美国陆军与NASA庆祝旋翼机技术创新50周年


2016-01-05 22:33:17   来源:航空盛筵   评论:0 点击:

NASA与美国陆军于2015年庆祝了其在艾姆斯研究中心共同创建的合作研究开发实验室成立50周年。
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[据美国NASA网站2015年12月18日报道]NASA与美国陆军于2015年庆祝了其在艾姆斯研究中心共同创建的合作研究开发实验室成立50周年。该实验室于1965年建立。通过与NASA合作建立航空技术研究试验室,陆军得以利用NASA在旋翼机领域的技术积累,以及风洞、地面模拟器等试验设施、CFD计算工具和飞行试验设施。二者在基础研究方面的合作极大地提升了双方在各类旋翼机技术领域的发展水平并创造出了丰富的成果,其中最值得关注的成果之一就是倾转旋翼机这一概念方案。

倾转旋翼机通过改变旋翼轴的方向实现垂直起降和高速前飞。起降时,将旋翼轴旋转至与地面垂直,以获得垂直起降所需的升力;而在前飞时,则将旋翼轴转至水平位置,采用与螺旋桨类似的推进方式,提高飞行速度和航程。由于倾转旋翼机独特的能力和技术特点,使其成为搜索救援、远距离运输、支线运输任务的理想选择。倾转旋翼机可在城市中心的小机场起降,从而能够节约旅行的总时间。

此后,陆军和NASA还将继续合作开发新的技术,使倾转旋翼机和其他各类的旋翼机更加安全、安静、高效。陆军与NASA开展的4个倾转旋翼机合作项目 。1966年,一架全尺寸的XV-3倾转旋翼机在艾姆斯中心40*80英尺风洞中准备进行吹风试验,以验证其旋翼/机翼耦合不稳定的解决方案是否有效。

概念验证

1955年,NASA与陆军建立联合实验室的10年前,陆军公布了其XV-3倾转旋翼机方案,这是贝尔直升机公司研制的一系列倾转旋翼机中的第一个型号。XV-3在艾姆斯中心40*80英尺风洞中进行了大量的吹风试验,以验证其操纵性和稳定性。最终,XV-3成功的完成了旋翼从垂直状态转向水平前飞状态的过渡过程,为后续的一系列倾转旋翼机奠定了技术基础。

开发“鱼鹰”倾转旋翼机

1973年,NASA和陆军联合选择了贝尔直升机公司为其开发下一代倾转旋翼机XV-15。根据要求,贝尔公司建造了2架XV-15原型机并进行了大量的试验,期间NASA艾姆斯中心和陆军空中机动研究及开发试验室的工程师对这2架机进行了多处改进。1981年,XV-15在巴黎航展上正式对外公布,其大量的研究成果为V-22铺平了道路。2000年,1/4缩比的V-22“鱼鹰”样机在艾姆斯中心40*80英尺风洞中进行TRAM(倾转旋翼机气动声学模型)试验。

噪声控制

倾转旋翼机与直升机一样,噪声水平普遍较高,这也对其应用范围有所限制。2000年,NASA开发了一个倾转旋翼机气动声学模型(TRAM),该模型基于1/4缩比的V-22模型开发。NASA和陆军的工程师们使用TRAM模型测试了一系列新的旋翼技术,验证了其气动声学性能。一个直径4英尺(1.22米)的V-22旋翼缩比模型在艾姆斯80*120英尺风洞中进行试验,模拟V-22旋翼可能会发生涡环状态的环境并验证其安全边界,以避免其在使用过程中由于下降速度过快进入涡环状态而失去控制。

保持安全性

NASA和陆军在倾转旋翼机技术研究领域的一个重点就是如何提高其安全性。研究者们能够使用风洞在实际飞行试验前,测试各种极端的状态而不必担心发生事故。在V-22的研制过程中,研究者们就使用风洞对各种可能发生的危险状态进行了测试,如涡环状态(当旋翼以较高的速度下降时可能会出现的突然失去升力和控制的一种危险状态)。(

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