XH—17飞不远的直升巨兽

2017-11-02 22:47子宁
航空知识 2017年8期
关键词:休斯霍华德桨叶

子宁

一架直升机,采用2台通用电气J35涡喷发动机为动力,靠尾流从翼尖喷气驱动直径达40米,合一架波音737-800长度的旋翼,最大起飞重量达20吨……

上世纪50年代,人类似乎刚刚敲开了现代工程科学的大门,在冷战的背景条件下,对极限的追求成为一种“日常行为”,在追求更高、更快、更大、更重这条路上,所有人都没有止步。休斯XH-17“飞行起重机”,就是在这个背景下诞生的飞行“巨兽”之一。

二战期间,由霍华德·休斯创办的休斯飞机公司成为了当时美国的一家主要军机供应商。1947年,休斯飞机公司成立了直升机部门,并在直升机领域大放异彩,如今,依然广泛服役在全球各武装力量或机构的机型还有AH-64“阿帕奇”、MD-500“防御者”、MH-6/AH-6“小鸟”等,但在这些经典出现之前,霍华德·洛巴德·休斯——这个富二代航空迷,休斯飞机公司的掌门人,也未能脱离俗套,在对速度与重量的追求中,研发了XV-9高速直升机和XH-17“飞行起重机”直升机,其中“起重机”XH-17是他首先进行尝试的一款验证型直升机,只为实现起重的目的使其构型极简且丑陋。

上世纪40年代后期,休斯对直升机产生了浓厚兴趣。1947年8月,直升机制造商凯利特(Kellett)将其XH-17直升机的设计卖给了休斯公司,休斯希望在XH-17的基础上研发巨型起重直升机技术。1948年,XH-17开始制造,1952年,该机在加州库尔弗市的工厂里完成建造,并于1952年9月16日首飞,日后陆续开展各种测试,1953年,XH-17实现了最大起飛重量23吨的飞行测试。

XH-17奇大无比,模样也与人们认知中的直升机有点出入,4条长长的腿将机身高高支起,目的是为了在机腹挂装货物,颇有4轮高脚车的架势。XH-17不仅长得丑陋,机身上各种设备的来源也有东拼西凑的意思,前轮来自B-25轰炸机,后轮取自C-54直升机,油箱不是油箱,而是B-29轰炸机的弹药箱,甚至连驾驶舱都不是原装,而是将瓦克(Waco)CG-15飞机前机身截下,尾桨则来自西科斯基H-19,很好奇西科斯基有没有状告休斯公司这样的“侵权”行为。

休斯公司这么做也是有其原因的——为了尽早占领重型起重直升机的市场。在那个科技水平并不太发达的年代,人们刚刚掌握了小型直升机的设计与制造原理,但对重型旋翼类飞行器,人们才刚刚开始尝试。动力方面,上世纪50年代的直升机大多还采用活塞类发动机,如西科斯基CH-37重型直升机,要想在载重上取得质的突破,活塞换涡轮将是必然。休斯公司正是深切认识到这一点,才在XH-17这架满是攒件儿的机身两侧挂了2台通用电气J35涡喷发动机。

别出心裁的是,驱动桨叶旋转的并不是由J35发动机输出轴功率,而是压缩气体。XH-17两片巨大的桨叶内部中空,热的压缩空气通过桨叶,从2片桨叶末端共8个喷嘴中喷出,驱动桨叶,使其获得最高每分钟88转的速度。与现代常见直升机主旋翼每分钟400~500的转速相比,XH-17旋转的桨叶依然可以肉眼可见。虽然采用2片喷气动力旋翼,且直径达40米,看上去与用起来都呆重不堪,但这样的设计有一个好处——补偿扭矩小,因为驱动桨叶旋转的力在翼尖,等于在传统设计中在翼根驱动桨叶旋转的力上各增加了20米的力臂,因此扭矩直接降低40倍,这也是XH-17尾桨很小的原因。

XH-17就这么飞起来了,带着当时总重量达23吨的世界纪录,带着迄今为止最大桨叶直径的世界纪录。1952年10月23日,美国加州库尔佛市西斯机场,XH-17首次公开展示,作为试飞员,驾驶这么大的直升机,又要面对这么多新闻记者的相机镜头,盖尔·摩尔(Gale Moore)有点顾虑。

当直升机叶片旋转起来时,从桨叶端部可以看见喷射出的火焰。《洛杉矶时报》报道称:“发动机和桨叶旋转时发出的噪声就像静谧之夜的隆隆炮声。”

当时,休斯就站在不远处,他的位置能看到摩尔操作飞机的一举一动。启动发动机后,摩尔驾驶XH-17首先做了一个垂直上升,悬停了约9分钟后,然后向前、向后飞行,最后顺、逆时针各飞了一个完整的圆。首次飞行,一切都在计划之中。

但是在一个月前的首飞时,XH-17可没有这么“听话”。事后摩尔回忆说,当时XH-17只抬起了一只脚,飞机在空中的状态非常不稳定,几乎到了无法控制的程度。随后他慢慢压杆,尝试再次起飞,但直升机依然难以控制,然后重重的落在地面。“与S-51直升机对比,驾驶XH-17就像是在跳一支弹簧高跷。”摩尔形容说。

之后的飞行试验中,试飞员摩尔与项目工程师一致认为,XH-17所使用的中空桨叶的抗疲劳度非常差,桨叶随时都有断裂的可能。时至1955年,XH-17在进行了共计10小时的飞行试验后,桨叶果然如之前预言出现了严重问题。XH-17也因为空军缺乏投入资金而最终下马。

在3年的试验过程中,XH-17最大载重达到了10 284磅(约4.66吨),最大速度达到了70英里/时(约112千米/时),并没有达到巡航速度85英里/时(137千米/时)最大速度90英里/时(145千米/时)的设计指标。且由于动力系统效率低下,这架测试机仅被限制在40千米半径以内的范围活动。

时至1955年12月,XH-17项目下马,XH-17直升机最终报废。

XH-17的失败是必然的,因为它太丑了,没有一点工业设计中美,没有协调的比例,没有流畅的线条,XH-17粗壮的主旋翼转轴像患了巨人症的关节,别扭地支撑着两片巨大又脆弱的桨叶,忽悠忽悠地旋转着,挪动着。它真是太没效率了。

霍华德·休斯造大飞机也不是第一次,他的一生中付出最大努力的飞机是H-4“云杉鹅”。H-4是一架巨型水上飞机,至今还保持着最大翼展的世界纪录。其机身高度同空中客车A380相同,并列世界第一,但如果去掉起落架的话H-4就要高于空中客车A380。其长度则仅次于安-225运输机、波音747和空中客车A380居世界第四位。1947年11月2日,霍华德·休斯亲自操纵它飞行了1英里(约1.61千米)。只可惜这架飞机是为美国在第二次世界大战中的应用制造的,但是在二战结束后才完工。

追求完“大”,还要追求“快”。休斯直升机公司在上世纪60年代开始了高速直升机的研究,XV-9就是其与美国陆军共同参与研究的一款采用热循环推进概念的高速直升机。其热循环原理主要为,XV-9采用的两台YT64-GE-6涡轮发动机作为气体发生器,将射流通过旋翼内部管道从翼尖喷出。桨叶前缘和后缘均有冷却管道,喷出的气流可以增加桨叶转速,同时降低排气温度。该试验项目取得了一些收获,但XV-9最终依然以下马告终。

休斯飞机公司的试验类直升机只有XH-17和XV-9两款,虽最终没取得多少收获,但休斯公司的其他产品依然得到了市场的认可,不只是“阿帕奇”武装直升飞机,还有AIM-54“不死鸟”和AIM-120导弹。不仅如此,在航天领域,创建于1963年的休斯空间与通讯公司的知名产品还有:1963年发射的世界上第一颗地球同步卫星,1966年发射的“探索者一号”月球登陆舱,1978年的“先锋”号金星探测器,以及“伽利略”号木星探测器。休斯空间与通讯公司还制造了大量的军用和民用卫星。时至2000年,世界上40%的人造卫星是休斯空间与通讯公司的产品。

1976年4月,霍华德·休斯去世之后,休斯飞机公司在1985年被通用汽车收购,成为休斯电子,1990年代末又被通用汽车出售,一部分被并入麦道公司,并最终由于麦道被并购而加入波音。公司的另一部分业务在1998年被雷神公司合并。而休斯飞机公司原在南加州的工厂,现在成为电影制作公司“梦工厂”的“造梦空间”。endprint

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