第四代直升機

第四代直升機具有以下特點：採用第3代渦軸發動機，這種發動機雖然仍採用自由渦軸結構，但採用了先進的發動機全權數字控制系統及自動監控系統，並與機載計算機管理系統集成在一起，有了顯著的技術進步和綜合特性。第3代渦軸發動機的耗油率僅為0.28千克/千瓦小時，低於活塞式發動機的耗油率。其代表性的發動機有T800、RTM322和RTM390。

槳葉採用碳纖維、凱芙拉等高級複合材料製成，槳葉壽命達到無限。新型槳尖形狀繁多，較突出的有拋物線後掠形和先前掠再後掠的BERP槳尖。這些新槳尖的共同特點是可以減弱槳尖的壓縮性效應，改善槳葉的氣動載荷分佈，降低旋翼的振動和噪聲，提高旋翼的氣動效率。球柔性和無軸承槳轂獲得了廣泛應用，槳轂殼體及槳葉的連接件採用複合材料，使結構更為緊湊，重量大為降低，阻力大大減小。旋翼升阻比達到10.5，旋翼效率為0.8。這個階段應用了無尾槳反扭矩系統，其優點是具有良好的操縱響應特性、振動小、噪聲低，不需要尾傳動軸和尾減速，使零部件數量大大減小，因而提高了可維護性。

複合材料在直升機上獲得了前所未有的廣泛應用。直升機開始採用複合材料主結構，複合材料的應用比例大幅度上升，通常佔機體結構重量的30~50%。這一時期的民用型直升機的空重/總重比約為0.37。高度集成化的電子設備。計算機技術、信息技術及智能技術在直升機上獲得應用，直升機電子設備朝着高度集成化方向發展。這一時期的直升機，採用了先進的增穩增控裝置，用電傳、光傳操縱取代了常規的操縱系統，採用先進的捷聯慣導、衞星導航設備及組合導航技術，先進的通訊、識別及信息傳輸設備，先進的目標識別、瞄準、武器發射等火控設備及先進的電子對抗設備，採用了總線信息傳輸與數據融合技術，並正向傳感器融合方向發展。機上的電子、火控及飛行控制系統等通過多餘度數字數據總線交連，實現了信息共享。採用了多功能集成顯示技術，用少量多功能顯示器代替大量的單個儀表，通過鍵盤控制顯示直升機的飛行信息，利用中央計算機對通訊、導航、飛行控制、敵我識別、電子對抗、系統監視、武器火控的信息進行集成處理從而進行集成控制。採用這類先進的集成電子設備，大大簡化了直升機座艙佈局和儀表板佈置，系統部件得到簡化，重量大大減輕。更主要的是極大地減輕了飛行員工作負擔，改善了直升機的飛機品質和使用性能。直升機的全機升阻比達到6.6，振動水平降到0.05g，噪聲水平小於90分貝，最大速度可達到350千米/小時。

在已往的大約半個世紀中，直升機在技術上經歷了幾項重大的突破性進展，從技術特徵 來看，大體上可以分為四代：

從第一架可以正式飛行的直升機在20世紀30年代末問世至60年代初期，是第一代直升機發展階段。主要技術特徵是：安裝活塞式發動機；金屬/木質混合式旋翼槳葉；機體為 由鋼管焊接成的傷架式或鋁合金半硬殼式結構；裝有簡易的儀表和電子設備。最大平飛速度 約200km/h，全機振動水平(約0．20g)、噪聲水平(約110dB)均較高。典型的機型如米 —4、 Bell47等直升機。

從60年代初期到70年代中期，發展了第二代直升機。主要技術特徵是：安裝了第一代渦輪軸式發動機；全金屬槳葉與金屬鉸接式槳轂構成的旋翼；機體主要仍為鋁合金半硬殼 結構；開始採用最初的集成微電子設備。最大平飛速度約達250km/h。振動水平(約 0.15g)、噪聲水平(約100dB)有所降低。典型的機型有米—8、“超黃蜂”等直升機。

從70年代中期至80年代末，屬於第三代直升機發展時期。主要技術特徵是：安裝第二代渦軸發動機；全複合材料槳葉及帶有彈性元件的槳轂構成的旋翼；機體結構部分使用複合 料；採用大規模集成電路的電子設備和較先進的飛行控制系統。最大飛行速度約 300km/h。振動水平(約0．10g)、噪聲水平(約90dB)又進一步得到控制。典型的機型有“海豚”、“山貓”、“黑鷹”、“阿帕奇”等直升機。

從90年代以來，直升機技術發展進入第四代，也是當今最先進的一代。主要技術特徵包括：安裝第三代渦軸發動機；裝有進一步優化設計的翼型、槳尖和先進的複合材料旋翼葉，無軸承或彈性鉸式等新型槳轂；機體結構大部分或全部使用複合材料；操縱系統改為電縱；機載電子設備採用數據總線、綜合現示和任務管理；先進的飛行控制、通信導航系統。最大平飛速度已約達315km/h。振動水平(約0．05g)、噪聲水平(約80dB)已得到 良好控制。典型的機型有“科曼奇”；NH—90等直升機。

當今在世界各地已有數萬架直升機在使用，應用於眾多領域，表明直升機的發展不久將 從實用期進入技術上的成熟期，隨後將是應用上的普及期。預計經過幾十年的發展，直升將會像今日的汽車那樣，以技術上的成熟來提供安全、高效、方便的服務，達到應用上的普及。