[科普中國(guó)]-MD520N型直升機(jī)

研制過(guò)程

早在1975年，原休斯直升機(jī)公司就開始自己投資研究和發(fā)展無(wú)尾槳技術(shù)，并于1977-1978年期間開展了用反扭轉(zhuǎn)力矩尾槳取代普通尾槳的飛行試驗(yàn)。

1981年，一架美國(guó)陸軍的OH-6A直升機(jī)改裝成無(wú)尾槳直升機(jī)的原型機(jī)，這架直升機(jī)的唯一變化是換裝了全新的尾梁，取消了普通尾梁，利用尾梁前端的可變距風(fēng)扇，尾梁右下側(cè)開的一條0.85厘米寬的縫隙以及尾梁末端裝的一個(gè)噴氣舵來(lái)提供平衡旋翼扭矩所需的側(cè)力和控制偏航運(yùn)動(dòng)。1981年12月17日，此無(wú)尾槳直升機(jī)原型機(jī)首次飛行。兩次成功飛行累計(jì)21分鐘，飛了懸停、側(cè)飛、左右90°、180°、270°和360°轉(zhuǎn)彎飛行。后來(lái)，飛行速度達(dá)到203千米/小時(shí)，飛行過(guò)載達(dá)到了1.9g。為了消除懸停時(shí)的反向氣流，在尾梁上加裝了環(huán)形導(dǎo)流片，發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管上加裝了排氣折流板。

1985年，無(wú)尾槳直升機(jī)原型機(jī)作了大量的修改。新修改的前機(jī)身外形與MD500E直升機(jī)的相似。裝一臺(tái)艾利遜公司250-C20B渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。重新設(shè)計(jì)了復(fù)合材料。這種風(fēng)扇與原金屬葉片風(fēng)扇相比，具有直徑小、弦長(zhǎng)大的特點(diǎn)。尾梁上開了第二條排氣縫隙。1986年3月12日，這架原型機(jī)重新開始了試飛，至6月試飛結(jié)束，共飛行了400多小時(shí)，1990年10月該機(jī)被美國(guó)陸軍航空博物館收藏。1988年2月，原麥克唐納·道格拉斯公司宣布發(fā)展了民用型無(wú)尾槳直升機(jī)MD520N和MD530N，MD530N的第一架原型機(jī)于1989年12月29日作了首次飛行；MD520N于1990年5月1日首次飛行，1991年6月28日開始生產(chǎn)。MD520N的型號(hào)合格證于1991年9月31日取得。首批生產(chǎn)的MD520N于1991年10月31日交付給美國(guó)亞利桑那州鳳凰城警察局。1992年9月MD520N創(chuàng)造了從法國(guó)巴黎到英國(guó)倫敦新的飛行速度紀(jì)錄，總計(jì)飛行時(shí)間為1小時(shí)22分29秒。目前MD520N已在21個(gè)國(guó)家取得型號(hào)合格證.

環(huán)量控制尾梁反扭矩系統(tǒng)沒(méi)有遠(yuǎn)離主機(jī)身的高速旋轉(zhuǎn)部件，使傳遞運(yùn)動(dòng)的路徑很短，相比于尾槳結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、可靠性更高。由于可變距風(fēng)扇處于包裹中，避免了類似常規(guī)尾槳的槳渦干擾，因而消除了直升機(jī)噪聲的最大根源，將直升機(jī)噪聲水平大大降低，從而使直升機(jī)能夠在人員密集的高層大樓間飛行。被包裹的可變距風(fēng)扇也不存在類似常規(guī)尾槳因前飛或下洗流帶來(lái)的不平衡入流，從而降低了直升機(jī)的振動(dòng)水平。另外由于取消了尾槳，避免了直升機(jī)起飛時(shí)對(duì)地面人員的威脅和樹梢高度飛行時(shí)砍擊樹枝給直升機(jī)自身帶來(lái)的危險(xiǎn)，為采用環(huán)量控制尾梁反扭矩系統(tǒng)的MD520N直升機(jī)貼近樹梢飛行。1

經(jīng)過(guò)麥道直升機(jī)公司（Mc Donnell Douglas Helicopter Company，已于1997年并入波音公司）多年的研究，環(huán)量控制尾梁反扭矩系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用到MD 520N和MD 900等機(jī)型，然而由于效率問(wèn)題導(dǎo)致這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)始終沒(méi)有能夠被大規(guī)模應(yīng)用。環(huán)量控制尾梁反扭矩系統(tǒng)需要通過(guò)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)功率消耗與尾槳相當(dāng)甚至更少。

在上世紀(jì)90年代初，一些研究者曾經(jīng)對(duì)環(huán)量控制尾梁反扭矩系統(tǒng)進(jìn)行了一些優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，但是受制于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)條件的限制，該系統(tǒng)仍然沒(méi)有得到系統(tǒng)地優(yōu)化或改進(jìn)。國(guó)內(nèi)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的研究也僅處于通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)量控制尾梁應(yīng)用可能性的探索階段。

主要型號(hào)MD520N：MD500的無(wú)尾槳型，裝一臺(tái)335.6千瓦艾利遜公司250-C20R-2渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。與MD500E相比有較高的飛行高度和較大的最大起飛重量。起飛時(shí)傳動(dòng)起飛功率317千瓦，最大連續(xù)功率280千瓦。燃油235升。 MD530N：裝一臺(tái)485千瓦艾利遜公司250-C30渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。與MD520N相比增加了40%的功率以滿足最大起飛重量時(shí)的高溫高原性能，傳動(dòng)起飛功率317千瓦，最大連續(xù)功率261千瓦。燃油容量235升。

MD520N“防御者”（Defender）：MD520N的軍用型，正在研制中，包括將美國(guó)陸軍的一些AH/MH-6改裝成MH-6J。

MD520N的訂貨量已有100多架，截至1997年1月已交付85架，用戶遍布五大洲.

性能指標(biāo)尺寸數(shù)據(jù)：

旋翼直徑 8.33米，旋翼槳盤面積 54.51平方米，總長(zhǎng) 9.78米，機(jī)身長(zhǎng) 7.77米，機(jī)身寬米，機(jī)高 2.83米。

重量數(shù)據(jù)：

空重 742千克，正常起飛重量 1519千克，最大起飛重量 1746千克。性能數(shù)據(jù)：

最大平飛速度 281千米/時(shí)，巡航速度 249千米/時(shí)，實(shí)用升限 4320米，懸停高度（有地效）2753米/（無(wú)地效）1537米，航程 402千米。

運(yùn)輸能力：

最大載重（外掛）1004千克。

動(dòng)力裝置：

一臺(tái)艾利遜公司 250-C20R渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，功率 425馬力。

發(fā)展史由于麥道直升機(jī)公司沒(méi)有6座~8座直升機(jī)產(chǎn)品,使得麥道公司的一些客戶只有另找其它公司購(gòu)買而使麥道公司丟失了一大塊市場(chǎng).2年前,麥道直升機(jī)公司僅用13個(gè)星期將MD520N機(jī)身加長(zhǎng)76.2厘米并改名為MD630N,便參加了在拉斯維加舉行的1995年直升機(jī)展覽會(huì).展覽后的反響證實(shí)麥道公司這一舉措是可取的.因此便制定改型計(jì)劃并把名稱從MD630N改為MD600N.2

MD600N為7座~8座式直升機(jī).座艙地板長(zhǎng)1.8米,寬l.2米.中間的門向前開啟,使得門與門之間相距1.57米.后座地板下分兩段裝燃油箱,總油盤為363千克,將近為MD520N188千克的2倍。

MD600N的主傳動(dòng)裝置比MD500系列更牢固,起飛時(shí)最大功率為441千瓦,連續(xù)飛行功率為423千瓦,大修時(shí)間間隔為3000小時(shí).不用移開主槳的任何一個(gè)部件便可更換傳動(dòng)裝置.MD600N保留著麥道公司獨(dú)特的主軸一槳毅支撐系統(tǒng).所有的動(dòng)載荷不是由傳動(dòng)裝置傳遞而是由固定在機(jī)身上的主軸傳通。分離的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)軸把發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩傳給主槳毅。

MD500的系列由5片槳葉組成而MD600N則由6片槳葉組成,全部與主槳鉸接在一起.槳毅與MD500系列的非常相似,只改動(dòng)了槳葉拉環(huán)和下垂限動(dòng)塊環(huán)的尺寸以便安裝第6片槳葉.采用MD500F的全金屬式槳葉.槳葉上裝有抗磨鎳條。用快卸銷使槳葉與將毅連接,可以不用其它工具快速裝卸槳葉.