旋翼喷气

旋翼喷气式直升机也可以叫做桨尖喷气式直升机，它的历史几乎和直升机的历史一样长。旋翼喷气式直升机不像传统直升机那样由连接涡轮机和旋翼的齿轮箱机械驱动，而是由桨叶尖端的气体喷射系统驱动旋翼旋转。 @nordland 今日头条 原创首发

旋翼喷气式的优点是消除了旋转机构扭矩，因为旋翼没有直接连接到发动机，因此无需尾桨抵消扭矩；另一个优点是取消了结构复杂沉重的变速箱，不受大型变速箱瓶颈限制，因此可以更便捷地放大，便于开发大型甚至巨型直升机。

缺陷同样闪亮，最大的缺陷是比传统直升机更高的油耗。桨毂和叶片中的压降使得发动机功率丢失。叶片尖端的燃烧室效率不高，共同导致了非常高的油耗。

Doblhoff WN-342

1942 年开始研究的德国设计师弗里德里希·冯·多布尔霍夫（Friedrich Von Doblhoff）的 Doblhoff WN-342是第一架旋翼喷气式直升机。这架飞机由活塞发动机驱动压缩机，将空气与汽油混合，混合物通过叶片被引导到位于叶片尖端的小燃烧室燃烧后喷出使得桨叶旋转。战争期间WN-342一共建造了四架原型机，初步测算中飞行相对良好。战后，其中一架在美国进行了测试，但是并没有引起太大的热情。

设计师弗里德里希·冯·多布尔霍夫

XV

XV-1A

1951年，美国陆军开始启动新概念的垂直起降（VTOL）飞机研究，后来这些项目被陆续命名为XV系列实验原型，类似于NASA的X验证机。麦克唐纳公司的Type 28项目成为最先中标的三个项目之一，获得陆军XV-1正式编号，正在研究的三个 ，XV-1A的旋翼采用叶片末端的燃烧室系统驱动，通过轮毂和叶片中的通道提供燃料和压缩空气,1953年XV-1A完成首飞，但是陆军对性能并不满意。

修斯的丑陋巨兽

XH-17

航空大亨霍华德·修斯的修斯公司，对旋翼喷气技术的兴趣，源自一次收购。 1946 年 7 月，Kellet 公司收到一份陆军合同，制造一架能够直接挂载卡车起飞的喷气旋翼特种运输直升机。此时WN-342的总设计师冯·多布尔霍夫被美国军方聘请为顾问，以帮助实现这种怪兽装置。最终成品XH-17 是一架重达 18 吨，面目丑陋的的巨大直升机，有两个总直径为 40 米的叶片，起飞时以88 rpm的速度缓慢旋转。

XH-17

飞起来的样子

然而，在 1949 年，Kellet 公司陷入财务困境，于是将该项目卖给了修斯，修斯打包收购了已经制造的原型机部件及项目团队。台架测试于1950年开始，原型机由两台通用电气 TG-180涡轮发动机带动气体压缩机，压缩气体和燃料混合在旋翼中通过，从每个桨尖的四个燃烧器喷出。1952年10月23 日首飞，但是随即发现严重的叶片的振动和方向舵的过度应变问题，修斯试图解决，但是陆军失去了兴趣，项目在1955年关闭。

用途展示

XV-9A

XV-9A

XH-17之后，休斯的工程师并没有放弃旋翼喷气构型，在试图改进喷气旋翼系统，他们确信使用喷气旋翼仍然可以优于传统直升机。

XV-9A

休斯工程师认为，可以使用优于叶片尖燃烧喷嘴的“热循环”方式改进旋翼喷气系统。“热循环”系统原理是在旋翼叶片末端直接喷射涡轮发动机尾气，通过反作用力驱动转子，而无需借助叶片末端的燃烧室。称为“热循环”，是因为非常热的尾气在叶片中循环。

XV-9A

休斯公司从 1962 年开始继续研究这一主题，并制定了“热循环”系统的开发计划。得益于美国陆军的资助完成了一个地面平台实验，由于结果良好，该项目获得一架验证机合同，公司内部代号model 385，陆军正式编号XV-9A。

三视图

XV-9A由安装在机翼短轴上的两台2600 马力的通用电气 YT64-GE-6 喷气式发动机驱动一个三叶旋翼。80cm宽的厚重的旋翼叶片采用双翼梁结构，在翼梁之间有一条 Rene 41 高温合金钢制成的管道，用于将尾气引导至叶桨尖。由于过热燃气通过桨叶，因此叶片的冷却是绝对必要的，它是通过叶片前缘和后缘的冷空气循环管路来确保的。然后加热过的冷却空气与热尾气体一起从桨尖喷出。

热循环原理

桨叶结构

桨叶结构

桨尖的喷口

三个叶片中的每一个都通过两个圆形钢法兰连接到桨毂上，没有桨叶铰系统，只有经典的变桨系统，由于叶片的尺寸和确保“轴承”密封的轴封阻力，采用伺服机构控制。后机身呈流线型是配备V形尾翼和两个小的侧喷嘴，这两个部分根据飞行速度控制偏航和一定程度的俯仰。

桨毂结构

XV-9A 仅计划作为“热循环”系统的演示机，美国陆军则要求通过使用其他飞机的最大部件将制造成本降至最低。因此，休斯使用了OH-6A 的并列驾驶舱和西科斯基 H-34 的起落架。机身尺寸长度为 13.70 米，总高度为 3.65 米。旋翼直径为 16.75 米。质量为空载 3900 公斤，总共有 6940 公斤，搭载两名机组。XV-9A总算摆脱了XH-17的“狰狞”，对飞机外观有执念的修斯公司将这一堆零件“优雅”地组装在一起。

XV-9A

1964年11月5日，罗伯特 G. 费里完成XV-9A首次试飞， 随后休斯完成了持续15小时的第一阶段飞行测试。然后它被转移到爱德华兹空军基地，在那里完成了23小时的飞行测试。飞行试验计划于1965年完成。

XV-9A

从技术的角度来看，测试非常令人满意，1965年，休斯认为“热循环”系统将用于大型军用直升机和某些大型民用直升机。

XV-9A

然而，在环境和经济方面，XV-9A 不太成功。例如，在城市环境中，旋翼尖端的热气流排出会导致无法接受的巨大噪音，并且燃料消耗对于所有喷气式直升机来说都太高了。

XV-9A

为了减轻 XV-9A 的缺点，休斯提出了一种称为暖循环”系统改进概念，使用高涵道比涡轮风扇发动机代替涡轮喷气发动机。由于废气温度较低，因此噪音应该更低。这种“暖循环”系统在风洞中进行了测试，但结果不足以证明确实有效，XV-9A随后终止。

XV-9A

虽然在旋翼喷气式直升机当中，XV-9A性能平庸，既不是最大，也不是最快，但是凭借着修斯公司的执念，在外观上秒杀对手，XV-9A至少是最好看的载人旋翼喷气式直升机。

XV-9A

旋翼直径，16.76m

长度，13.72m

高度，3.66m

空重，3856kg

起飞， 6940kg

引擎，2通用电气YT64-GE-6

功率， 2 x 2126kw

最大速度， 279km/h

巡航速度， 222km/h

实用范围，240km

实用升限，3505m

机组，2人