为什么贝尔的新款直升机有可拆卸机翼

传统飞机通过机翼获得在空中停留所需的升力。而直升机顶部有巨大的旋转旋翼叶片，可以提供升力，使其能够完成许多奇妙的事情，例如悬停在海面上并营救海上人员。

但贝尔公司一款时尚的新型原型机将这些概念部分融合在一起，为其新型军用直升机配备了可拆卸机翼，可帮助其实现约 180 至 200 节（207 - 230 英里/小时）的快速速度。

贝尔的飞机名为 360 Invictus，是美国陆军下一代武装侦察直升机的候选机型。它的竞争对手是西科斯基的 Raider X。两家竞争对手的原型机都是陆军未来攻击侦察机 (FARA) 项目的一部分。FARA 是未来攻击侦察机的缩写。

贝尔公司表示，他们的原型机已完成 90% 以上。该机采用串联结构设计，因此飞行员可以从前排座位或后排座位驾驶。“它非常窄，”贝尔公司 360 Invictus 项目主管克里斯·盖勒 (Chris Gehler) 说。再加上可伸缩起落架和可伸缩武器挂架，有助于减少直升机的阻力。

以下是有关该飞机工作原理的知识。

即兴发挥

直升机窄小的机身两侧各伸出一个机翼。盖勒说，机翼伸出的距离约为 7.5 到 8 英尺。

典型的直升机没有这样的机翼。但贝尔选择将其纳入设计是有原因的，那是因为陆军希望这种直升机能够快速飞行，速度可达 160 节（184 英里每小时）左右。当直升机试图快速飞行时，一种称为后退桨叶失速的现象就会令人担忧。当直升机在空中向前巡航时，顶部的旋翼会以圆圈方式旋转，在任何给定时间，其中一个旋翼叶片会逆着迎面而来的气流移动，另一个则顺着气流移动，因为气流相对于直升机的飞行方向是后退的。这会影响旋翼叶片在任何给定位置产生的升力。（同样的问题也是西科斯基的设计有两个以相反方向旋转的顶部旋翼的原因。）

盖勒说：“你会陷入不同的升力情况，前进的叶片产生的升力大于后退的叶片，你会失去平衡，情况就会变得不稳定。”他指出，当旋翼叶片旋转速度足够快，叶尖速度接近音障时，这种情况往往会成为一个问题。

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盖勒说，这就是“升力共享机翼”发挥作用的地方。当直升机超过 160 节的门槛时，它会提供帮助，此时，它会提供飞机所需升力的约 30%。由于机翼提供了额外的升力，直升机可以自动降低旋翼的旋转速度，避免桨叶失速问题。虽然 Invictus 本身仍会快速飞行，但旋翼叶片本身会减速到足以保持安全速度。（另一个因素是旋翼叶片咬入空气的角度，由于机翼的帮助，Invictus 的后退叶片可以定位在较低的迎角。）

Invictus 及其机翼的设计还有另一个特点：它们是部分可拆卸的。虽然最初的 3.5 英尺左右的机翼是永久固定在飞机上的，但剩下的 4 英尺左右的机翼可以拆掉。如果直升机机组人员没有预料到他们的任务会涉及高速飞行，提前拆下翼尖可以减轻重量。此外，在需要时拆下这些翼尖可以帮助飞机的悬停性能，因为一开始就把机翼放在那里“会对悬停造成一点影响”，Gehler 指出。

一架装有 1.25 个发动机的飞机

无论陆军最终选择哪款飞机（陆军表示将在 2025 财年做出决定），其使用的发动机已经确定。该发动机名为 GE T901。

但贝尔公司决定在该发动机上配备另一台机载机器——辅助动力装置 (SPU)。这种小型发动机就像一个辅助动力装置（有关 APU 工作原理的更多信息，请点击此处），在飞机启动过程中发挥着关键作用。在谈到贝尔的设计时，盖勒指出，SPU 还可以在飞行过程中充当附加发动机，帮助为顶部旋翼提供动力。首先，他们使用这种发动机启动直升机，就像使用普通的 APU 一样。“但我们将其连接到驱动系统，这样我们就可以在悬停、高速飞行以及飞行员可能需要的任何时间向驱动系统提供动力，”他说。

该发电装置像主发动机一样燃烧喷气燃料，可产生大约 600 到 900 马力的功率。GE 制造的主发动机将具有 3,000 轴马力。Gehler 表示，在主发动机和 SPU 之间，这架飞机可以被认为是一台 1.25 发动机的机器。

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如果主发动机出现故障，飞行员需要紧急降落，SPU 也可以提供帮助。“辅助动力装置将启动，驱动旋翼系统，实现更柔和的着陆方式，”他说。当然，它的功率不足以让飞机完全飞行，但它有助于“给飞行员更多的时间和更多的安全着陆选择。”

与西科斯基的选择一样，贝尔的这款原型机尚未试飞，因为它需要主发动机才能飞行。盖勒预计 Invictus 将于 2023 年秋季首次试飞；陆军应该在那之后几年才会决定选择哪种方案。最后，不要将 FARA 计划与另一个名为 FLRAA 的计划混淆，贝尔和西科斯基也使用两架不同的大型飞机进行竞争。

请观看以下视频，了解一下 Invictus 的设计：