雙體復(fù)合式充氦飛艇

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初夏的京郊,天氣特別晴朗,地上一片麥浪金黃。清早,廣袤的綠茵地上,一架色調(diào)斑斕的飛行器,在動(dòng)力系統(tǒng)溫柔的嗡嗡聲中徐徐升起,到預(yù)定高度后轉(zhuǎn)入前行,在藍(lán)天白云之下輕盈地飛行。地面人群舉目觀望,只見兩個(gè)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(dòng)。這個(gè)別致的飛行器,是北京航空航天大學(xué)研制的雙體復(fù)合式充氦飛艇。

復(fù)合式飛艇兼有純浮式飛艇和垂直起落飛機(jī)的一些特點(diǎn)。飛艇的升力部件,除氣囊外還有機(jī)翼。它的發(fā)動(dòng)機(jī)可以大角度傾轉(zhuǎn)。這種飛艇的氣囊浮力,約等于結(jié)構(gòu)重量;有效載荷的重量,靠機(jī)翼的氣動(dòng)升力來(lái)平衡。在垂直起飛時(shí),機(jī)翼沒有升力,這時(shí)要靠發(fā)動(dòng)機(jī)的垂直拉力,使飛艇上升。復(fù)合式飛艇與全浮式飛艇相比,在總重一致的條件下,氣囊的尺寸小,飛行速度大,抗風(fēng)能力強(qiáng);當(dāng)耗油量一致時(shí),飛出的距離遠(yuǎn)。復(fù)合式飛艇與垂直起落飛機(jī)相比,經(jīng)濟(jì)性、安全性較好。

采用雙體布局的優(yōu)點(diǎn)是:氣囊的尺寸較小,在兩氣囊之間布置機(jī)翼、座艙和動(dòng)力裝置以及發(fā)動(dòng)機(jī)傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),較為簡(jiǎn)便。結(jié)構(gòu)重量也輕些。同時(shí),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(zhǎng)度和高度都小,既可提高飛艇的抗風(fēng)能力,又便于飛艇在地面存放。

M20型雙體復(fù)合式飛艇由氣囊、機(jī)翼、座艙、動(dòng)力系統(tǒng)組成。氣囊長(zhǎng)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(gòu)成。垂直尾翼上有方向舵,用來(lái)操縱飛艇的航向。水平尾翼上有升降舵。兩個(gè)氣囊的升降舵可以同向偏轉(zhuǎn),也可以反向轉(zhuǎn)動(dòng)(差動(dòng)),以便分別進(jìn)行俯仰操縱和傾斜操縱。氣囊安裝在機(jī)翼兩端,通過(guò)8個(gè)接頭和翼梁連接。為了保持飛艇的整體剛性,在兩個(gè)氣囊中間的前部和后部,裝了剛性支撐件和斜拉張線。機(jī)翼由鋁骨架和布蒙皮構(gòu)成。機(jī)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(dòng)力架,安裝一臺(tái)70馬力的活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)。動(dòng)力傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能使發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),最大轉(zhuǎn)角達(dá)90度,使螺旋槳拉力從垂直轉(zhuǎn)到水平,或反向轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)是轉(zhuǎn)子式的,在任何神態(tài)下都可以起動(dòng),工作平穩(wěn),比一般活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)小。座艙下面有輪式起落架。起落架型式為單叉式。3個(gè)機(jī)輪的立軸都可以轉(zhuǎn)動(dòng),便于飛艇在地面向任何方向移動(dòng)。

M20飛艇在試飛中進(jìn)行了無(wú)人駕駛和有人駕駛兩種狀況的飛行。試飛第一階段,首先進(jìn)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(guò)操縱發(fā)動(dòng)機(jī)油門,使飛艇徐徐上升。然后傾轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),改變拉力線方向,使飛艇前飛,逐漸加速。通過(guò)操縱舵面,使飛艇轉(zhuǎn)彎或升降。經(jīng)過(guò)屢屢飛行檢驗(yàn),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(fēng)速中懸停,神態(tài)平穩(wěn)。飛艇上還安裝了遙測(cè)設(shè)備,可以把飛艇的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(速度、高度、航向、位置等)傳向地面站。

試飛其次階段進(jìn)行有人駕駛飛行,進(jìn)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(diǎn)旋繞飛行等。在操縱升降舵時(shí),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(jié)果說(shuō)明:與全浮式飛艇相比,復(fù)合式飛艇的速度快、操縱靈活、機(jī)動(dòng)性好,與單體飛艇比較,雙體飛艇的側(cè)面積小,抗側(cè)風(fēng)能力強(qiáng)。試飛結(jié)果還說(shuō)明,飛艇的動(dòng)力傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有效、安全、可靠。

M20飛艇可用于空中巡查、攝影、廣告宣傳、架設(shè)輸電線路、無(wú)線電中繼通訊等方面。

該飛艇的主要數(shù)據(jù)如下:

長(zhǎng)17米,寬12.1米,高6.5米,總重450公