处理直升机技术质量问题分析与研究

处理直升机技术质量问题分析与研究

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航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司  黑龙江省哈尔滨市150060

摘要：相比较于其他的飞行器，直升机具有自己的优势，它可以做到在空中悬浮停止，而且它对于起飞的要求也很低，不像民航、战斗机，直升机的起飞不需要进行助跑，它可以实现垂直起飞。正是因为这些特点，直升飞机在日常生活、军事方面都有着不可忽视的作用，它的强度在一定程度上可以代表国家的综合国力。虽然，直升机研发技术属于高新技术产业，我国对于直升机的创新与研发也投入了大量的财力与人力，但是，我们的直升机技术的发展依旧落后于部分发达国家。本文针对我国直升机技术的现状进行了细致的分析，在一定程度上掌握了落后的原因并提出了部分建议。

关键词：直升机，技术现状。发展趋势

直升机在飞机飞行中发挥着独特的作用，因为直升飞机能够悬停、垂直起降和低速机动，这是其他飞机所不具备的。直升机也是军民两用的通用飞行器，广泛应用于军民两用。直升机技术已成为国家综合实力的重要标志。因此，充分了解我国直升机技术与其他发达国家的差异，可以很好地指导我国直升机技术的发展。本文简要介绍了该国直升机技术的现状，并展示了我国直升机技术发展的未来趋势。

一、直升机技术现状分析

当前，世界直升机产业正处于高速发展阶段，随着直升机技术的逐步发展和完善，军用和民用直升机的市场需求显着增加。为满足军事行动的需要，需要直升机执行各种作战任务，以满足军事战略的需要。直升机在私营部门也有重要应用，以满足市场需求和降低成本。因此，新直升机的开发应着眼于在时机成熟时改进设备。就全球直升机技术而言，主要特点是：（1）技术的整体气动设计更加复杂、全面、一体化，应从各个角度满足客户的需求。（2）新一代旋翼系统技术已全面实现，在基于位置进行维护时，直升机叶片的使用寿命是无限的。（3）综合隐身技术大幅提升，新的缓存技术和设计可以有效提高直升机的红外、雷达、视觉和声学性能，满足和降低直升机的安全要求。 (4)直升机机身设计更加模块化，机身结构大大简化，零件数量大大减少，加快了维修和保养过程。(5)主要部件由复合材料制成。一种通过提高抗摔性和耐用性来延长表壳寿命的材料。 (6) 发动机技术的油耗逐渐降低，功率重量比日益提高。(7) 最新的监控、数字控制和APP状态监控系统得到了完善。开发现代航空系统和设备，以满足信息交换和复用的需要，以及在全天候作战直升机上使用现代制导传感器。水平有了很大的提高。（8）新型高速设计技术满足高速直升机飞行和各种作战任务的需要[1]。

即使经过多年的发展，直升机工业、生产、试飞、试验等装备在国内已经达到最高水平，作为具体研发、生产技术的基础。产业整合整体影响还不够。支撑产业的技术基础薄弱，尚未形成成熟、自主的技术研发体系，设计水平和技术含量不高。直升机产品方面，国内直升机产业发展了以AC310、311、312、313、352等为代表的生产线，但30吨以上的大型直升机市场几乎空无一物，国外高科技直升机仍处于需要应对大规模的自然灾害。同样在我国，目前能够在高海拔地区运行的直升机很少。这是目前加快利用高水平条件，适应经济、社会和战略安全发展的需要。

目前，我国直升机技术水平与国外发达国家技术较大水平仍存在差距。设计制造、核心技术、材料加工或先进的研究技术都缺乏必要的自主创新能力。又因为缺乏技能，严重缺乏技术基础，缺乏各类数据库，缺乏先进技术和研究，缺乏新思想、新技术、创新能力。一种直升机技术的研发方法，极大地限制了该国直升机技术的发展。

二、我国直升机技术发展趋势分析

1.不断累积先进的技术经验以提升整体性能

直升机的技术发展正逐渐系统化、超前化。随着早期构型技术、气动干扰技术和高性能飞行设计的发展，军用直升机的研制和改装正在逐步取得进展。目前，直升机的设计和飞行控制技术的整体性能都处于较高水平，噪声控制效果也很出色。座椅与控制台的距离也变得更加舒适，强调人性化设计。为了满足用户的需求，直升机的整体飞行速度也得到了很大的提升。

2.旋翼桨毂的改进和创新

随着我国直升机技术研发重量和投入的增加，近年来出现了电子信息、新型反扭矩系统、建筑规模控制技术和新型旋翼技术等直升机新技术。国家决定升级直升机技术的一个重要标志将是对旋翼桨毂的改进和修改。首先是转子轮毂的改进，滚子轮毂的设计将是未来发展的主要重点。二是转子桨毂设计，复合材料单向柔性梁具有更大的强度和柔性刚度。即使在硬模式下，也能实现桨毂的低抗扭刚度，更有效地起到平衡和摆动的作用。此外，无线螺旋桨轮毂结构简单，在结构成本、利用效率和质量上具有很大优势。

3.电驱动技术进步促进直升机电气化发展

电动直升机使用电动机代替燃料驱动的发动机，储能使用电池代替燃料，从而简化了复杂的驱动系统。具有无排放、低噪音、低振动等特点，能满足环境环保要求，是未来城市航空运输直升机技术研究的热门领域。随着燃料电池和发动机技术的改进和完善，直升机的电气化近年来取得了长足的进步。贝尔以贝尔 429 直升机为基础，对改进型电动扭矩 (EDAT) 系统进行了测试，消除了复杂的机械驱动尾桨和电力分布尾桨。每个尾桨由一个单独的电机驱动，如果尾桨的一部分发生故障，尾桨的其余部分可以提供一定程度的反向扭矩。与传统的尾桨相比，EDAT 更简单、更高效，并且具有安全边际。

4.CFD计算方法的运用

无论是在发达国家还是在我国，都对旋翼涡系统和旋翼周围光滑气场理论进行了多次理论和仿真试验。近年来，我国在这方面取得了进展，对国产直升机的设计研发起到了重要作用。过去 30 年的直升机研究方法表明，CFD 方法可以准确地提供合适的主旋翼周围气流的动态特性，简化了直升机动态特性和实验载荷的计算。因此，我国重视利用CFD计算方法计算主旋翼周围气流的特性，促进了我国直升机技术的发展和提高。

5.不断向高科技网络化、智能化方向转变

今天，信息技术的传播促进了社会各个领域的发展。在西部一些高端直升机产区，网络和智能数据的系统化使用，大大提升了直升机的整体性能。尤其是在美国，无人机操作系统、网络信息技术的运行在这里发挥着重要作用，实力不容小觑。因此，我国直升机产业未来的发展趋势必然是向计算机和网络智能化过渡。

6.解决震动问题

振动是直升机技术必须解决的问题，也是直升机设计和开发的主要挑战之一。随着主动减震技术的出现和改进，直升机的振动问题可以在一定程度上减少。主动减震技术是基于使用最新的主动控制技术来控制直升机的振动。采用最新的主动控制技术，躯干响应主旋翼的激励，减少直升机的振动[2]。

7.模块化组合多旋翼飞行器得到发展

旋翼是用于垂直发射和下降的高效空气动力学部件。但是，由于物理限制，转子几何形状不能无限增加，负载能力的增加是有限的。近年来，随着飞控和MEMS技术的发展，模块化和分布式设计的思想为多旋翼飞行器的发展提供了新的思路。同时，人工智能技术使模块化和自组织多层次飞机与集群螺旋桨无人机之间的智能过渡成为可能，在军用和民用领域发挥着重要作用。

三、 结语：

总之，我国的直升机技术还有很大的进步空间，虽然我们在技术上不如发达国家，但是我们拥有更好的前景，只要抓住机遇、瞄准需求，我们的直升机研发技术一定会有新的突破。

参考文献：
[1]邓景辉，直升机技术发展与展望[J].航空科学技术，2021，32（01）
[2]吴希明,张广林,牟晓伟. 中国直升机产业的现状及发展建议[J]. 航空科学技术,2021,32(01):3-9.

[3]吴希明,牟晓伟. 直升机关键技术及未来发展与设想[J]. 空气动力学学报,2021,39(03):1-10.