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特立獨行的“大力士”——卡曼公司的K-Max

這種直升機的最大優點是穩定性比較好,適宜執行起重、吊掛作業。最大缺點是因雙旋翼橫向布置,氣動阻力較大。但由于它的兩旋翼軸間距較小,所以其氣動阻力又要比雙旋翼橫列式直升機小一些。研制交叉雙槳式直升機的公司主要是美國的卡曼公司。(上圖為K-MAX在吊裝作業)

早在50年代,卡曼公司就研制過交叉雙槳式直升機K-600(軍用編號為H-43,上圖既是)。HH-43“哈斯基”是美國卡曼公司應美國空軍要求研制的墜毀營救直升機,于1959年中期裝備美國航空救援處,曾在越南戰爭中被廣泛應用,營救了大量的飛行人員。在國內主要用于滅火救災并屢建奇功,是一種具有實用價值的直升機,該機乘員2人,最大速度193千米/時,最大航程445千米,可載8-10人。


HH-43最初是由美國海軍訂購的,用作艦載直升機。美國空軍后來也產生興趣并購買了使用渦輪軸發動機的HH-43B型(海軍型采用活塞發動機)。HH-43以往越南戰爭中執行搜救任務時的表現而聞名。美國空軍的HH-43B由于采用更緊湊的發動機并且是布置在機身上部而不是內部,因此其座艙空間更大更舒適。同時HH-43B的機身后部還安裝蚌殼式貨門(上圖)。這些特征使得HH-43B(和改進型號HH-43F)非常適合執行墜機救援事故任務,在美國空軍各個基地部可見到它的身影。美國空軍和海軍的所有“哈斯基”都住20世紀70年代中期退出了現役。

交叉雙槳式直升機旋翼系統由兩副反向旋轉和相互交叉的旋翼組成,每副旋翼有兩片槳葉。由于兩個旋翼在工作的時候基本上一直呈90度角,因此不會打到對方。這樣還用一個好處就是不需要尾槳來平衡旋翼產生的反扭矩,所以發動機所有的功率都用于旋翼。由于沒有尾槳,交叉雙槳式的特征是機身短小,全長僅有7.67米(“哈斯基”機體長度);機頭前端為半球形玻璃艙蓋,可并排坐兩名駕駛員;座艙下方四角伸出細小的不可收放式單輪起落架(前輪有旋轉自動定心功能,后起落架帶有液壓剎車),必要時還能套上“熊爪“式清橇,裝上浮筒;后艙大致為方箱結構,上方向后延伸形成雙尾梁,末端通過水平尾翼相連;兩端和中部共有四片近似矩形的垂直端板:翼展4.52米,其整體外形和后來出現的蘇聯“卡莫夫”-26頗為酷似。停放時長長的槳葉彎曲耷落,幾乎垂地,外側帶有可氣動調整的伺服襟翼(上圖紅框為K-MAX的伺服襟翼)。這個襟翼的作用可以取代總距來控制直升機的升力大小,由于沒有變距的運動,所以其旋翼及槳轂結構簡單重量輕。

1991年卡曼又研制并試飛了K-MAX(K-1200直升機,這是一款單座單發交叉雙槳式中型起重直升機,是目前世界上唯一采用這種雙旋翼并列布局、專門為執行外部吊掛任務而設計的直升機。(上圖為K-MAX直升機座艙)

K-MAX的動力裝置為一臺T-53-17A-1渦輪軸發動機,槳葉與調整片采用結構重量輕,強度大的石墨纖維加強塑料和纖維加強塑料,并且主槳葉上帶有伺服襟翼操縱系統,取消了常規直升機復雜而笨重的液壓式槳葉操縱系統,因此K-MAX直升機更容易操縱,并具有很高的安全性和可維護性。其起落裝置為前三點固定式起落架。

空重2180千克,最大吊掛載荷2700千克。最大起飛重量無外掛時2721千克,有外掛時5266千克。可以說它能吊起和自身重量差不對一樣重量貨物,這就是交叉雙槳的好處,發動機所有的功率都用于旋翼;而且這種結構的直升機不像俄羅斯卡莫夫的共軸式直升機,兩個疊加的旋翼導致下方的旋翼氣動效率不高,所以升力損失大。(上圖為卡莫夫的卡-50“黑鯊”武裝直升機,我們可以看到上下兩片旋翼相互疊加,上面旋翼吹下來的氣體,會使下面旋翼的氣動效率顯著降低)


K-MAX可以完成如伐木、滅火、架線、設備吊裝和建筑構件吊裝等多種任務,并且可靠性高。目前使用K-MAX直升機的國家除美國外,還有日本、加拿大、瑞士、德國和列支敦士登等。目前全世界卡曼直升機的保有量大約有40架,這個銷量對于一家成立于1945年的老牌公司來說,簡直是商業災難。

但是美軍看上了K-MAX的吊掛性能,授權卡曼公司對其進行無人操作的改裝,充當戰場上的飛行“騾子”。2011年開始,美軍在阿富汗南部地區,部署兩架卡曼K-MAX無人駕駛型直升機,進行了6個月執行了400多次任務,每個飛行小時的維護時間僅為1.3小時,90%的時間處于備戰狀態,軍方很認可,該機曾在一天內執行過六次飛行任務,運送超過13噸物資。

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