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我军直19采用低噪声尾桨为何直10不用 推力减少10%
时间:2018-05-16

  我国的两种专业武装直升机——直-10和直-19采用了截然不同的低噪音尾桨设计。其中直-10采用了武直常用的“剪刀”式结构尾桨,4叶尾桨由两组双叶片组成,叶片夹角是55度和125度,且两组两叶片处于不同平面上。

  这种“剪刀”式尾桨由于叶片之间的非均匀夹角,在旋转中可被视为是两叶尾桨,噪音频率能下降一半。因而,“剪刀”式尾桨能大幅降低旋翼桨尖涡流打在尾桨上产生的600Hz~2000Hz低频噪声。

  那么直-10为什么不直接采用更简单两叶尾桨呢?这是因为相同尺寸四叶尾桨产生的推力比两叶尾桨大10%,如果改用两叶就必须增加尾桨直径,严重影响直升机的总体布局。

  直-19采用了与直-10截然不同的降噪尾桨设计,由于该机是以直-9“海豚”为基础研制的,所以继承了后者的涵道尾桨设计。

  所谓涵道尾桨(Fenestron),就是把尾桨系统都安装在位于直升机垂尾中的一个涵道内,与传统尾桨一样,其作用是抵消主旋翼的扭矩。涵道尾桨虽然早在1943年5月就由英国G。J。 Weir公司注册了专利,但直到1968年才被应用在法国SA340原型机上。SA340的生产型就是大名鼎鼎的SA341“小羚羊”,我国曾进口过国少量“小羚羊”反坦克型。“海豚”直升机采用了法国研制的第二代涵道尾桨,直径增大20%以提高尾桨效率,并改用全复合材料制造以降低重量,直-19采用的正是这种尾桨。

  与“剪刀”式尾桨一样,涵道尾桨也具有突出的降噪优点,这是因为尾桨被包容在涵道内,受旋翼涡流的影响较小,尾桨流场比较干净,干扰噪音较低。此外涵道尾桨的叶片数量远多于传统尾桨,一般在8-18片之间(如直-19就是11片),有利于降低尾桨的振动和噪音。

  有的涵道尾桨还采用了与“剪刀”式尾桨相似的不均匀叶片角度间隔设计,把尾桨噪声分布在不同频率上。由于涵道的包裹,涵道尾桨的噪音具有很强的指向性,涵道出口方向噪音最大,偏离此方向侧大幅减小,不容易被敌人察觉。

  除了噪音小之外,涵道尾桨还提高了直升机在低空飞行飞行和悬停时的安全性,避免尾桨打到异物。此外在高速飞行中由于垂尾能提供大部分或全部反扭距,涵道尾桨基本上处于卸载状态,所以消耗功率比传统尾桨小的多。

  但是涵道尾桨的缺点也同样明显。首先在低速飞行和悬停状态下,涵道尾桨由于直径小,消耗功率比普通尾桨高得多。由于要在直升机垂尾上开涵道,所以涵道尾桨只适合6吨左右的轻型直升机,更大型的直升机开设涵道会出现结构重量大幅增加的问题,得不偿失。(作者署名:傲气菜鸟)

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