民用單發(fā)輕型直升機(jī)貝爾４０７

涼　亭

用于取代貝爾206B“噴氣突擊隊(duì)員”和貝爾206L“遠(yuǎn)程突擊隊(duì)員”直升機(jī)的貝爾407（見(jiàn)題圖），是一種民用單發(fā)輕型直升機(jī)，于1993年末開(kāi)始初步設(shè)計(jì)，生產(chǎn)型于1995年首次飛行，1996年取得加拿大和美國(guó)適航證，同年向用戶交付。

設(shè)計(jì)之初，要求其單機(jī)價(jià)格與貝爾206L－4相比，增加費(fèi)用不超過(guò)10萬(wàn)美元。為此，它采用了已有的標(biāo)準(zhǔn)貝爾206L－4的機(jī)體和OH－58D直升機(jī)的尾梁和動(dòng)力系統(tǒng)等，以減少研制費(fèi)用和縮短研制周期。OH－58D直升機(jī)是貝爾206直升機(jī)的軍用型號(hào)。

由于貝爾407是直接在貝爾206系列的基礎(chǔ)上派生出來(lái)的，所以貝爾206系列的美國(guó)聯(lián)邦型號(hào)生產(chǎn)許可證對(duì)它也有效，不必象新機(jī)型那樣再受到嚴(yán)格的取證審查。這樣不僅可以減少研制與試驗(yàn)所需的時(shí)間，更快地完成研制工作，而且也可以節(jié)省不少費(fèi)用。

貝爾407直升機(jī)雖然比貝爾206L－4的有效載荷大、巡航速度快、航程遠(yuǎn)和懸停升限高，但單機(jī)價(jià)格和使用費(fèi)用卻增加不多，所以頗受用戶青睞。該機(jī)投入生產(chǎn)的第一年就以每月10至12架的速度進(jìn)行生產(chǎn)，并交付了95架。從1997年到1999年末，在3年的時(shí)間內(nèi)就生產(chǎn)和交付了400多架，這在民用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)直升機(jī)發(fā)展史上是最快的。貝爾407用途廣泛，可用于執(zhí)法、近海石油開(kāi)采、公務(wù)交通、新聞采訪、緊急醫(yī)療服務(wù)，以及滅火等特殊任務(wù)。到1999年末，該機(jī)已出口到加拿大、墨西哥、德國(guó)、巴西、南非等國(guó)家，共計(jì)出口92架。

與貝爾206L－4比較，貝爾407直升機(jī)在飛行速度等性能上都有了很大的提高。其發(fā)動(dòng)機(jī)功率前者比后者要大32％，巡航速度要快22％。功率重量比，前者也比后者高20％，所以其爬升速度也比后者快。而且，貝爾407的總重也提高了18％，增加重量大部分是有用載荷，最大總重達(dá)2381公斤。該機(jī)滿載燃油和旅客能順利起飛。

貝爾407采用了新的飛行動(dòng)力系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、減速器和旋翼。為提供更強(qiáng)大的飛行氣動(dòng)力，該機(jī)一改貝爾直升機(jī)公司傳統(tǒng)的雙槳蹺蹺板式旋翼，而采用了4槳葉旋翼。為了減少研制費(fèi)用，該公司選擇OH－58D“基爾瓦勇士”的4槳葉旋翼、尾槳和減速器，改進(jìn)形成了新的旋翼系統(tǒng)。

貝爾407的旋翼直徑為10.7米，槳葉弦長(zhǎng)0.255米。這種旋翼不僅采用了復(fù)合材料無(wú)鉸槳轂，提高了飛行的靈活性，而且，由于它具有用于減小旋翼振動(dòng)的高效阻尼器，所以旋翼產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音也小。

復(fù)合材料槳葉由增強(qiáng)玻璃纖維蒙皮、大梁和“諾麥克斯”蜂窩結(jié)構(gòu)組成。與OH－58D的旋翼相比，貝爾407旋翼的槳轂和槳葉疲勞壽命，均有所提高，為無(wú)限疲勞壽命。其槳葉前緣還用耐久的抗磨不銹鋼包條代替了OH－58D槳葉上那種耐磨復(fù)合材料包條。

貝爾407的尾槳有2片槳葉，由“凱夫拉/諾麥克斯”材料蜂窩結(jié)構(gòu)制造，具有更大的拉力，所以在風(fēng)速達(dá)65公里/小時(shí)的條件下，不管風(fēng)向如何，均能保證對(duì)直升機(jī)進(jìn)行航向操縱。貝爾407飛行高度達(dá)3050米。

貝爾407采用OH－58D加大功率的減速器，具有較大的軸承和重新設(shè)計(jì)的齒輪，可增加疲勞壽命。發(fā)動(dòng)機(jī)至主減速器，采用了雙傳載路線，提高了工作的可靠性。

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為6317轉(zhuǎn)/分，通過(guò)主減速器2級(jí)減速后，旋翼轉(zhuǎn)速為413轉(zhuǎn)/分。在貝爾206直升機(jī)上已得到驗(yàn)證的艾利遜250渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，被用在了貝爾407上，具有全數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。

這種全權(quán)數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，能提高直升機(jī)性能和飛行安全性，減少飛行員工作量，延長(zhǎng)翻修間隔時(shí)間，簡(jiǎn)化維護(hù)和降低壽命周期費(fèi)用。但是，由于貝爾407是世界上第一種采用這種系統(tǒng)的單渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)直升機(jī)，經(jīng)驗(yàn)不足，使用之初就出了問(wèn)題，在投入使用的第一年，就曾兩次發(fā)生因接線錯(cuò)誤引起發(fā)動(dòng)機(jī)停車而導(dǎo)致墜毀的事故。

貝爾407前機(jī)身，包括機(jī)頭、駕駛艙和機(jī)艙，為鋁合金蜂窩結(jié)構(gòu)，機(jī)頭和機(jī)身下部結(jié)構(gòu)使用了新型合金的蜂窩芯，以增加耐腐蝕性。乘員的墜毀生存性與貝爾206相同。

該機(jī)機(jī)艙比貝爾206L－4要寬，從外形上看，機(jī)身兩側(cè)明顯向外突出，樣機(jī)艙的后座座椅被加寬到480毫米，使后座舒適性有所改善。兩側(cè)舷窗采用了較大的窗戶，其面積增加了35％，大大增加了艙內(nèi)自然光的采光率，擴(kuò)大了乘員對(duì)外觀察的視野。機(jī)艙側(cè)壁敷設(shè)有預(yù)防雷擊銅絲網(wǎng)夾層。

機(jī)艙采用鉸接式復(fù)合材料艙門(mén)，機(jī)身兩側(cè)都有。改進(jìn)了接頭，提高了剛度，可減小飛行中的氣流噪音，確保不會(huì)漏雨。所有的門(mén)都有凹進(jìn)去的汽車型內(nèi)外把手。在左側(cè)除機(jī)組蹬機(jī)門(mén)外，在它與旅客艙門(mén)之間還有一個(gè)較窄的擔(dān)架門(mén)，打開(kāi)此門(mén)，能方便地把擔(dān)架等較長(zhǎng)的物品裝入機(jī)艙。

貝爾407共設(shè)7座，駕駛艙中除駕駛員外，設(shè)有一名旅客座椅。機(jī)艙中有5個(gè)座椅，2個(gè)向后，3個(gè)向前，呈面對(duì)面布置。

機(jī)艙后部是中機(jī)身，主要為發(fā)動(dòng)機(jī)艙和行李艙，其后與尾梁連接。中機(jī)身內(nèi)部為鋁合金結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為整體碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料蒙皮，這樣可節(jié)省制造費(fèi)用和減輕機(jī)體重量。發(fā)動(dòng)機(jī)艙有隔熱鈦合金夾板和前后防火墻。發(fā)動(dòng)機(jī)及其傳動(dòng)軸由復(fù)合材料整流罩包覆。行李艙容積為0.45立方米，有可側(cè)向打開(kāi)的艙門(mén)。尾梁為鋁合金結(jié)構(gòu)，后部裝具有鋁合金蜂窩結(jié)構(gòu)的固定式水平安定面和垂尾。水平安定面有前緣縫翼，兩側(cè)有直立式端板，可有效改善水平安定面的工作效率。

為避免由4片槳葉旋轉(zhuǎn)引起機(jī)體地面共振，該機(jī)的滑橇式起落架也進(jìn)行 了修改，提高了起落架的共振頻率，不必再裝液壓或彈簧減振裝置。

在OH－58D直升機(jī)飛行操縱系統(tǒng)中，有一個(gè)增穩(wěn)系統(tǒng) ，它能減少駕駛員的工作負(fù)荷，但該系統(tǒng)價(jià)格昂貴。為降低貝爾407的單機(jī)成本，貝爾公司為該機(jī)重新設(shè)計(jì)了飛行操縱機(jī)構(gòu)，這個(gè)機(jī)構(gòu)可減小傳給操縱桿的旋翼載荷。

該機(jī)的燃油被裝在兩個(gè)相連的耐破損軟油箱中，總?cè)萘繛?77升。前油箱在機(jī)艙向后的一排座椅下方，主油箱在向前的一排座椅后面的下方。行李艙如用來(lái)安裝一個(gè)76升的輔助油箱，直升機(jī)航程可增加20％。燃油系統(tǒng)曾經(jīng)過(guò)加滿80％的燃油，從15米高度下落地面的自由落振試驗(yàn)，檢查結(jié)果表明，沒(méi)有破損。

駕駛艙內(nèi)的儀表，采用液晶顯示代替了傳統(tǒng)的儀表顯示。儀表板上有8個(gè)液晶顯示儀表，其中3個(gè)分別顯示扭矩、燃?xì)鉁囟群腿細(xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速，并可記錄事件和超限數(shù)值。

新儀表比常規(guī)儀表易讀和可靠，照明有可調(diào)節(jié)背光，不刺眼，柔和易讀。儀表故障間隔時(shí)間為79800小時(shí)。能方便地拆開(kāi)和拆掉整個(gè)儀表座進(jìn)行維護(hù)。頭頂斷路器板由鉸鏈固定，能向下打開(kāi)，也便于維護(hù)。

貝爾公司還在對(duì)貝爾407直升機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，計(jì)劃將不可逾越速度241公里/小時(shí)，提高到259公里/小時(shí)。實(shí)際上，現(xiàn)已投入使用的第75架貝爾407直升機(jī)已經(jīng)達(dá)到了這個(gè)速度。

全權(quán)數(shù)字發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)軟件仍在修改完善之中。公司實(shí)施的為降低飛越噪音而減少旋翼轉(zhuǎn)速的“無(wú)聲巡航”方案，也正在辦理合格證。所謂“無(wú)聲巡航”方案，是指貝爾407直升機(jī)的駕駛員能夠使用設(shè)在駕駛艙中的一個(gè)開(kāi)關(guān)，使直升機(jī)在巡航時(shí)將旋翼轉(zhuǎn)速降低90％至93％，不可逾越速度也將隨之減小到204公里/小時(shí)。“無(wú)聲巡航”飛行方式，主要用在對(duì)噪音敏感區(qū)域上空?qǐng)?zhí)行任務(wù)，如用于觀光和執(zhí)法等。

將繼續(xù)增加該機(jī)的最大起飛重量，以裝載更多的有用載荷，為此，將加強(qiáng)機(jī)體的承重強(qiáng)度。此外，還在試驗(yàn)改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)一旦出現(xiàn)故障時(shí)，確保直升機(jī)安全著陸的措施。

貝爾407直升機(jī)主要數(shù)據(jù)外部尺寸

旋翼直徑10.67米

尾槳直徑1.65米

全長(zhǎng)（旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)）12.74米

機(jī)身長(zhǎng)10.85米

全高（低滑橇）3.60米

滑橇寬度2.29米

內(nèi)部尺寸

機(jī)艙最大寬度1.37米

最大高度1.00米

重量和載荷

空重（帶設(shè)備）1186公斤

最大有效載荷1089公斤

吊鉤最大吊運(yùn)能力1200公斤

最大起飛重量（內(nèi)部載荷）

2268公斤（標(biāo)準(zhǔn)）

2381公斤（可選）

性能（內(nèi)部載荷、最大起飛重量、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣條件）

不可逾越速度259公里/小時(shí)

最大巡航速度（海平面）237公里/小時(shí)

實(shí)用升限5695米

懸停升限（有地效）3688米

（無(wú)地效）3170米

最大航程577公里

續(xù)航時(shí)間3小時(shí)42分

責(zé)任編輯：地 友