04.18 雙引擎雙螺旋的CH-47支奴幹運輸直升機

雙引擎雙螺旋的CH-47支奴幹運輸直升機

CH-47直升機(英文:CH-47 Helicopter,綽號:Chinook,譯文:支奴幹),是美國一型雙引擎雙螺旋槳全天候多功能中型運輸直升機。

CH-47直升機的任務是為美國陸軍航空兵從部隊運輸到炮臺戰場補給及士兵運輸,其雙旋翼縱列式結構(contra-rotating rotors)剔除了一般直升機的尾部垂直螺旋槳,允許機體垂直升降,而且時速高達165海里,截至2012年,CH-47是美軍服役的直升機當中載重量最高的型號之一。

雙引擎雙螺旋的CH-47支奴幹運輸直升機

直升機的關鍵在於旋翼,轉動的旋翼通過與空氣的相對運動,使得靜止的直升機也可以產生足夠的氣動升力,達到垂直起飛和著陸的能力。不過旋翼在轉動中切割空氣產生升力的同時,也對機身產生反扭力,不加遏制的話,直升機會在空中打轉,無法正常飛行。常規直升機採用尾槳來對消旋翼的反扭力,問題是尾槳消耗的功率和帶來的阻力對推進和升力沒有任何作用,純粹是為了維持飛行穩定。

雙引擎雙螺旋的CH-47支奴幹運輸直升機

尾槳的尺寸不能太大,否則容易觸地,或者掛上電線、樹枝或者其他障礙物。較小的尾槳只有增加轉速來提供足夠的反扭力,成為直升機噪聲的重要來源。直升機速度越快,或者起飛重量越大,尾槳的問題就越突出。同軸反轉的兩副旋翼可以互相抵消反扭力,但套軸不僅在機械上比較複雜,帶來一系列設計、製造和可靠性問題,還需要在上下旋翼之間留有足夠的間距,避免彈性的旋翼互相碰撞,但這樣不僅造成旋翼的升力損失,也增加了迎風阻力。

雙引擎雙螺旋的CH-47支奴幹運輸直升機

像挑扁擔一樣在機翼兩端橫向佈置一對反轉的旋翼也可以達到對消反扭力的目的,但相距很遠的旋翼對橫滾穩定性是一個挑戰,在地面效應不均勻或者遇到強烈側風的時候容易導致失穩。另一個方法就是像“支奴幹”一樣前後佈置反轉旋翼,這也稱串列雙槳。

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其有一些特殊的優點,串列雙槳的前後旋翼都安裝在突起的“城堡”頂上,但後“城堡”高於前“城堡”,使得前後旋翼在水平方向上有所重疊,總長可以有所縮小。由於前後旋翼都產生升力,理論上串列雙槳的旋翼直徑比單旋翼佈局可以降低 30%,進一步有助於整體的緊湊。直升機的旋翼不僅提供升力,也提供推力。在前飛狀態下,旋翼通過揮舞鉸增加槳葉軸線與水平面的前傾角,在產生升力的同時產生前飛的推力。但串列雙槳還有一個額外的辦法可以用來增加前傾角,就是增大後旋翼的出力,加大整體的前傾。這個能力使得串列雙槳容易在緊急起飛的時候更快地轉入高速前飛,有利於在敵人地面火力下迅速脫離起降場。反過來,串列雙槳也可以在懸停中,讓機尾輕輕“搭”在窄小但突起的高地上,比如山尖、屋頂陽臺或者小船甲板,便於人員通過尾門迅速進出,但前機身依然處在懸停中。這是單旋翼直升機難以做到的。前後旋翼出力的短暫差別也可以用來迅速改變飛機指向,極大地提高機動性和在陣風中的控制能力。

雙引擎雙螺旋的CH-47支奴幹運輸直升機

CH-47的兩個縱列旋翼安置在機身上方,兩臺發動機則外置在機身後部,發動機通過一條安裝在機身頂部的傳動軸驅動前旋翼,CH-47的機艙和外掛點不受結構及外掛貨物的重心變化的影響,機艙長而平直。

CH-47尺寸較大,加上2個旋轉翼展達20米的旋翼,整架飛機起降時影響到的範圍達100米。

CH-47有兩副縱列反向旋轉的3片槳葉旋翼,前低後高配置,後旋翼塔較高,徑向尺寸較大,起到垂尾作用,其根部,對稱配置2臺發動機,其玻璃鋼槳葉即使被23毫米穿甲燃燒彈和高爆燃燒彈射中後,仍能安全返回基地 。

CH-47機身為正方形截面半硬殼結構。駕駛艙、機艙、後半機身和旋翼塔基本上為金屬結構。機身後部有貨運跳板和艙門,小型車輛可通過這扇門自由進出機艙。另外機上有2個大尺寸的側門。

CH-47採用不可收放的4輪起落架,2個前起落架均為雙輪。2個後起落架為單輪。

CH-47與美國海軍陸戰隊裝備的CH-46外形十分相似,主要區別在於發動機的形狀。前者位於後旋翼塔前部兩側,呈暴露狀態,而CH-46為內置發動機,在相同部位僅有排氣孔。

雙引擎雙螺旋的CH-47支奴幹運輸直升機

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CH-47A運輸直升機最初安裝2臺單臺功率2200軸馬力(1640千瓦)的萊康明公司T55-L-5渦軸發動機,後來換裝了2650軸馬力(1980千瓦)的T55-L-7發動機,空重14982千克,最大有效載荷4500千克。

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CH-47不僅用於運兵、運送物資,還用於救援受到戰損爾不能飛返基地的輕型直升機,其 出色的外掛吊運能力可以把完整的UH-1從戰場吊走,運到後方修復。同樣的吊運能力也可以用於運送車輛、火炮,使越戰時代開始的空中機動概念從輕裝步兵擴展到炮兵和摩托化步兵,極大地提高了空中機動部隊的戰鬥力和機動性。由於 CH-47 寬大的機身和很大的裝載能力,一些CH-47 被改裝為空中火力平臺,安裝多挺機槍,尤其是超高射速的加特林機槍,殺傷或者壓制暴露的有生力量,對缺乏重武器和堅固工事的游擊隊尤其有效。在幹運輸直升機的老本行方面,CH-47 是較早採用尾門跳板的直升機,可以大大加速人員和車輛、物資的裝卸,甚至容許在離地面不到 1 米高的極低空慢速前進的同時,讓步兵從尾門跳板上直接跳落到地面,或者把減震托盤上的物資直接推落到地面,避免了著陸步驟,節約時間,也提高飛行安全。

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