先进直升机发展现状及设计革新解析

军用直升机在现代战争、局部地区军事冲突以及反恐等各种规模的军事行动中具有广泛的适用性，可用于军用物资/兵员运输、战场搜索与救援、伤病员护送、通信联络、战斗指挥/控制、侦察、目标指引、反舰/反潜、布雷/扫雷、护航、对地火力支持/攻击、战斗损伤评估等，几乎包括了军事应用的各个方面，因此直升机特别受到世界各国军事部门的青睐，并在历次战争得到了广泛的应用，也取得了骄人的战绩。直升机作为现代战争中实现战术、战略目标的重要一环，占据了不可替代的重要地位。 

世界直升机发展现状 

世界直升机目前处于第三代和第四代并存发展的阶段，第三代直升机采用玻璃钢复合材料桨叶，带弹性轴承的无铰桨毂，机体次要结构采用复合材料，半综合航电系统。代表性型号有S-70/UH-60“黑鹰”、 AH-64“阿帕奇”、米-28、SA-365“海豚”等。第四代直升机采用先进复合材料桨叶，三维变化的先进翼型，桨叶寿命无限，无轴承或球柔性桨毂，机体主次结构都大量采用复合材料，高度综合化的航电系统。代表性型号有AH-64D、“虎”、卡-52、NH90、EH101、S-92、V-22等。 

这些直升机在全世界各个领域，尤其是军事领域得到了广泛的应用，在一系列局部战争中取得了不菲的成绩。但是，也暴露出很多问题，如伊拉克战争表明，直升机飞行速度慢、飞行高度低是被击落的重要原因。现在军用直升机的作战任务和制空要求具有更大的范围，尤其在战场突袭、反潜方面，航程远才能完成各种战术要求。现代战争中进攻和防守的转化快，多点突击的“空中蛙跳”战术使穿插战术有了质的飞越，这都要求直升机必须具有远航程的能力。另外，近几场局部战争也检验表明，当代直升机可靠性、复杂环境适应性、抗坠毁性、自身防护以及与其他武器装备联合作战等方面的能力还不能完全满足作战要求[1]。 

简言之，当代直升机存在以下两大问题。 

一是直升机的低飞行速度。气动、动力学和声学等各方面因素使常规直升机的飞行速度难以超越固定翼飞机。飞行速度低严重限制了直升机的使用和发展。常规直升机的速度记录是由“山猫”直升机保持的400km/h，而由美国贝尔公司研制的倾转旋翼机为565 km/h，西科斯基飞机公司的X-2技术验证机试飞最大速度达到了462 km/h，欧直公司研制的X-3技术验证机的巡航速度达到了472 km/h。由此可见，突破该“飞行速度限制”瓶颈的一条重要技术途径是直升机构型的革新。 

另一个问题是仅提高某一个或某一些能力无法满足现代以及未来战争对直升机的要求，提高综合使用效能才是硬道理。传统总体设计“单目标、单方向”特点无法适应以提高综合使用效能为目标的先进直升机的设计需求，技术革新势在必行。2000年乔治亚理工大学进行了基于分布式分析多学科设计优化体系结构的直升机总体多学科设计优化研究，通过利用代理模型集成各个学科精确分析模型，形成如图示的分布式分析的直升机总体多学科优化设计系统[2]。

为了解决以上两大问题，先进直升机总体设计被带入了“技术革新”与“构型革新”两个快车道，飞速发展。