原创 航空小筑 2025-08-18 20:51 广东
重发这个,自然是因为网传的那个类V280。不过按本文看法,混动模式的可靠性和安全性可能更好。
捣鼓了几天,总算有个样子了。
之所以提出这个设想,一个重要原因就是这次V-22的事故。V-22这类多发动机短垂起降飞机,一个致命的问题就是对升力/推力平衡要求极其苛刻。但是因为物理限制(发动机长度/旋翼直径),导致升力/推力力臂远离飞机重心,一旦某处失去升力(哪怕不到1秒),巨大的俯仰/滚转力矩都会带来不可逆的后果。
按照这个逻辑进行逆推:
1)多升力/推力力臂设计是否可行?
可行,1960年代就曾经出现过多个多升力/推力发动机的垂直起降飞机方案。但当年的问题在于,全部采用垂直放置的涡喷发动机,死重太大,而且当年的发动机可靠性太低,导致此类方案不具备实用性。
今天的话,有两个思路:一种是F-35B那种轴驱动风扇,但对机械可靠性要求高,而且驱动多个升力风扇的话,传动装置很复杂;另一种就是电驱动,每个升力风扇都使用独立电动机驱动,省掉了复杂的传动装置,但对机载发电/输电系统要求高——幸好兔子在这方面是蓝星领先的。
2)升力/推力力臂集中在重心附近是否可行?
如果采用上述电驱动设想,那么升力风扇与发动机(发电机)不存在直接的机械连接,完全可以按需布置,从而大大缓解单发/单风扇失效后纠偏的难度。
3)多发(>2发)是否可行?
采用电驱动方案,发动机实际是以涡轴方式作为发电机工作,不再受升力/推力力臂位置以及传动系统限制,可以按需布置,采用多发是完全可能的。采用更多台发动机后,直接影响就是飞机可以更大更重,用途更广。
基于以上思路,做了一个短垂起降高速中型运输机的概念设想。主要特点如下:
1)多发驱动
“金乌”采用4台发动机,总功率远超V-22,允许以更大的重量起飞。因此在个头上,“金乌”是瞄着运-9去的,机长/翼展/机身货舱容积都跟运-9差不多。
2)混动模式
跟当前开始逐渐流行的eVTOL飞机相比,“金乌”采用混合动力模式。即:4台大功率涡轴发动机直接驱动发电机,电流汇总到机载电网,然后分流:一部分为应急电源充电(备着4发全部停车的应急供电),大部分分别输出到升力风扇、升力/巡航发动机。
跟全电动力飞机相比,“金乌”不必担心满功率运行时续航时间急剧下降的问题。而跟V-22或F-35B这类机械传动飞机相比,“金乌”完全避免了单发/多发失效时带来的巨大俯仰/滚转力矩,也避免了机械传动系统复杂化的问题。
3)升力风扇组+升力/巡航发动机
这个构型有点复古。机身两侧重心附近布置2X4台升力风扇,另在前翼和垂尾/后翼交接处各布置4台升力/巡航发动机。由于升力力臂众多,且基本围绕重心布置,飞控系统容错纠偏能力大大提高。
4)高速飞行能力
速度一直是短垂起降飞机追求的目标。像V-280之所以能够胜出,一个重要原因就是该机的速度要明显高于直升机构型的SB-1。
“金乌”在这方面也做了尽可能的尝试:
a)升力风扇组+升力/巡航发动机构型
在摸索短垂起降飞机的几十年中,设计师们发现,短垂起降飞机的气动外形越接近常规飞机,高速表现就越好——在目前已知的所有构型中,这是最能满足高速飞行要求的。
b)后掠螺旋桨
4台升力/巡航发动机,均配备6叶对转后掠螺旋桨,这其实参考了安70,就是为了高速飞行准备的。为了获得电驱动的一系列好处,只能放弃喷气发动机。
c)连接翼
连接翼高低速性能都不错,相关优点之前在无侦7的文中都说过了,这里就不赘述了。但是为了改善短距滑跑起飞的性能,前翼还是加强了增升设计,包括前缘缝翼和后缘富勒襟翼。
d)翼梢小翼
这个参考了737MAX,缓解采用大斜掠机翼后诱阻增大的问题。
d)复古的主起落架舱
这也是为了保证高速性能而不得不做的选择。采用连接翼,机翼绝对厚度小,主起落架不可能收入机翼内。而翼身结合部已经被升力风扇占用,而且升力风扇恰恰就是在重心附近,所以也没法收入翼身结合部。采用自行车式起落架,主起落架会挤占货舱容积。想来想去,最终还是选择了轰-6那种复古的机翼主起落架舱形式。
5)滚装运载能力
“金乌”采用跳板式尾门,具备滚装运载能力。作为一种中型运输机,这一能力对于战场快速突击至关重要。而不可忽视的是,“金乌”在一定重量条件下是可以垂直着陆的——这个场景,想想就挺激动的。
6)战术运用的问题
V-22也就是排级运输机,V-280虽然速度更快、航程更远,但载员反而减少了。这也就意味着这类机型只适合于战术行动,破袭斩首什么的,但无法支持战役行动。
而“金乌”则是运-9级别的中型运输机,可以搭载一个全装轻步兵连或者混合搭载人员装备。设想一下,在大毛突击戈斯托梅尔机场的行动中,如果由多架“金乌”搭载人员装备,在被破坏的跑道/滑行道/停机坪上垂直着陆,而不是仅仅一个先头连在那死磕二毛第4旅,结局也许就完全不同了。
