冲上云霄

多任务直升机满足市场需求

能力是设计或转换的功能。 Helos无需修改即可提供操作灵活性,或者通过安装特定任务的设备适应各种角色而提供了灵活性。


空客H125执行消防任务。它具有机械和空气动力学配件,可以区分相同机身的特定任务军事和民用版本。
唐·范·戴克
ATP / Helo / CFII,F28,贝尔222。
专业飞行员加拿大技术编辑

Helicopter多功能性的特征是多种多样的,常常令人困惑的术语,例如多域,多功能,多用途,多用途,多有效载荷,多服务,多用途等。

但是,这些概念不是同义词,由于缺乏有关以下方面的国际公认定义,它们在直升机的促销,审查和选择中的使用更加复杂:

•术语“角色”和“任务”,以及相关术语“多角色和多任务”。
•基本重量或尾流湍流类别(轻,中,重等)。
•评估旨在满足各种用户需求的功能的标准。
•确定和优化购置,运营和生命周期成本。

这些基本概念的一致定义,清晰的理解和统一的应用对于高效,经济高效地购买和使用这些独特功能的飞机至关重要。

本文中的讨论是基于从众多官方资源中提取的信息。

角色与使命

5位罗宾逊R66具有2叶片转子系统,巡航速度可达110 kts。在MGW悬停天花板超过10,000英尺OGE,范围为350海里(无储备)。航海版配有快速充气弹出浮标。 R66担当着各种运输,公共服务和公共事业的角色。

角色是设计和装备给定直升机的主要功能,并且是机组人员的培训。任务是一项任务(明确定义的要完成的动作或活动)以及其原因(目的)。

角色。 许多(如果不是大多数的话)商用直升机角色源自原始的军事设计和技术创新。

例如,1960年代中期推出的Bell 211(HueyTug)是Bell UH-1C Iroquois的专用商业飞行起重机版本。它配备了新的变速箱,更长的主旋翼,更大的尾架,增强的机身,增强的稳定性系统以及2650 hp的T55-L-7涡轮轴发动机。

同样,Sikorsky S-64 Skycrane是由Sikorsky CH-54 Tarhe开发的,Kaman K-MAX的相互啮合的旋翼系统是从Kaman HH-43 Huskie的同步直升机设计演变而来的。

任务。 任务是衡量直升机机队必须具备的能力的指标,通常会以最合适的方式与直升机角色相匹配。

任务多种多样,其示例包括营销,演示,放牧和游戏捕捉,飞行表演,城市空中机动性(UAM),自治,按需机动性以及先进的有人/无人组队和蜂群。与角色和/或任务相匹配的直升机只需很少或不需要任何修改即可完成每个操作。

MD 902 Explorer双引擎发动机将高性能和低直接运营成本与大型机舱相结合,可为EMS,执法,SAR,媒体,VIP /行政运输,离岸和公用事业等市场提供服务。它具有全铰接的主转子系统和低维护的轮毂。 NOTAR防扭矩控制可在增强安全性的同时减少外部噪音和飞行员工作量。

多角色,多任务,特定任务

直升机的中心价值是其适用性,就绪性和任务可用性。多种直升机配置的主要目标是为军事和民用用户提高可用性,实用性和可负担性。

多角色。 术语“多用途”适用于具有两种或更多种主要功能的直升机,无需进行必要的修改或通过模块化系统,量身定制的设备和/或航空电子设备的组合进行修改,从而允许同一机身在角色之间快速转换。

多用途直升机的开发试图通过共享通用机身来降低成本,从而减少后勤足迹和支持不同类型直升机所需的人员数量。

多任务。 运营商历来倾向于购买针对其预期领域(例如,海事,地面)进行了专门优化的旋翼机。但是,石油和天然气行业的低迷尤其减少了对直升机的总体需求。这使得运营商越来越多地寻求能够实现域互操作性的多个任务的飞机。

直升机行业的高管们认为,当前市场正在寻求更大的实用性,从而推动了对能够完成更多任务的旋翼飞机的需求。

多任务直升机的种类繁多,从单引擎的莱昂纳多AW009(SW-4)到轻型的三引擎莱昂纳多AW101梅林。多任务的变化既有直升机角色的实现,也有多用途平台的新应用的确定。

多任务概念也可以应用于直升机航空电子设备。飞行管理系统(FMS)升级提供了用于执法和类似功能的高级功能,只需按一下按钮即可向机组提供多个任务配置文件,从而节省了工作量并增强了对情况的了解。

多用途Leonardo AW159 Wildcat最近作为Westland Super Lynx军用直升机的改良版投入使用,该直升机的设计目的是在公用事业,SAR和反水面作战(ASuW)中起作用。

特定于任务。 关于多角色和多任务直升机的意见仍然分歧。从一开始就为多个几乎排他的角色进行设计可能会导致性能不理想。

多角色飞机往往比必要的更大,过于复杂,并且具有很高的性价比。某些军用和民用飞机设计虽然具有创新性和技术上的可行性,但已证明其成本高昂,无法满足基本期望。

结果往往是昂贵的后期制作修改和延长的采购时间。空中客车直升机公司在2019年直升机展览会上宣布专注于专用直升机类型,以执行更狭窄的任务。

这种方法基于这样的理念,即特定任务的设计可以很好地完成该任务,并且在一定的时间内可以扩展到其他任务。

但是,以为军事/准军事/警察,VIP /行政运输和紧急医疗服务(EMS)定制的专用直升机为代表的直升机,不容易或快速地从一种角色转换为另一种角色。

评估角色/任务设计

不同的直升机使用者(即私人所有者,商业经营者,跨国公司,武装部队,国家机构,边境安全局等)可能将同一架直升机用于各种任务。一个共同的目标是确定一种最佳的角色/任务设计,以最低的生命周期成本(LCC)满足广泛的用户要求。

这应该包括一个正式的决策过程,以评估不同的设计解决方案,但是它必须不仅仅是对性能和设备进行简单比较的过程。荷兰国家航空航天实验室(NLR)开发了优化LCC的多用途直升机设计框架。修改此方法后,将定义主导任务要求的因素(飞行时间,航班概况,有效载荷等),然后可以确定与这些要求理想匹配的角色特征。

然后,通过权衡分析评估直升机设计对这些参数的敏感性。比较将为决策者提供有关购买新飞机和保留现有飞机的选择信息。

空中客车H215超级彪马是原始SA 330彪马的4叶片重新设计版本,具有更高的性能和容量,可用于乘客,公用事业和空中工作任务。它可容纳17/19人,20/22部队或9900磅的外部负载。

基线设计。 直升机的设计通常是由性能要求驱动的,而质量要求在历史上一直被视为主要的优化标准。这些都与基于技术意见和经验的绩效指标一起制成表格。简单地,然后将候选直升机与基准直升机进行比较并进行评分。

但是,还必须考虑推进,自治,交流和感知技术的融合以及其他较不常见的影响。这些可能包括:

•替代动力(涡轮,电动,混合动力)。
•复杂操作的安全管理手册(SMM)要求。
•解决机舱和角色设备设计问题。
•对有问题或功能不足的飞机系统正在进行的验证/确认活动。
•黑暗,天气,密度高度的限制。
•在退化的电磁环境中的网络安全性和生存能力。
•能源效率和社区噪音。
•简化的控制和自动化在培训,征聘和保留飞行员方面的作用。
•OEM的保险和责任(尤其是那些私有和自保的)。
•适航率指令(AD),服务公告(SB),服务信函(SL)。
•退役和转售。

多用途直升机的风险标准可以通过需要特定许可的操作来表征,例如基于性能的导航(PBN),低能见度操作(LVO),增程操作,提升操作,EMS,夜视成像系统(NVIS)或危险品(DG),以及操作环境(近海,海洋,山区等)。

LCC不仅受任务特性的影响,还受所应用维护策略的影响,而维护策略又会受到设计选择的影响。为了优化成本,在初步评估/选择阶段需要一种多学科的优化方法。

贝尔FCX-001 6人座概念直升机在2017年直升机展览会上亮相,其特色是采用可持续材料制成的机身,混合动力推进系统,人工智能副驾驶以及可适应不同飞行条件的变型旋翼桨叶。

未来

预计多用途旋翼飞机的未来将继续受到军事应用技术和设计的影响。

美国陆军联合多角色(JMR)技术演示程序旨在实现旋翼飞机的速度,射程和悬停稳定性的显着提高,同时降低单位和维护成本。

贝尔V-280 Valor倾转旋翼机(比竞争对手的速度更高,航程更远)和西科斯基-波音SB候选人>1架Defiant复合直升机,由于其双旋翼,其下降气流和噪音较小。两架飞机的速度和航程都吸引着多用途商业应用。

JMR技术演示者的努力将为美国陆军未来垂直举升(FVL)系列系统的需求提供参考,该系列系统将于2030年代投入使用,旨在取代西科斯基UH-60黑鹰和波音阿帕奇直升机。

北约工业咨询小组(NIAG)建议,未来的旋翼飞机设计应避免使用单一主旋翼,而应采用同轴,倾斜旋翼或复合结构。其他需要解决的概念包括空气力学,实验空气动力学和驱动系统。

支持FVL开发的主要角色包括进行突击,城市安全,攻击,海上拦截,医疗后送,人道主义援助/救灾,战术补给,直接行动,非战斗员撤离行动以及战斗搜索和救援任务军队和联合部队。

FVL系统发展过程中获得的经验和技术将在广泛的用户中共享,并在下一代旋翼飞机多角色能力计划中发挥作用。在民用和军用市场,制造商都将努力提供越来越多的产品,这些产品能够从一种角色转变为另一种角色,并且具有越来越大的使命范围和能力。


唐·范·戴克(Don Van Dyke)是蒙特利尔奇卡蒂米航空学院高级航空航天学教授。他是一名18,000小时的TT飞行员和讲师,在飞机和直升机上具有丰富的航空,商务和包机经验。他曾是国际航空运输协会的前任运营总监,曾在国际民航组织的多个小组中任职。他是皇家航空学会的会员,并且是联合国管理下技术项目的飞行运营专家。

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