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酷帅气,前景广阔,ZN-1倾转旋翼机

2024-03-09军事

在第六届天津直博会上,一架造型独特的飞行器引起了众多观众的兴趣,除了炫酷帅气的机体造型,更吸引人的是它采用了类似美国「鱼鹰」倾转旋翼机的设计结构和工作原理,发动机舱采用可旋转设计,能够在垂直起降和平飞两种模式之间进行切换,从而兼顾直升机与固定翼飞机的优点,它就是ZN-1倾转旋翼机。

事实上,近几年的国内航空展上,经常可以看到倾转旋翼机产品,比如彩虹-10倾转旋翼无人机,使用AES100发动机的彩虹-10升级版,还有去年珠海航展上航空工业展示的新型倾转旋翼机等,再加上此次的ZN-1倾转旋翼机。说明国内开始重视倾转旋翼机技术的发展,并有一定的需求,促进了该领域的发展。

ZN-1倾转旋翼机

国产倾转旋翼机发展

倾转旋翼飞机是上世纪80年代开始成熟的新型旋翼飞行器,其既具有传统旋翼飞机垂直起降和空中悬停的能力,而在旋翼倾转后进行巡航飞行时又酷似螺旋桨动力的固定翼飞机,从而融合了直升机与固定翼飞机的优点,既可像直升机那样在较小空间垂直起降以便于人员、货物装载和部署使用,又具有固定翼飞机较高的飞行速度和较远的航程,故而很受青睐,不少国家都曾进行过研制。

不过,倾转旋翼飞机的研制难度非常大,很多研制项目最后都不了了之,最终研制成功并实现批量装备的只有美国的V-22「鱼鹰」倾转旋翼机。近年来,美国更是推出了一批新型倾转旋翼机,如贝尔直升机公司和洛马公司联合推出了新一代倾转旋翼机V-280,贝尔公司推出的一款倾转旋翼无人机V-247等。倾转旋翼机正在蓬勃发展。

而我国也很早就想研制这种先进飞行器。此前几届航展上,航空工业部门曾展出过一种4旋翼的大型民用倾转旋翼机,叫「蓝鲸」,它类似于美国取消研制的贝尔V-44,载重可达20吨,相当于运-9中型运输机,是「鱼鹰」双倍不止,但研制难度太大了,一直没有下文。

正在两栖攻击舰上垂直起飞的美国MV-22「鱼鹰」倾转旋翼机

之后,2018年珠海航展上,航天科技彩虹公司首次展示了彩虹-10倾转旋翼无人机,后面两届珠海航展该机也都有参展,一次比一次成熟。2022年7月份,中国航发和彩虹无人机在京签约,将为大型无人倾转旋翼机提供国产1000千瓦级民用涡轴发动机AES100,大家根据发动机的功率猜测这款无人机很可能与美国V-247一个级别。再然后就是2022年的珠海航展上,航空工业展出了一款新型倾转旋翼机模型,外观和尺寸都比较接近AW609。该机是贝尔公司与阿古斯塔合作研制的7吨级中型民用倾转旋翼机,采用两台成熟的普惠PT6C-67A涡轴发动机,最大飞行速度超过500千米/小时,可载客6到9人或2.5吨货物,航程约1600千米。

从上述发展可以看出,国内清楚地认识到倾转旋翼机的研制难度,所以非常务实,准备按照「先易后难」、「先小后大」、「先无人后有人」的步骤来推进。先研制彩虹-10这样的小型倾转旋翼无人机,等有了一定的技术积累和成熟的国产发动机,再研制彩虹-10的升级放大版,接着再研制中小型的民用倾转旋翼机磨炼技术,最终再向军用大型倾转旋翼机发起冲击。

国产「彩虹」-10小型倾转旋翼无人机

ZN-1倾转旋翼机

从外观上看,ZN-1倾转旋翼机体型不是很大,座舱只能容纳两人,属于小型倾转旋翼机。ZN-1的机体外形接近纺锤体,接近机身中部与机翼连接处的机体横截面最宽最大,越到机头和机尾则截面尺寸越小,整机外形过渡十分流畅。这种设计一方面将使ZN-1具有良好的空气动力学性能,可以降低飞行阻力以适应高速飞行。从展板介绍可知,该机还采用了模块化设计,具备机体动力系统和任务模块迅速互换的能力,可通过更换机体模块和动力单元,在整体设计改动最小的前提下,实现多用途兼顾经济性。

而在最重要的倾转旋翼设计上,ZN-1采用了与V-22类似的发动机短舱整体倾转设计。即在类似固定翼飞机机翼的两端翼尖处,各安装一套可在水平位置与垂直位置之间转动的旋翼倾转系统组件,当飞机垂直起飞和着陆时,旋翼轴垂直于地面,呈横列式直升机飞行状态,并可在空中悬停、前后飞行和侧飞。在倾转旋翼机起飞达到一定高度和速度后,旋翼轴向前倾转90度角,呈水平状态,旋翼作为拉力螺旋桨使用,此时倾转旋翼机能够像固定翼飞机那样以较高的速度作远程飞行,因而兼有直升机和固定翼飞机的优点。

ZN-1采用了与V-22类似的发动机短舱整体倾转设计

应用方面,倾转旋翼机的特点使得ZN-1在飞行速度方面远远超过传统直升机,并与现代军用直升机相比,速度提高了1.5倍至2倍。这使得ZN-1在快速运输材料和人员、运输和回收部队等方面具备更大的优势。其次,ZN-1较小的体积和垂直起降能力,还让其具备低空渗透能力,非常适合执行快速侦察、快速渗透、快速突袭等特殊作战任务。与解放军目前使用的「猎鹰」旋翼机相比,ZN-1不仅能够垂直起降,最大飞行速度也快得多,使其在快进快出的作战任务中表现更加高效。这使得ZN-1在特种作战领域具备广泛的应用前景,可以成为解放军特种作战人员执行各种特殊任务的得力工具。

此外,考虑到ZN-1的体积小和低成本优势,它还可以在民用领域发挥重要作用。例如,可以用于城市巡逻警察,提供快速响应和机动性,并帮助维护社会治安;也可以用于森林防火消防,利用其低空渗透能力,快速响应并扑灭森林火灾。因此,ZN-1具备在多个领域发挥作用的潜力,具有广阔的市场前景。

ZN-1倾转旋翼机发动机特写

总之,ZN-1倾转旋翼机在第六届天津直博会上的亮相,展示了中国在航空领域取得的重要突破和创新成果。其设计独特、性能优越,使其在军事和民用领域都具备广阔的应用前景。相信随着技术的不断进步和市场的不断需求,ZN-1在未来将发展成为一种重要的飞行器,为中国的国防和应急救援事业做出重要贡献。

结语

国内众多倾转旋翼机产品的露面,表明国内在该技术领域的发展已经步入正轨。相信随着国内科研人员的不懈努力,我们必将在倾转旋翼技术领域进入国际先进行列,为我们的两栖攻击舰装备上先进的大型军用倾转旋翼机。