運(yùn)輸直升機(jī)造型影響因素及發(fā)展趨勢(shì)研究

郭慧凌 徐江華

摘要：為解決以往運(yùn)輸直升機(jī)外觀缺乏設(shè)計(jì)感、過(guò)于追隨功能等問(wèn)題，使運(yùn)輸直升機(jī)在造型設(shè)計(jì)中兼具技術(shù)性和美觀性。文章通過(guò)對(duì)影響主流運(yùn)輸直升機(jī)造型發(fā)展因素及發(fā)展歷程分析，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)排布、功能和技術(shù)等角度對(duì)各階段經(jīng)典機(jī)型案例造型特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)，同時(shí)對(duì)未來(lái)運(yùn)輸直升機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)加以展望。總結(jié)出運(yùn)輸直升機(jī)外觀在不同發(fā)展階段的演變規(guī)律。為研究現(xiàn)階段運(yùn)輸直升機(jī)造型設(shè)計(jì)提供新的思路，希望可以對(duì)未來(lái)運(yùn)輸直升機(jī)造型設(shè)計(jì)研究與發(fā)展起到推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：運(yùn)輸直升機(jī)造型設(shè)計(jì)外觀發(fā)展造型影響因素趨勢(shì)研究

中圖分類號(hào)：TB47

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（ 2021） 08-0123-03

Abstract： In order to solve the problems of lacking design sense and followingfunction too much in the appearance of transport helicopter in the past， the designof transport helicopter has both technical and aesthetic characteristics.Based onthe analysis of the factors influencing the development of the mainstream transporthelicopter modeling and the development process， this paper briefly summarizes themodeling characteristics of classic aircraft cases in each stage from the perspectiveof internal structure layout， function and technology， and looks forward to thedevelopment trend of future helicopters， The evolution law of transport helicopterappearance in different development stages was summarized.lt provides a new ideafor the research of transport helicopter modeling design at this stage， and hopes topromote the research and development of helicopter modeling design in the future.

Keywords： Transport helicopter

Modeling design Appearance developmentInfluencing factors of modeling Trend research

引言

直升機(jī)作為二十世紀(jì)的創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，從早期的通用直升機(jī)逐漸發(fā)展出多種專用直升機(jī)，在航空各個(gè)領(lǐng)域里均發(fā)揮著不可替代的作用。隨著科技的進(jìn)步與作業(yè)難度的提高，專用型運(yùn)輸直升機(jī)憑借其不受地理環(huán)境限制、承載能力強(qiáng)、空中懸停作業(yè)等優(yōu)勢(shì)成為執(zhí)行緊急求援、承載物資運(yùn)輸任務(wù)中的重要組成力量。然而，目前國(guó)產(chǎn)運(yùn)輸直升機(jī)機(jī)型單一，造型設(shè)計(jì)主要以借鑒現(xiàn)存產(chǎn)品為主，對(duì)于如何使產(chǎn)品造型滿足用戶期望的研究還相對(duì)不足，這也就成為了運(yùn)輸直升機(jī)造型進(jìn)化設(shè)計(jì)必須要解決的迫切問(wèn)題[1]。從運(yùn)輸直升機(jī)出現(xiàn)到發(fā)展至今，伴隨著內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐步完善、性能需求日益提升、材料技術(shù)更新?lián)Q代等因素的影響，在機(jī)身造型設(shè)計(jì)方面也表現(xiàn)出較為顯著的變化。目前，大多數(shù)學(xué)術(shù)研究主要關(guān)注于直升機(jī)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展和性能提升，對(duì)于直升機(jī)外觀造型的研究則少之又少[2]。本文以直升機(jī)造型特征為著眼點(diǎn)，緊密貼合外觀演變與時(shí)代、技術(shù)、功能方面的聯(lián)系，將運(yùn)輸直升機(jī)的演變歷程按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)排布劃分為四個(gè)階段，同時(shí)結(jié)合經(jīng)典機(jī)型總結(jié)各階段造型的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。希望借助對(duì)于運(yùn)輸直升機(jī)造型設(shè)計(jì)的研究與分析，為直升機(jī)發(fā)展階段劃分提供新的方式并為未來(lái)運(yùn)輸直升機(jī)造型設(shè)計(jì)工作提供思路。

一、影響運(yùn)輸直升機(jī)造型設(shè)計(jì)的重要因素

在運(yùn)輸直升機(jī)的設(shè)計(jì)流程中，最終造型所呈現(xiàn)的美并不僅僅止步于表面意義上或硬朗或柔和的線條堆砌，更深層次的是基于氣動(dòng)外形、發(fā)動(dòng)機(jī)性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)排布等多種技術(shù)層面因素的綜合考慮。因此在進(jìn)行運(yùn)輸直升機(jī)總體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將上述因素結(jié)合起來(lái)共同討論，協(xié)調(diào)有序地進(jìn)行，這既是視覺藝術(shù)性與技術(shù)合理性的結(jié)合，也是審美觀念對(duì)于外形和功能訴求之間關(guān)系的解讀和詮釋[3]。

（一）運(yùn)輸直升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的要求

動(dòng)力系統(tǒng)是直升機(jī)技術(shù)層面的核心內(nèi)容。不同時(shí)期動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)相應(yīng)運(yùn)輸直升機(jī)造型也產(chǎn)生了不同程度的影響：在運(yùn)輸直升機(jī)出現(xiàn)的初期階段以活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為主要驅(qū)動(dòng)力，因此機(jī)身設(shè)計(jì)較為龐大且運(yùn)輸性能較差，而隨著時(shí)代背景下包括發(fā)動(dòng)機(jī)性能等技術(shù)水平的不斷提升，帶動(dòng)運(yùn)輸直升機(jī)的內(nèi)部布局結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大改變，由此帶來(lái)的外形框架變化直接影響到最終造型的顯著改變，如今運(yùn)輸直升機(jī)的造型設(shè)計(jì)更趨于靈活性和多樣化，其運(yùn)輸性能也顯著提升。因此在設(shè)計(jì)以運(yùn)輸為主要功能的直升機(jī)造型時(shí)，可以在以動(dòng)力系統(tǒng)為主的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局方式確定前提下將貨物存放問(wèn)題放在首位，大致搭建出整機(jī)基本造型框架并對(duì)運(yùn)輸艙與整體機(jī)身的協(xié)調(diào)性、機(jī)身整體線條對(duì)于飛行性能等方面的影響進(jìn)行細(xì)致考慮。

（二）運(yùn)輸直升機(jī)功能層面的需求

功能因素往往在直升機(jī)整體造型設(shè)計(jì)中起到?jīng)Q定性作用。以固定翼飛機(jī)與直升機(jī)為例，盡管二者都?xì)w于航空器的類別中，但在最終造型特征的呈現(xiàn)方面存在較大差異：前者機(jī)身的整體特征線條呈“細(xì)長(zhǎng)”狀，給人以“快速、靈活”的印象;而后者的整體造型與“蜻蜒”身軀極為相似，體量感較強(qiáng)且外部輪廓更為堅(jiān)實(shí)圓潤(rùn)，給人以“強(qiáng)壯、威猛”的感覺。這種由機(jī)身線條所造成的視覺感知差異很大程度上源于二者功能需求方面的不同：由于前者動(dòng)力系統(tǒng)可以提供更高的速度，因此在造型設(shè)計(jì)過(guò)程中要重點(diǎn)考慮空氣動(dòng)力學(xué)因素以減小在飛行過(guò)程中產(chǎn)生的阻力，在機(jī)身線條方面表現(xiàn)為更強(qiáng)的連貫性;而運(yùn)輸直升機(jī)的飛行速度與前者相比較低且側(cè)重空中懸停、垂直起降等性能，對(duì)于運(yùn)載能力更為重視，因此在造型設(shè)計(jì)上并沒有“過(guò)分”強(qiáng)調(diào)流線特征而是表現(xiàn)為機(jī)身腹部較大、尾翼細(xì)長(zhǎng)的造型。

此外，為保證產(chǎn)品外形與使用環(huán)境相互適應(yīng)與協(xié)調(diào)，運(yùn)輸直升機(jī)的造型設(shè)計(jì)也隨著作業(yè)環(huán)境的不同進(jìn)行調(diào)整。以法國(guó)研制的SA321“超黃蜂”直升機(jī)和普通陸用直升機(jī)為例對(duì)比，前者考慮到在水上作業(yè)的適應(yīng)能力將機(jī)身下部形狀改為“船形”首，以便減小直升機(jī)在水中滑行時(shí)產(chǎn)生的阻力，部分機(jī)型在機(jī)身下部起落架部分增加浮力模塊，而普通陸用直升機(jī)則很少考慮到這種外形的使用，在機(jī)身底部的造型設(shè)計(jì)中往往呈“平直線”輪廓，因此可以看出在不同環(huán)境下工作的運(yùn)輸直升機(jī)造型也不盡相同。

（三）運(yùn)輸直升機(jī)材料與工藝的影響

直升機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)排布及機(jī)身造型設(shè)計(jì)與材料和工藝密切相連，機(jī)體造型的完美表達(dá)只有依托細(xì)膩的工藝才可能實(shí)現(xiàn)，而不同的材料對(duì)于最終造型效果的順利呈現(xiàn)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在直升機(jī)設(shè)計(jì)初期，機(jī)身結(jié)構(gòu)多數(shù)采用金屬架構(gòu)和簡(jiǎn)易蒙皮，由于無(wú)論是在材料的使用上還是加工工藝都十分簡(jiǎn)陋，這一時(shí)期直升機(jī)的外觀呈現(xiàn)和運(yùn)載性能都不盡如人意。期間隨著材料技術(shù)和加工工藝不斷提升，二十世紀(jì)九十年代，復(fù)合材料已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)中。運(yùn)輸直升機(jī)按用途可主要分為軍用型和民用型兩大類[4]，對(duì)于民用直升機(jī)而言不同材料的紋理、光澤、表面質(zhì)感等特性都會(huì)帶給人們不同的視覺感受，從而間接影響直升機(jī)的造型呈現(xiàn)。以我國(guó)民用AC313直升機(jī)為例，為了以更佳的視覺效果呈現(xiàn)在用戶眼前，“無(wú)論是從設(shè)計(jì)理念上，還是從視覺效果上都有一些突破。表面上看主色是紅藍(lán)白三種顏色，仔細(xì)去數(shù)，機(jī)身是七種顏色。我們想通過(guò)這樣一種設(shè)計(jì)理念，帶給人民大眾七彩的吉祥”[5]，AC313直升機(jī)總設(shè)計(jì)師徐朝梁在采訪中說(shuō)到。而軍用直升機(jī)整體材質(zhì)不同于民用，需要更好的隱蔽性能，更高的整體載重量，因此在整體造型和外部涂裝上與民用直升機(jī)存在很大區(qū)別。

二、運(yùn)輸直升機(jī)造型設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程

通過(guò)對(duì)上述因素的分析可以得知運(yùn)輸直升機(jī)外觀隨著時(shí)代演變呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)形式。這一部分主要從造型的角度入手，將直升機(jī)發(fā)展歷程劃分為四個(gè)不同階段，包括：發(fā)展初期階段、性能提升階段、穩(wěn)步前進(jìn)階段、新構(gòu)型思想涌現(xiàn)階段。著重將不同時(shí)代背景下直升機(jī)的造型特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、動(dòng)力系統(tǒng)等因素與經(jīng)典主流機(jī)型相結(jié)合討論，詳述在其性能、技術(shù)日益提升過(guò)程中對(duì)于造型設(shè)計(jì)方面所產(chǎn)生的影響。事實(shí)上，各國(guó)在發(fā)展運(yùn)輸直升機(jī)的過(guò)程中，為滿足不同需求而設(shè)想出的機(jī)體造型豐富且種類繁多，但由于受到當(dāng)時(shí)技術(shù)、資金等因素的限制，導(dǎo)致一部分運(yùn)輸直升機(jī)造型僅僅停留在計(jì)劃階段而無(wú)法實(shí)際應(yīng)用，因此本文僅針對(duì)現(xiàn)有主流運(yùn)輸直升機(jī)機(jī)進(jìn)行討論。

（一）發(fā)展初期階段：二十世紀(jì)三十年代至四十年代

受到當(dāng)時(shí)技術(shù)等因素的限制，在運(yùn)輸直升機(jī)初期的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要將重心放在旋翼飛行及垂直起降功能的實(shí)現(xiàn)上面，在用途方面則表現(xiàn)為具有運(yùn)輸、救護(hù)等性能的通用型直升機(jī)。這一階段機(jī)身內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局通常呈座艙一動(dòng)力系統(tǒng)一尾槳系統(tǒng)的三段式排布：前部座艙部分外部造型表現(xiàn)為偏向于直線感的“箱型”，動(dòng)力系統(tǒng)位于座艙后部，為主旋翼系統(tǒng)及機(jī)體后部的尾槳系統(tǒng)提供動(dòng)力，從而使其不需要跑道起飛更好地完成垂直起降功能。以西科斯基在這一時(shí)期設(shè)計(jì)的直升機(jī)為例：在這一階段發(fā)展前期，被稱為現(xiàn)代直升機(jī)鼻祖的VS-300型直升機(jī)整個(gè)機(jī)身為全開放式“架狀”結(jié)構(gòu)，機(jī)體造型呈“梭狀”在一定程度上沿襲了當(dāng)時(shí)固定翼飛機(jī)的部分機(jī)身線條，因而可以看出座艙部分與直升機(jī)腹部動(dòng)力系統(tǒng)部位連貫性較強(qiáng)，后部尾槳部分略微向上“翹起”，奠定了現(xiàn)代直升機(jī)最常用的尾槳布局方式，起落架為簡(jiǎn)單的后三點(diǎn)式金屬架。而作為其改進(jìn)型的R-4直升機(jī)將駕駛艙部位由起初只能乘坐一人的敞開空間調(diào)整為以有機(jī)玻璃為主體并可以并排乘坐兩人的封閉式座艙，為駕駛員提供更良好的視野和更安全的工作環(huán)境。機(jī)體造型因此表現(xiàn)為以直線為主的硬朗感造型，略向后傾斜的“扁平狀”機(jī)頭部位可以減小直升機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的機(jī)身阻力，也使前臉造型語(yǔ)言更加簡(jiǎn)潔。西科斯基在此階段后期設(shè)計(jì)的XR-5直升機(jī)將座艙改為縱列式，使整體機(jī)頭形狀更尖銳與前期造型相比更具“輕便感”，有效減少在飛行過(guò)程中的阻力。但由于當(dāng)時(shí)的直升機(jī)多采用小型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)且發(fā)動(dòng)機(jī)后置于駕駛員座椅等原因?qū)χ鄙龣C(jī)的運(yùn)輸性能產(chǎn)生一定局限性，因此這一時(shí)期的直升機(jī)整體造型偏小型化，并不具備專業(yè)的運(yùn)輸性能。

（二）性能提升階段：二十世紀(jì)四十年代到五十年代末期

這一時(shí)期的運(yùn)輸直升機(jī)整體造型設(shè)計(jì)無(wú)論是整體機(jī)身線條美觀性還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)排布合理性都得到了有效改善。人們開始意識(shí)到為增強(qiáng)直升機(jī)的運(yùn)載能力就必須提升艙內(nèi)空間的容量，因此開始對(duì)直升機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排布：動(dòng)力系統(tǒng)一駕駛艙（上）一運(yùn)輸艙（下）一尾槳系統(tǒng)。這種新型的排布方式在增大乘員艙空間的同時(shí)也增強(qiáng)了飛行員在駕駛單旋翼直升機(jī)時(shí)的穩(wěn)定性，并使全機(jī)尺寸大幅增加。運(yùn)輸直升機(jī)的機(jī)體造型也隨之變化：整體上部特征線一改原有趨于直線的硬朗造型轉(zhuǎn)而呈現(xiàn)出幅度較大的曲線和轉(zhuǎn)角，輪廓線條經(jīng)駕駛艙前臉上揚(yáng)至平直，凸顯出直升機(jī)的動(dòng)勢(shì)和方向性。由于運(yùn)輸直升機(jī)在這一階段仍然采用以活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為主的動(dòng)力系統(tǒng)并在腹部增設(shè)運(yùn)輸艙，因此在機(jī)身造型輪廓線上表現(xiàn)的更加“圓潤(rùn)飽滿”，給人以親和力但略微笨重的感覺。二十世紀(jì)四十年代末期，由西科斯基公司研制的H19直升機(jī)是世界上第一種具有專業(yè)運(yùn)輸性能的直升機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)由原來(lái)的駕駛艙后部轉(zhuǎn)移到機(jī)頭部分整流罩內(nèi)并將上一階段“廂式”方形機(jī)頭造型改進(jìn)為略向下傾的“彈頭式”外觀，既保證在H9運(yùn)輸直升機(jī)執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中機(jī)頭部分不遮擋駕駛員視線，也可以大幅度減小直升機(jī)在飛行過(guò)程中產(chǎn)生的阻力;新增的運(yùn)輸艙位于機(jī)身腹部駕駛艙下方可以同時(shí)運(yùn)輸十名人員，配有滑動(dòng)開合的蚌殼式前艙門，艙門每側(cè)增加兩個(gè)“方形”舷窗;諸如鎂制的蒙皮和鑄件等新材料的運(yùn)用使H19直升機(jī)的機(jī)身重量大幅度減輕，便于運(yùn)送更多物資。以上種種在造型和材料上的改進(jìn)設(shè)計(jì)，不僅使直升機(jī)的美觀程度較原來(lái)大幅度提升，也在很大程度上改善了直升機(jī)的風(fēng)阻問(wèn)題，使駕駛員更容易對(duì)直升機(jī)操作控制。然而盡管上述所提到的“運(yùn)輸艙在駕駛艙下部”的新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)排布使人員運(yùn)送貨物更加方便，卻也導(dǎo)致飛機(jī)駕駛員在上下飛機(jī)的過(guò)程中較為困難;此外，由于這一時(shí)期的直升機(jī)采用體積龐大的活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)，使得整體外觀依然呈現(xiàn)出“固執(zhí)且笨重”的視覺效果。如何對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)從而以一種更加簡(jiǎn)便的方式操作，成為當(dāng)時(shí)人們所思考的問(wèn)題。

（三）穩(wěn)步前進(jìn)階段：二十世紀(jì)五十年代末至八十年代末

上世紀(jì)五十年代中期，具有更輕重量、更小體積的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)開始代替初期的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)成為直升機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，隨著這種渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用以及對(duì)于直升機(jī)運(yùn)輸性能更加強(qiáng)烈的需求，設(shè)計(jì)人員開始對(duì)機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行新的調(diào)整，將發(fā)動(dòng)機(jī)由原來(lái)的機(jī)頭位置改為機(jī)身上方，呈現(xiàn)出駕駛座艙一動(dòng)力系統(tǒng)（上）一運(yùn)輸艙（下）一尾槳系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)動(dòng)機(jī)位置不會(huì)妨礙座艙，無(wú)論是駕駛員出入駕駛艙還是直升機(jī)運(yùn)輸人員、物資等方面都更加方便，有效加強(qiáng)運(yùn)輸直升機(jī)機(jī)身布局合理性。此外，在第二代渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生后，直升機(jī)翼型不再借用固定翼飛機(jī)的翼型，而是采用為直升機(jī)專門研制的漿尖呈拋物線后掠式的二維曲線轉(zhuǎn)變翼型[6]。與上一階段相比，這一時(shí)期主流運(yùn)輸直升機(jī)整體呈現(xiàn)出精致靈活、性能強(qiáng)勁的造型語(yǔ)義，機(jī)身特征線條走勢(shì)趨于簡(jiǎn)潔輕盈、流暢，這也使得運(yùn)輸直升機(jī)的造型設(shè)計(jì)朝著更貼合氣動(dòng)布局的方向發(fā)展。二十世紀(jì)五十年代中期研制的UH-I多用途直升機(jī)是第一種將渦輪軸作為動(dòng)力系統(tǒng)的直升機(jī)，在機(jī)身主體造型的設(shè)計(jì)中，圓角狀整流罩在收納發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)將凸出的動(dòng)力系統(tǒng)與機(jī)身其他部位造型輪廓融合的更加順暢。這一階段大型重型運(yùn)輸直升機(jī)也開始涌現(xiàn)，其中造型最奇特的就是由美國(guó)研制的CH-47“支奴干”中型運(yùn)輸直升機(jī)，采用縱列雙旋翼結(jié)構(gòu)，運(yùn)輸能力非常強(qiáng)，可以在水面起降，但這種縱列布局的直升機(jī)品種并不多見：整體外觀成“方盒子”形狀為存儲(chǔ)貨物騰出更多空間，盡管外形線條以圓角、曲線為主，仍然傳達(dá)出較為硬朗堅(jiān)實(shí)的設(shè)計(jì)語(yǔ)義;機(jī)身上部設(shè)計(jì)采用前后分布的“可折疊式”雙旋翼排布;而在起落架的造型設(shè)計(jì)上，出于起飛和著陸過(guò)程中平衡性和穩(wěn)定性等因素的考慮，選用性能更好的四輪式起落架與接近方形的機(jī)身結(jié)構(gòu)搭配，凸顯出整體造型的協(xié)調(diào)和穩(wěn)定。

（四）新構(gòu)型思想涌現(xiàn)階段：二十世紀(jì)九十年代初至今

這一階段的運(yùn)輸直升機(jī)在注重運(yùn)輸性能提升的同時(shí)也一直將設(shè)計(jì)的方向著眼于速度的提升，以彌補(bǔ)常規(guī)直升機(jī)速度慢、航程短的缺陷。自二十世紀(jì)六十年代開始，傳統(tǒng)直升機(jī)的最大飛行速度一直難以逾越340千米/小時(shí)的極限，直到八十年代末期由美國(guó)貝爾公司研制出的V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)才將這個(gè)兼顧速度和運(yùn)輸性能的僵局打破，作為目前全球唯一現(xiàn)役的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)為運(yùn)輸直升機(jī)步入高速階段提供了新的思想。V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)為有效提高飛行速度在機(jī)體造型和旋翼排布等方面都采用全新形式：首先，為減小運(yùn)輸直升機(jī)在高速飛行時(shí)的空氣阻力，在機(jī)身造型設(shè)計(jì)上向強(qiáng)調(diào)流線感的機(jī)身線條方向發(fā)展;在進(jìn)行整體機(jī)身造型方案設(shè)計(jì)時(shí)基于空氣動(dòng)力學(xué)考慮將“魚形”機(jī)身與機(jī)翼、尾翼結(jié)合，共同發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)以更好提升直升機(jī)的速度性能。至此，關(guān)于提升直升機(jī)速度的更多構(gòu)想出現(xiàn)在大眾視野：由西科斯基公司設(shè)計(jì)的X2直升機(jī)是一款復(fù)合式高速直升機(jī)，機(jī)身部分與上一階段的直升機(jī)相比表現(xiàn)為特征線條的突變性，盡管仍然沿用以往直升機(jī)旋翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)但整體造型卻呈現(xiàn)出與固定翼飛機(jī)類似的強(qiáng)調(diào)速度感的造型語(yǔ)義：機(jī)頭部分整流罩與駕駛室的過(guò)渡更加順暢自然，側(cè)面輪廓線和窗線也逐漸符合空氣動(dòng)力學(xué)的要求。此外，由歐洲直升機(jī)公司研制的X3直升機(jī)則側(cè)重采用旋翼、機(jī)翼轉(zhuǎn)換式的技術(shù)途徑實(shí)現(xiàn)速度上的突破，在機(jī)身部分的設(shè)計(jì)中沿襲以往直升機(jī)通用語(yǔ)言：機(jī)頭整流罩部分呈扁圓形且與機(jī)身駕駛室部分過(guò)渡自然，但機(jī)頭設(shè)計(jì)偏“更尖銳”的細(xì)長(zhǎng)狀給人一種“快速、威猛”的感覺，在機(jī)體輪廓線表現(xiàn)出極強(qiáng)的流暢性，但在動(dòng)力系統(tǒng)整流罩下部增加帶槳的扁平機(jī)翼;類似的設(shè)想還有很多，盡管上述這些技術(shù)在目前并沒有實(shí)際應(yīng)用到運(yùn)輸直升機(jī)的設(shè)計(jì)中，但隨著時(shí)代與技術(shù)的不斷發(fā)展，新型性能強(qiáng)大的直升機(jī)必然會(huì)出現(xiàn)。

三、未來(lái)運(yùn)輸直升機(jī)造型發(fā)展趨勢(shì)分析

通過(guò)對(duì)于上述影響運(yùn)輸直升機(jī)造型主要因素及發(fā)展歷程的分析，筆者認(rèn)為未來(lái)直升機(jī)在注重運(yùn)輸性能、提升速度的同時(shí)，其造型發(fā)展相對(duì)于現(xiàn)今的直升機(jī)而言會(huì)更多地考慮到美觀性的融入，特別是在民用運(yùn)輸直升機(jī)的造型敲定上將會(huì)更多地考慮到“工業(yè)設(shè)計(jì)”的重要作用;此外，隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，運(yùn)輸直升機(jī)造型無(wú)疑會(huì)朝著更具科技感的方向發(fā)展。

（一）工業(yè)設(shè)計(jì)的融入

從七十年代初期民用飛機(jī)出現(xiàn)到發(fā)展至今在涂裝設(shè)計(jì)和內(nèi)飾設(shè)計(jì)方面都有很大進(jìn)步，而仔細(xì)觀察現(xiàn)今出現(xiàn)在人們生活中的產(chǎn)品，小到調(diào)料罐、牙簽筒大到出行所乘坐的汽車、高鐵等在造型設(shè)計(jì)上都下了很大功夫，因此無(wú)論是在強(qiáng)調(diào)速度和運(yùn)輸性能提升的當(dāng)下還是直升機(jī)技術(shù)趨于成熟的未來(lái)，在對(duì)整體機(jī)身進(jìn)行造型設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)在保證基本飛行性能及空氣動(dòng)力學(xué)要求的基礎(chǔ)上重視使用者的用戶體驗(yàn)。以用戶為中心并從感性工學(xué)的角度出發(fā)，將直升機(jī)造型設(shè)計(jì)得更加多樣化、個(gè)性化，在遵循基本功能排布內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)將“設(shè)計(jì)學(xué)”更好地融入其中，使直升機(jī)的“造型美、功能美、技術(shù)美”三者更加緊密地相互協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)出更美觀實(shí)用的直升機(jī)構(gòu)型。

（二）速度性能的提升

其次，速度的提升也會(huì)對(duì)未來(lái)直升機(jī)造型產(chǎn)生影響，根據(jù)上述第四個(gè)階段的分析這一時(shí)期的運(yùn)輸直升機(jī)開始向高速發(fā)展，在未來(lái)的主流直升機(jī)造型設(shè)計(jì)過(guò)程中，隨著對(duì)于速度要求的不斷增強(qiáng)，勢(shì)必會(huì)呈現(xiàn)出強(qiáng)調(diào)流線感的減阻設(shè)計(jì)。因此在未來(lái)身造型設(shè)計(jì)中或許會(huì)再次打破現(xiàn)有直升機(jī)固有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布局，但仍保留現(xiàn)有流線型線條并在此基礎(chǔ)上向流暢度更高的線條過(guò)渡，呈現(xiàn)更細(xì)長(zhǎng)的魚形造型，在機(jī)身前臉的設(shè)計(jì)中會(huì)日益突顯運(yùn)動(dòng)性的造型語(yǔ)義。盡管這一時(shí)期直升機(jī)的總體發(fā)展趨勢(shì)是向更高的速度發(fā)展，然而多數(shù)直升機(jī)型號(hào)仍然處于研制和試驗(yàn)階段具有較低的安全性能，因此在未來(lái)的直升機(jī)造型設(shè)計(jì)中必須要重視這一問(wèn)題。未來(lái)的直升機(jī)或許可以通過(guò)“多軸化”的旋翼分布來(lái)提升安全性能，而造型也勢(shì)必會(huì)隨著布局的改變相應(yīng)優(yōu)化以減少不必要的機(jī)身零件以增強(qiáng)機(jī)身整體感。

（三）智能化、科技感的追求

最后，未來(lái)直升機(jī)的造型也必然會(huì)朝著智能化、科技感的方向前進(jìn)，盡管目前技術(shù)并不成熟但仍然是未來(lái)的重要發(fā)展方向。如今5G時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，在未來(lái)直升機(jī)設(shè)計(jì)中無(wú)人直升機(jī)將逐漸受到重視，其未來(lái)發(fā)展方向?qū)⑹牵骸白鲬?zhàn)任務(wù)擴(kuò)展”，“小型化、智能化和隱身”，“高科技任務(wù)設(shè)備”，“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化”，“遠(yuǎn)程、戰(zhàn)略性”等[7]。在整體機(jī)身造型設(shè)計(jì)方面，也會(huì)隨著駕駛艙的消失騰出更大的空間用以進(jìn)行運(yùn)送物資、偵察地形、戰(zhàn)斗防御等任務(wù)，因此機(jī)身外形在符合空氣動(dòng)力學(xué)角度的前提下應(yīng)隨著內(nèi)部結(jié)構(gòu)作出改變，從而呈現(xiàn)出更加多元化的造型設(shè)計(jì)方案。

結(jié)論

直升機(jī)發(fā)展至今已經(jīng)有近一百年的歷史，從運(yùn)輸直升機(jī)在發(fā)展初期對(duì)于性能和技術(shù)的重視程度較高而在造型方面表現(xiàn)出較為單一的、偏直線化的機(jī)身造型的探索起步階段。直至現(xiàn)在，針對(duì)不同用途和工作環(huán)境等設(shè)計(jì)出外觀豐富、種類繁多的直升機(jī)樣式.足以說(shuō)明直升機(jī)造型設(shè)計(jì)正日益受到重視并成為整個(gè)直升機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要組成部分。本文將運(yùn)輸直升機(jī)機(jī)身造型設(shè)計(jì)作為主要研究對(duì)象，在對(duì)運(yùn)輸直升機(jī)外形總體概括的同時(shí)也對(duì)影響運(yùn)輸直升機(jī)造型演變的主要因素進(jìn)行細(xì)致分析，并以此為基礎(chǔ)總結(jié)出運(yùn)輸直升機(jī)在不同階段發(fā)展歷程中出現(xiàn)的造型變化。盡管我們無(wú)法詳細(xì)預(yù)測(cè)未來(lái)直升機(jī)發(fā)展的具體造型外觀、結(jié)構(gòu)布局，但值得肯定的是人們對(duì)于未來(lái)直升機(jī)造型的方面會(huì)以更成熟、更美觀的方式考慮并會(huì)在遵循功能的基礎(chǔ)上逐步重視直升機(jī)外觀方面的設(shè)計(jì)。

基金項(xiàng)目：2020年度上海藝術(shù)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目一般項(xiàng)目“民用大飛機(jī)艙室空間及客艙設(shè)施設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新研究”（YB2020F02）。

參考文獻(xiàn)

[1]汪智超，黃育龍用戶期望心象驅(qū)動(dòng)的直升機(jī)造型進(jìn)化設(shè)計(jì)[J].直升機(jī)技術(shù)，2015 （02）：29-34

[2]趙凱琳，石春琴，朱倩基于感性工學(xué)的民用直升機(jī)造型設(shè)計(jì)研究方法[J].中國(guó)科技信息，2020 （09）：30-32

[3]謝晶總師談AC313[J].航空知識(shí)2010（06）：16-19

[4]何亞麗觀光直升機(jī)風(fēng)險(xiǎn)分析及保險(xiǎn)研究[D].沈陽(yáng)航空航天大學(xué)，2018

[5]宮浩欽關(guān)于飛機(jī)審美認(rèn)知的五個(gè)維度[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2016，37 （01）： 56-59

[6]張呈林未米直升機(jī)發(fā)展趨勢(shì)[J].國(guó)防科技工業(yè) 2010 （04）：42-43

[7]劉雷，陳兆鵬追風(fēng)摯電的高速直升機(jī)[J].航空知識(shí)2011 （02）：53-55

[8]李敏，黃超現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)理念及發(fā)展趨勢(shì)[J].設(shè)計(jì).2017，30（8）：120-121

[9]王東琦，劉園可自動(dòng)控制化雪裝置的外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].設(shè)計(jì).2017，30 （13）：112-113