微型逃命直升機(jī)

蔡汝鴻

在30多年前的越南戰(zhàn)爭(zhēng)中，那些被越方擊落的美國(guó)飛機(jī)飛行員在跳傘后，常常掉落在敵人后方，他們時(shí)時(shí)都有生命危險(xiǎn)，總想盡快逃命。這就給美國(guó)軍方提出了一個(gè)問題：如何迅速、有效地救援這些飛行員，使他們盡快脫離險(xiǎn)境。

為此，美國(guó)航宇通用公司總經(jīng)理吉爾伯特·馬吉爾組織一邦人進(jìn)行了研究。這位總經(jīng)理是超輕型單人直升機(jī)專家。研究結(jié)果，他們提出了研究一種“微型直升機(jī)”供要逃命的飛行員使用的方案。具體辦法是：將微型直升機(jī)折疊裝入一個(gè)容器內(nèi)，用飛機(jī)把容器空投給在敵人后方的美國(guó)飛行員，由飛行員將微型直升機(jī)從容器內(nèi)取出安裝，然后駕駛它飛到附近由己方控制的安全地點(diǎn)。當(dāng)然，這種微型直升機(jī)結(jié)構(gòu)不能復(fù)雜，應(yīng)組裝方便，容易駕駛。

這項(xiàng)研究計(jì)劃，美國(guó)海軍很感興趣，所以最初是由他們出資研制的。雖然要將直升機(jī)裝入小小的容器十分不易，但在解決了一個(gè)個(gè)技術(shù)難題以后，第一架原型機(jī)終于在1973年3月31日進(jìn)行了首次飛行。但是，由于研制計(jì)劃的延誤，到1975年越南戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí)，因美國(guó)海軍已不需要這種微型直升機(jī)了，所以中止了研制合同。不過，馬吉爾研制小組并未停止研制工作，并于1978年與美國(guó)陸軍簽訂了進(jìn)一步的研制合同。

美國(guó)陸軍打算讓特種部隊(duì)作戰(zhàn)人員使用這種微型直升機(jī)，深入到敵方地區(qū)作戰(zhàn)。因?yàn)檫@種微型直升機(jī)可飛行在敵方雷達(dá)探測(cè)高度范圍以下，不易被發(fā)現(xiàn)。在合同完成了65％以后，由于陸軍經(jīng)費(fèi)不足，致使研制計(jì)劃延遲到1983年。

主要特點(diǎn)

這種用來給飛行員逃命的微型直升機(jī)主要有以下三大特點(diǎn)：

其一，它是名副其實(shí)的微型直升機(jī)，整機(jī)尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于拆裝。該機(jī)拆開后，可裝入一個(gè)小小的圓柱形容器內(nèi)，容器直徑僅0.53米，長(zhǎng)1.52米。要逃命的飛行員在敵人后方，時(shí)時(shí)都有危險(xiǎn)，所以該機(jī)結(jié)構(gòu)必須十分簡(jiǎn)單，以利于飛行員就地裝配。該機(jī)除了有一副尺寸不大的雙槳葉旋翼外，就只有極簡(jiǎn)單的動(dòng)力系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)，基本型甚至連飛行員座椅和起飛、著陸用的起落架都沒有。直升機(jī)起飛和著陸，是利用飛行員的雙腳來完成的。直升機(jī)結(jié)構(gòu)如此簡(jiǎn)單，操縱也不會(huì)復(fù)雜，該機(jī)的“單桿操縱”系統(tǒng)，即使飛行員沒有飛過直升機(jī)，也能很快熟悉和掌握，飛行員只須用一只手向想飛的飛行方向推動(dòng)操縱手柄，就能飛行。

其二，它是一種僅供一個(gè)人使用的單旋翼直升機(jī)，這是由它的用途決定的，因?yàn)楸粨袈滹w機(jī)飛行員往往只孤單一人。而且，營(yíng)救方式不是由他人去現(xiàn)場(chǎng)幫助飛行員，然后一起逃生；而是將這種直升機(jī)空投給需要救援的飛行員，讓飛行員自己獨(dú)立完成裝配，并起飛逃命。這種旋翼只有兩片槳葉的單人直升機(jī)，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，這便有利于飛行員在現(xiàn)場(chǎng)迅速組裝，并駕駛它逃生。

其三，它的動(dòng)力系統(tǒng)與世界上大多數(shù)單旋翼直升機(jī)不同，采用了安裝在槳尖的微型火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，所以它是一種槳尖噴氣直升機(jī)。其旋翼旋轉(zhuǎn)是由位于槳尖的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣的反作用力來驅(qū)動(dòng)的。

這種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的氣體，是依靠燃料直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生的。因?yàn)樗捎玫娜剂鲜?0％的過氧化氫和10％的水。過氧化氫在高溫環(huán)境中，在鍍銀催化劑的作用下，能分解成水和氧。由于這種化學(xué)反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)，所以它能將水和氧加熱，使其變成過熱蒸氣和氧氣，并以高速度從發(fā)動(dòng)機(jī)噴出，從而驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力。

這種發(fā)動(dòng)機(jī)不僅對(duì)大氣沒有污染，而且體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單到甚至沒有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件。

三種構(gòu)型

馬吉爾研制小組設(shè)計(jì)的這種微型直升機(jī)有3種構(gòu)型：基本型、改進(jìn)型和完善型。

基本型供美國(guó)海軍使用。結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，由燃料箱、操縱裝置、旋翼等組成的機(jī)體骨架被直接捆綁在飛行員身上。兩個(gè)燃料箱位于飛行員身體兩側(cè)，容量各為26.5升。它沒有起落架，由飛行員的腿兼作起落架使用。

改進(jìn)型是比較成熟的微型直升機(jī)形式。它擁有一個(gè)由鋼管焊接成的框架，燃料箱、操縱裝置、旋翼等被合理地連接在框架上?？蚣苌线€連接有飛行員座椅和滑橇式起落架。而且，起落架支柱裝有油氣減震器。它的兩個(gè)容量各為26.5升的燃料箱位置也在飛行員身體兩側(cè)。

完善型與改進(jìn)型基本相似，但加裝了一臺(tái)4缸活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和一副木質(zhì)雙槳葉固定槳距推進(jìn)式螺旋槳。發(fā)動(dòng)機(jī)功率67千瓦（90馬力）。

前兩種構(gòu)型的直升機(jī)在飛行時(shí)，由火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生升力而起飛，前飛則由飛行員前推操縱手柄使旋翼前傾來實(shí)現(xiàn)。第三種構(gòu)型的直升機(jī)雖然在起飛時(shí)也是依靠火箭發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生升力，但前飛不僅可由前傾旋翼來推進(jìn)，而且也可由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)推進(jìn)螺旋槳來推進(jìn)。所以，這種完善型微型直升機(jī)，在槳尖的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，例如被關(guān)閉，或者飛行中失效，它仍能由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳來維持飛行。此時(shí)，它實(shí)際上就成了一架自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。

完善型旋翼的兩片槳葉采用8H－12翼型，為輕合金擠壓件，由揮舞鉸與槳轂相連。旋翼直徑為5.49米?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)裝在槳尖的整流罩內(nèi)。全機(jī)被拆卸折疊后，可裝入CTU/1A容器內(nèi)用于空投。旋翼的兩片槳葉，每片是分成兩段折疊裝入空投容器的。

機(jī)體框架呈A形，由鋼管焊接而成?？蚣艿腣形尾面右側(cè)裝單槳葉尾槳，可用于提供方向操縱。槳尖兩臺(tái)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)推力為0.187千牛。機(jī)體兩側(cè)的兩個(gè)燃料箱內(nèi)裝活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)用汽油，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料則裝在A形框架頂部的燃料箱內(nèi)，容量為15.1升。這些燃料足夠該機(jī)起飛6次使用。只需一只手操縱的操縱桿，懸吊在A形框架上，位于飛行員前面的適當(dāng)位置，可為飛行員提供方便的操縱。

“火鳥”微型直升機(jī)

正當(dāng)馬吉爾研制小組因缺乏經(jīng)費(fèi)而中斷微型直升機(jī)的研制工作時(shí)，瑞士的路易斯·施萊弗公司向該小組購(gòu)買了全部三種構(gòu)型的微型直升機(jī)及其零部件。該公司確信，這種微型直升機(jī)經(jīng)進(jìn)一步改進(jìn)后，能夠進(jìn)行生產(chǎn)并提供使用。他們?cè)谖⑿椭鄙龣C(jī)原來那三種構(gòu)型的基礎(chǔ)上，經(jīng)過改進(jìn)相應(yīng)制成了MC7 B－1、MC7 B－2和MC7 B－3三架微型直升機(jī)。MC7 B－1型用于試驗(yàn)槳尖噴氣的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，B－2和B－3型則用于飛行試驗(yàn)。

由于該公司對(duì)這種微型直升機(jī)推向市場(chǎng)缺乏信心，所以在1995年將專利賣給了英國(guó)的英托拉火鳥公司。火鳥公司略作修改后，便將這種微型直升機(jī)命名為“火鳥”投產(chǎn)。

實(shí)際上，“火鳥”與原來的直升機(jī)相比沒有什么變化，所謂修改只是把裝在槳尖的發(fā)動(dòng)機(jī)從槳尖內(nèi)部移到了外部。由于催化劑必須每5個(gè)飛行小時(shí)更換一次，為在15秒鐘內(nèi)完成更換工作，所以對(duì)其檢查口蓋作了改進(jìn)，以便及時(shí)檢查和更換。單桿操縱系統(tǒng)沒有改動(dòng)，駕駛員可方便地控制操縱桿向上下左右移動(dòng)，從而達(dá)到向需要的方向飛行的目的。即使不是飛行員，一個(gè)普通人經(jīng)過簡(jiǎn)單訓(xùn)練，也能駕駛該機(jī)飛行。由于“火鳥”體積小，運(yùn)輸十分方便，一架波音公司的“支奴干”雙旋翼直升機(jī)，艙內(nèi)一次能裝運(yùn)47架。

據(jù)分析，“火鳥”直升機(jī)的使用費(fèi)用僅為常規(guī)直升機(jī)的一半，而且，其有用載荷與直升機(jī)空重之比，要比裝渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的直升機(jī)高得多，所以該公司預(yù)計(jì)它會(huì)有較廣泛的用途和較好的銷售市場(chǎng)。該機(jī)軍用能攜帶多種任務(wù)艙，也能攜帶武器，能執(zhí)行多種任務(wù)。例如，能作為反艦導(dǎo)彈的假目標(biāo)，為戰(zhàn)艦提供保護(hù)。民用則可用于森林巡邏、邊界監(jiān)視、執(zhí)法和漁業(yè)支援等。到目前為止，該機(jī)已攜帶40種不同的有效載荷進(jìn)行了飛行試驗(yàn)。

英托拉火鳥公司在英國(guó)紹森得機(jī)場(chǎng)的微型直升機(jī)生產(chǎn)線，已經(jīng)取得了英國(guó)民航局的生產(chǎn)許可證。美國(guó)聯(lián)邦航空局也批準(zhǔn)將這種直升機(jī)用于試驗(yàn)和飛行表演。預(yù)計(jì)，“火鳥”直升機(jī)將在2000年取得英國(guó)民用航空局的特種類別適航證。

設(shè)有單座座椅的“火鳥”直升機(jī)，每架售價(jià)約為5萬(wàn)美元。自從該機(jī)在1998年英國(guó)范堡羅航空展覽會(huì)上展出以后，已有約130個(gè)用戶表示出有購(gòu)買興趣，其中大部分用戶來自軍用部門。為此，火鳥公司計(jì)劃在“火鳥”未獲得民用適航證之前就將其投產(chǎn)。估計(jì)生產(chǎn)速度最快時(shí)將達(dá)到每周8架。該公司還計(jì)劃在購(gòu)買“火鳥”直升機(jī)的國(guó)家建立培訓(xùn)站。

除了MC7 B－1、B－2、B－3三種構(gòu)型的直升機(jī)外，火鳥公司還在研制具有封閉座艙的雙座型“火鳥”（題圖中所示前為敞開式單座，后為封閉式雙座）。同時(shí)，該公司還計(jì)劃研制裝Rotax汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的“火鳥”自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。

馬吉爾微型直升機(jī)主要數(shù)據(jù) （以下A代表第一種構(gòu)型，B代表 第二構(gòu)型，C代表第三構(gòu)型）尺寸

旋翼直徑5.49米

槳葉弦長(zhǎng)0.15米

尾槳直徑0.76米

推進(jìn)螺旋槳直徑（C）1.32米

全長(zhǎng)2.44米

寬度（旋翼槳葉折疊）1.22米

高度（至槳轂頂）2.13米重量

空重

A為59公斤

B為75公斤

C為125公斤

最大起飛重量

A、B為249公斤

C為295公斤性能（最大起飛重量時(shí)）

最大平飛速度

A為177公里/小時(shí)

B為169公里/小時(shí)

C為225公里/小時(shí)（帶火箭發(fā)

動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）

為153公里/小時(shí)（只帶汽油

發(fā)動(dòng)機(jī)）

航程（最大燃料量，10％余油）

A、B為32公里

C為402公里■