雙體復合式充氦飛艇

鄧彥敏

初夏的京郊,天氣格外晴朗,地上一片麥浪金黃。清晨,廣袤的綠茵地上,一架色彩斑斕的飛行器,在動力系統(tǒng)柔和的嗡嗡聲中徐徐升起,到預定高度后轉(zhuǎn)入前行,在藍天白云之下輕盈地飛翔。地面人群舉目觀望,只見兩個白色的氣囊,中間張著彩色的翅膀,樹木、白云都向它的后方移去。它似雙鯨躍出水面,像雙體輕舟在水面滑動。這個新穎的飛行器,是北京航空航天大學研制的雙體復合式充氦飛艇。

復合式飛艇兼有純浮式飛艇和垂直起落飛機的一些特點。飛艇的升力部件,除氣囊外還有機翼。它的發(fā)動機可以大角度傾轉(zhuǎn)。這種飛艇的氣囊浮力,約等于結構重量;有效載荷的重量,靠機翼的氣動升力來平衡。在垂直起飛時,機翼沒有升力,這時要靠發(fā)動機的垂直拉力,使飛艇上升。復合式飛艇與全浮式飛艇相比,在總重相同的條件下,氣囊的尺寸小,飛行速度大,抗風能力強;當耗油量相同時,飛出的距離遠。復合式飛艇與垂直起落飛機相比,經(jīng)濟性、安全性較好。

采用雙體布局的優(yōu)點是:氣囊的尺寸較小,在兩氣囊之間布置機翼、座艙和動力裝置以及發(fā)動機傾轉(zhuǎn)機構,較為簡便。結構重量也輕些。同時,在氣囊之間易于安裝直徑較大、在低速飛行條件下效率較高的螺旋槳。此外,由于氣囊的長度和高度都小,既可提高飛艇的抗風能力,又便于飛艇在地面存放。

M20型雙體復合式飛艇由氣囊、機翼、座艙、動力系統(tǒng)組成。氣囊長17米,最大直徑4.5米。氣囊后部裝有十字形尾翼,由垂直尾翼和水平尾翼構成。垂直尾翼上有方向舵,用來操縱飛艇的航向。水平尾翼上有升降舵。兩個氣囊的升降舵可以同向偏轉(zhuǎn),也可以反向轉(zhuǎn)動(差動),以便分別進行俯仰操縱和傾斜操縱。氣囊安裝在機翼兩端,通過8個接頭和翼梁連接。為了保持飛艇的整體剛性,在兩個氣囊中間的前部和后部,裝了剛性支撐件和斜拉張線。機翼由鋁骨架和布蒙皮構成。機翼根部連接在座艙受力件上,外側(cè)用撐桿支持。座艙承力部分是用薄壁合金管焊成的鋼架。座艙后側(cè)的上部有動力架,安裝一臺70馬力的活塞式航空發(fā)動機。動力傾轉(zhuǎn)機構能使發(fā)動機連續(xù)轉(zhuǎn)動,最大轉(zhuǎn)角達90度,使螺旋槳拉力從垂直轉(zhuǎn)到水平,或反向轉(zhuǎn)動。發(fā)動機是轉(zhuǎn)子式的,在任何姿態(tài)下都可以起動,工作平穩(wěn),比一般活塞式發(fā)動機振動小。座艙下面有輪式起落架。起落架型式為單叉式。3個機輪的立軸都可以轉(zhuǎn)動,便于飛艇在地面向任何方向移動。

M20飛艇在試飛中進行了無人駕駛和有人駕駛兩種情況的飛行。試飛第一階段,首先進行遙控飛行。每次起飛前,把螺旋槳軸轉(zhuǎn)到垂直方向,使螺旋槳產(chǎn)生垂直向上的拉力。開車以后,通過操縱發(fā)動機油門,使飛艇徐徐上升。然后傾轉(zhuǎn)發(fā)動機,改變拉力線方向,使飛艇前飛,逐漸加速。通過操縱舵面,使飛艇轉(zhuǎn)彎或升降。經(jīng)過多次飛行檢驗,證明該飛艇的航向、縱向和橫向穩(wěn)定性良好,操縱靈活。飛行期間曾在每秒10米的風速中懸停,姿態(tài)平穩(wěn)。飛艇上還安裝了遙測設備,可以把飛艇的運動參數(shù)(速度、高度、航向、位置等)傳向地面站。

試飛第二階段進行有人駕駛飛行,進行了不同高度的懸停,左航線、右航線飛行,加速、減速飛行,半徑小于50米的定點盤旋飛行等。在操縱升降舵時,飛艇能以大迎角爬升,迅速增加高度;或低頭下滑,很快降低高度。

試飛結果表明:與全浮式飛艇相比,復合式飛艇的速度快、操縱靈活、機動性好,與單體飛艇比較,雙體飛艇的側(cè)面積小,抗側(cè)風能力強。試飛結果還表明,飛艇的動力傾轉(zhuǎn)機構有效、安全、可靠。

M20飛艇可用于空中巡視、攝影、廣告宣傳、架設輸電線路、無線電中繼通訊等方面。

該飛艇的主要數(shù)據(jù)如下:

長17米,寬12.1米,高6.5米,總重450公斤,有效載重120公斤,發(fā)動機功率70馬力,最大平飛速度70公里/小時,巡航速度50～60公里/小時,升限2000米。

責任編輯:林雨■