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米里光环——米-26大型直升机全史

发布时间2016-05-18 15:55:17  原作者:   点击数:
 从20世纪60年代早期到70年代的近十年中,米-6一直牢牢占据着苏联大型运输直升机的主力地位。到了70年代早期,由于苏联直升机部队被赋予的任务复杂性和范围的增加,米-6已经不能完全满足部队的任务需求。在那个所有人都认为只要在技术装备上落后于对手哪怕一丁点就可能在下一秒发生的大战中粉身碎骨的年代,苏联人认为研制载重20吨时航程可以达到800千米的大型直升机已经显得迫在眉睫,新大型直升机所运载的对象是未来几年将装备苏军摩托化师和机械化师的全套技术装备,并且要求在最大载重下升限要高于海拔1500米。因此,已经由季申科(当时职称为首席设计师)于1970年接任总设计师的米里设计局正式开始新一代大型直升机研制计划,同时V-12超重型直升机研制计划终止。

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V-12是米里设计局在60年代设计的大型货运直升机,该机的旋翼布置方式在今天看来非常特别,尺寸比米-26也要大上许多

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马拉特.尼古拉耶维奇.季申科

  新一代大型直升机研制计划由斯米尔诺夫担任执行总师,由西蒙申科担任执行副总设计师。设计新型运输/突击直升机的第一步是选择旋翼布置方式和确定基本指标。为了让新一代大型直升机具备较高的可靠性,并且可以在最短时间内服役,设计人员决定尽可能多得采用在米-6和V-12上使用过的技术和之前验证过的技术。主旋翼的布置方案有三种,一种是单旋翼(就像现在看到的米-26那样),第二种是串列双旋翼(就像美国的CH47的旋翼布置方式),第三种是并列双旋翼(如上图的V-12的旋翼布置方式)。在当时看来串列双旋翼似乎是最好的选择(美国距此不久开发的XCH-62就是此种布局),这种布局的好处是可以相应减小旋翼的长度和由主变速箱传递到主翼上的功率,因此旋翼和变速箱可以设计的更小以减轻重量,还可以不用尾桨来配平偏转力矩。但是进一步的研究发现,串列旋翼布局两个主变速箱之间必须有一个十字轴来传动,这将使得此类布局的直升机变得更加复杂而且重量也更重。初步的计算表明,不论采用哪种旋翼布置方式,如果要用大量的旧技术来研制一型新的飞机,那么旧的设计思想(这是这些旧技术的根源)将会对研制工作进行极大的限制,要命的是新飞机的最大起飞重量将被限制在70吨,而其设计最大起飞重量将限制在50吨。

  米里设计局与中央流体力学研究院以及中央空气动力研究所共同进行的进一步研究使得他们决定采用经典的单旋翼为新型直升机的旋翼布置方式。同时新一代大型直升机获得编号为米-26,产品厂内代号为“产品90”。1971年12月,苏联航空工业委员会正式批准该机的研制计划,随后设计局收到了来自其附属部分和国防部相关机构的相当积极的评估报告,国防部的设计任务书也随即下达,要求在载重20吨时航程不低于400千米,但是升限要高于1500米。

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米-26动力系统全尺寸试验台,只能看见主旋翼和尾桨

  为了达到设计要求,发动机的所需总功率将达到至少20000马力,设计人员认为安装两台单台11400马力的D-136涡轴发动机就可以满足需求。该发动机的研制由位于乌克兰扎波罗热的进步设计局负责,当时的总师为洛塔列夫,此时研制工作刚刚开始。该发动机是在D-36涡扇发动机的核心机的基础上研制的,执行总师为穆拉夫连科。新型发动机的最大特点是采用了模块化设计。大多数人认为苏联对于模块化设计并不热衷,但是其实苏联基于战时可维护性和高可靠性的考虑,早就开展了关于模块化设计的相关研究,D-136正是诸多项目中的一个,其最初的设计目的是为大型模块化系统做子系统,但是受制于技术条件的限制,其要配套的大系统研制失败了。在冷战时期,由于整体的技术条件不允许,冷战双方在模块化设计中所取得的成就并不是很大,其大多转为技术储备,模块化技术大行其道其实还是21世纪之后的事。发动机将于动力维持系统相关联,该系统是用来协调主旋翼转速和发动机功率保持一致,在一台发动机失灵的情况下,该系统会进入紧急模式,将剩余所有功率用来驱动主旋翼来避免事故发生,为此单台发动机功率必须足够使总重不超过40吨时飞机能够爬升和在地效应下盘旋。

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从涡扇发展出的D-136涡轴发动机

  进一步的研究表明,所有问题的核心是如何将发动机功率最大限度地传递到主旋翼上,开发VR-26变速箱可以很好的解决这个问题。VR-26变速箱由米里设计局设计,由莫斯科直升机制造厂承制。在VR-26的设计中,设计人员认为传统的行星式布局过重,而采用了他们更加钟爱的三级式布局。这项技术创新使得在不明显增加变速箱重量的前提下使得传递到主旋翼上的功率达到了米-6的两倍,扭矩比后者高出一半。

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米-26全尺寸模型,可见在照片的左下角的米-6直升机的尾桨

  下面设计人员就要忙于确定主旋翼的各项参数了,在苏联这自然离不开中央流体力学研究院的参与,为了最大限度得提高效率,他们选用金属与玻璃纤维作为主桨叶的材料。虽然主旋翼的直径为28米,但是其比米-6的5叶桨主旋翼还要轻40%。安装桨叶的基座用钛合金制成,在保证可靠的抗疲劳强度的同时,重量比米-6的桨叶基座轻15%。米里设计局在尾桨设计上同样不缺乏创新,尾桨采用了全玻璃纤维构造,而米-6的尾桨是木制的(在很多人的眼里,木制结构往往是落后的代名词,但是考虑到米-6出现的年代,木制品是当时能找到的价格可以接受的性能最优的纤维材料,木制品本身具有很强的韧性和抗拉强度,重量又轻,所以在那个年代的苏联人眼里是理想的尾桨材料,而且其成本非常低廉,如果没有应用了大量木制结构的伊尔2,恐怕苏联在卫国战争中的伤亡还会进一步加大)。尾桨最后被设计成五叶玻璃纤维桨,其直径比米-6的尾桨多出1.4米,但是效率几乎是米-6尾桨的2倍。

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直径为28米的主旋翼

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五叶玻璃纤维桨

标签:米26 

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