地效懸停飛行任務等一系列缺點。因此,在進入新世紀之后,美國開始積極進行“陸軍(未來)偵察直升機”(ARH)選型工作,以替換現役陸軍偵察直升機OH-58D。
為了滿足更新偵察直升機的需要,美國陸軍提出了新的“武裝空中偵察機”計劃,要求在費用較低的情況下,獲得更加先進的武裝偵察直升機。隨后,一家新興的直升機研究企業(yè)AVX45司向美國陸軍提出了一個超越常規(guī)的新方案,并獲得了研究合同。
根據AVX公司提出的方案,將基于美國陸軍現有的OH-58D機身,改裝成為復合式直升機。由于使用復合推進模式,該方案可以使直升機前飛速度提高大約25%,并滿足高海拔持續(xù)無地效懸停飛行任務的要求。同時,與采購全新的武裝偵察直升機相比,其成本也可以大幅度降低。該方案也能很好利用現有OH-58D機隊的現有裝備和設施,以減小訓練以及后勤支援成本。因此,該方案被美國陸軍列為重點選型方案,并給予了2千萬美元的研發(fā)經費。
與美國陸軍傳統(tǒng)使用的單旋翼、帶尾槳式直升機不同,AVX公司基于OH-58D基礎上改進而來的先進復合式直升機解決方案有兩個主要的特征:
其一,是去除OH-58D武裝偵察直升機原有的4葉主旋翼和相應的傳動裝置,改為使用一對共軸對轉的3葉主旋翼和適用的傳動裝置。在新采用的共軸對轉式雙旋翼布局中,由于兩個主旋翼旋轉方向相反,其扭矩剛好互相抵消,不需要設置累贅的尾槳,而且共軸對轉式布局的主旋翼有效升力也比較大,新的主旋翼直徑比原來的4葉土旋翼要小,這使得OH-58D AVX武裝偵察直升機更適用于偵察作戰(zhàn)。
不過,由于共軸對轉式旋翼的槳軸直徑較小、較長,既難以安排內置線路,也不利于支持重物,原來OH-58D頂在旋翼軸頂端的大型光電搜索從控轉塔要挪到機頭下方位置,隱蔽觀察能力估計會受到一定程度的損失。
其二,是去除尾梁以及附屬其上的水平尾翼、垂直尾翼與尾槳,更換為雙聯裝涵道式推力風扇。根據上世紀60年代以來的直升機研究成果,美國人早就發(fā)現,傳統(tǒng)的直升機僅僅依靠旋翼產生的升力軸線前傾產生的水平分力來驅動前飛,是無法飛得更快的。因為升力軸線前傾是依靠變距斜盤控制旋翼的槳距(也就是攻角)周期性變化得到的,而變距斜盤受結構限制,同時也受旋翼氣動性能限制,對旋翼攻角的改變量不能太大,實際驅動直升機前飛的水平分力是有限的。而且在升力軸線前傾時,用于提升直升機的垂直分力也會隨之減小,當直升機重量較大時容易產生危險,對直升機的最大重量也有限制。
在升級版的OH-58D AVX武裝偵察直升機上,一個短尾梁安裝的雙聯裝涵道式推力風扇取代了原來的尾梁系統(tǒng),其優(yōu)點是能在較小的高度范圍內獲得較大的推進口徑,而如果采用單個的大直徑涵道式推力風扇的話,就會跟下層主旋翼產生不利的干涉。同時,由于兩個涵道式推力風扇都位于離機體較遠的位置,可以避開機體產生的紊流,有利于提高推進效率。最后,涵道對風扇扇葉有良好的保護作用,而兩個涵道式推力風扇也有較大的冗余度,對于提高經常在危險環(huán)境下工作的武裝偵察直升機的生存能力是很有幫助的。
當然,這個設計結構較為復雜,且重量較大,不過,與其能獲得的收益來比較,這些代價的付出還是值得的。目前,AVX45司已經用一架貝爾206直升機改裝成為驗證機,對升級套件進行進一步的試驗和改進。根據AVX公司的總裁兼首席工程師伽費爾所言,經過改進的新型OH-58DAvx武裝偵察直升機在最大起飛重量時,其最大速度可以比原OH-58D武裝偵察直升機提高90-120節(jié)(約166-222千米/小時),可以在氣溫35℃時,在6000英尺(約1830米)高度進行無地效懸停。最重要的是,改裝的費用將大大低于采購新直升機,每套升級包只需要150萬美元,為對360架直升機進行升級,還需要額外攤銷每架25萬美元的費用。這對于經費和研制項目連年遭到削減的美國陸軍來講,實在是一個好消息。
預計在一年半之內,Avx公司就可以完成所有的測試工作,然后轉人對現役的OH-58D機群的升級改進。
(兵工科技)