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[交通工具] 产品进化案例——直升机

产品进化案例——直升机

范:产品如同生物,具有一种进化的过程,符合技术曲线。看整个历史的发展过程,可以明白产品的进化学。
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http://tech.sina.com.cn/d/2007-09-08/00101726405.shtml

直升机百年简史:从人类首架机到空中滑板车II
2007年09月08日 00:10  

  新浪科技讯 北京时间9月8日消息,据国外媒体报道,从第一架直升机上演“处女秀”到现在已经有100年历史了。在这段漫长的旅程中,直升机究竟经历了怎样的变化?以下二十张照片将为你展现这100年来直升机的演化。
  1.人类历史上的第一架直升机


人类历史上的第一架直升机

  1907年——也就是在莱特兄弟上演人类历史上第一次飞行壮举几年之后,汽车与马车相比仍没有在速度上体现出太大优势。但在法国,一群修补匠却正对另一种具备新奇运动能力的机械装置——直升机进行实验。虽然当时的直升机与现在的版本没有太多类似之处,但这种新型机械装置确实让人类在研制直升机的道路上成功地迈出了第一步,简单地说就是要靠螺旋桨产生的动力上演有人飞行。
  人类历史上的第一架直升机最终在1907年浮出水面。当时,莫里斯·里格尔、雅克·布莱盖特、路易斯·布莱盖特和保罗·库努等人的设计,在飞行了很短的时间(只能用秒计算)之后,便无奈地与地面“亲密接触”了。这些早期的直升机同样需要有人在地面上对其加以稳定。库努研制的直升机是在1907年11月上天的,它在一个高度上的飞行时间最长时达到了20秒。实际上,我们似乎不应该将当时的“高度”理解为通常意义上的“高度”,因为不过是在膝盖与眼睛之间罢了。库努的直升机机身两端分别装有一个旋翼,它们以相反的方向旋转,用以抵销扭矩。
  2.“皮特卡恩 PAA-1”旋翼飞机

“皮特卡恩 PAA-1”旋翼飞机

  在20世纪的前几十年,已经“长大成人”的飞机参与了第一次世界大战,同时又成为战后演说家四处游说的必备工具。1927年,查尔斯·林德伯格第一次成功上演不间断飞越大西洋的壮举。上世纪30年代初,威利·波斯特又两次完成绕世界飞行。
  而此时的直升机正在苦苦等待着技术突破,原因在于:直升机不只是在飞机上安装螺旋浆那么简单,它要解决难度更高的机械问题。飞机是靠机翼提升自己的高度,这就允许它们使用一个相对来说较小的引擎提供推进力。但对于直升机来说,这两项工作都要依靠它们的旋翼来完成。此外,扭矩也是另一个不得不考虑的严峻挑战,发明家一直尝试用新的方式抵消这种螺旋运动产生的扭矩,这种运动会通过它的大块头主发动机对机身产生不利影响。即使到了现在,直升机仍是一个更大的“噪音制造者”,摇晃的程度也要高于普通的飞机。
  多年来,人们一直尝试制造一种飞机与直升机的混血儿——旋翼飞机。这张没有标注日期的照片(可能是上世纪30年代初拍摄的)中的家伙就是“皮特卡恩 PAA-1”。它脑袋上顶着一个大螺旋浆,身体却是标准的单翼机。旋翼飞机无疑是一个重量级的飞行器,至少暂时可以这么说。美国女飞行员阿米莉娅·埃尔哈特曾经驾驶过旋翼飞机,赫伯特·胡佛也曾对制造商“哈罗德·皮特卡恩”大为褒奖。
  3.“柯蒂斯-布里科尔”直升机

“柯蒂斯-布里科尔”直升机

  1930年6月,名为“柯蒂斯-布里科尔”的直升机第一次与世人见面。它的机身看起来似乎是从飞机那“偷”来的,但机翼绝对没有采用这种方式——或者说,它们来了个大搬家,被安装在正确的角度后才成为直升机的旋翼,每一个旋翼都拥有自己的推进器。当时的《时代》杂志报道说,这是一架历史4年耗资25万美元秘密研制的直升机。它的名字来自27岁的设计师马特兰德·巴克鲁·布里科尔以及帮助他完成制造的公司“柯蒂斯飞机与发动机”。
  很显然,“柯蒂斯-布里科尔”并没有太多的创造性。1935年,布莱盖特制造的“实验版旋翼机”(Gyroplane-Laboratoire)上演了飞行秀,它被誉为人类历史上第一架成功的直升机。大约1年之后,海恩里奇·福克和盖德·阿奇希里斯打造的Fa-61浮出水面。
  4.单旋翼直升机“PV-2”

单旋翼直升机“PV-2”

  1943年10月,我们又一次迎来激动人心的时刻,这一次要感谢弗兰克·皮塞克基。当时,皮塞克基设计的单旋翼直升机“PV-2”进行了示范飞行。根据史密森尼学会的国家航空航天博物馆提供的资料,“‘PV-2’的飞行实现了空前的平滑性和稳定性”。
  在当时那个年代,工程师和梦想家曾设想着制造一种新级别的私人飞行器,希望让普通人能够像驾驶汽车一样上演飞行壮举。国家航空航天博物馆提供的资料称,“PV-2”曾成为一部名为《让每一个车库都拥有一架小飞机》(An Air Flivver in Every Garage)的新闻短片的主角。
  航空航天博物馆表示,“PV-2”并没有超越原型的阶段,它使用的是一个90马力的“富兰克林”发动机,传动装置也主要是用廉价汽车的零部件制造的。“PV-2”真正的革新之处是旋翼,尤其是它们平衡机身的方式。
 5.“R-4”直升机

“R-4”直升机

  “西科斯基”飞机公司的“YR-4B/HNS-1”进行了风洞试验,技师在风洞内安装了照相设备,用以拍摄旋翼打开-闭合的照片。“R-4”是第一种大批量制造的直升机,二战期间便制造了几百架。在设计上,它的特性与皮塞克基的“PV-2”类似——同样是使用一个大型主旋翼和一个小型垂直尾翼(只是其中一个)——所产生的导向力也与绝大多数现代直升机毫无差异。“R-4”问世的重要意义在于让直升机的应用成为一种可能。在这里,我们应感谢伊格尔·西科斯基这位来到美国的俄罗斯移民。
  6.“西科斯基”公司的“R-4”

“西科斯基”公司的“R-4”

  “西科斯基”公司的“R-4”在战争期间执行任务时暴露出一定的局限性,但对于一些士兵来说,它所执行的任务还是会起到非常重要的作用。“R-4”是美国陆军航空队第一架用于执行营救任务的直升机。说到这,我们不得不一下卡特·哈蒙少尉。1944年4月,驾驶“R-4”的哈蒙少尉在缅甸高地上演了一场惊心动魄的战场营救行动。由于引擎马力存在局限,“R-4”一次只能营救一个人,但当时进行的营救行动第一次就让3个人脱离险境。
  7.“西科斯基”打造的直升机“HRP-1”

“西科斯基”打造的直升机“HRP-1”

  如果海岸巡逻队停在地面上的直升机让你联想到一种热带水果,请不要认为自己的想法有些不可思议,因为你绝不是唯一一个产生这种想法的人。这种同样由“西科斯基”打造的直升机名为“HRP-1”,它装有两个旋翼,但由于长相比较怪异,很多人形象地将其称之为“会飞的香蕉”。(“HRP-1”1945年第一次与世人见面。在提到它的前辈的时候,“西科斯基”的员工甚至使用了“狗船”这个词。)
  “HRP-1”两个旋翼一前一后的设计的优势在于,相对于单旋翼的版本相比,飞行员能够更容易地控制飞机。除此之外,额外的提升力也意味着能够搭载更多的人员和货物,这样一来,重量分配就不再是一个恼人的问题。由于采用弯曲的机身,“HRP-1”后面的旋翼要高于前面的“同伴”,这种设计可以阻止桨叶发生碰撞。
  装有600马力引擎的“HRP-1”可搭载10名乘客以及两名机组人员,能够运送的货物重量超过1800磅,每小时飞行距离达到96英里,最远飞行距离为265英里,在正常负载情况下的飞行高度可超过1万英尺。“HRP-1”曾在海军陆战队和海岸巡逻队服役,负责执行搜索、营救、运送重型物资和反潜艇作战等任务。
  8.“沃特尔VZ-2”

“沃特尔VZ-2”

  “R-4”的大型单旋翼和“会飞的香蕉”一前一后的双翼可谓是直升机家族的两个基本设计,主流直升机通常会采用其中一种设计。基于航空学研究的需要,人们就研发了其它可实现垂直起降的设计。其中的代表当属1960年的“沃特尔VZ-2”——曾在大约1957年至1964年间进行试飞。其它垂直起降的飞机包括现在的“鱼鹰”,在机翼旋转的时候,用于机翼的推进器同样具有直升机旋翼的功能。“沃特尔”飞机公司是皮塞克 基在离开“皮塞克基直升机”公司之后创办的,后来被波音公司收购。

 9.“SH-3海王”

“SH-3海王”

  在上世纪六七十年代,美国宇航员乘坐的航天器在海面降落,而将他们接回航天中心的正是直升机。事情发生在1965年8月29日,一架“SH-3海王”从美国的“香普兰湖”号航母上起飞,将在海面降落的“双子星V”号飞船的宇航员“打捞”上机。
  “西科斯基”(现在是联合技术公司的一个分部)制造的“海王”系列可搭载4名机组人员,飞行高度接近1.5万英尺,飞行距离超过500海里,最高速度可达到120节。“海王”的一个版本——“VH-3D”多年来便是美国总统首选的直升机,也被称之为“海军一号”。
  10.“贝尔UH-1休伊”直升机

“贝尔UH-1休伊”直升机

  很多飞机并不拥有一首属于自己的主题曲,理查德·瓦格纳打造的《奥丁女仆的飞行》(Flight of the Valkyries)算得上唯一的一首。自弗朗西斯·福特·科波拉1979年执导的影片《现代启示录》上映后,“贝尔UH-1休伊”直升机便与这首悦耳的歌曲建立了永远也不分离的关系。
  越战期间,“UH-1休伊”的表现可谓令人难忘,它成为将美军士兵派往和撤出战场的主要手段,此外还要执行其它一些重要任务。在这幅拍摄于1967年的照片中,一群海军陆战队员正在非武装区进行巡逻,在他们的上空正是全副武装的“休伊”。
  第一架“UH-1休伊”是在上世纪60年代开始服役的。很多年过去了,它已然成为人类历史上最受欢迎的直升机,无论是作为民用还是军事用途。时下,“贝尔”直升机公司仍在研制“UH-1休伊”的新版本。
  11.McCulloch J-2 超级旋翼机

McCulloch J-2 超级旋翼机

  还记得旋翼机吗?这一概念在20世纪30年代后出现,美国宇航局于1973年测试了McCulloch J-2 超级旋翼机。虽然这种飞机由联邦航空局授予了飞行证书,允许进行商业生产,但最终只建造了十几架J-2 超级旋翼机。
  12.波音V-22鱼鹰(Osprey)偏转旋翼垂直起降飞机

波音V-22鱼鹰(Osprey)偏转旋翼垂直起降飞机

  垂直起降的概念在波音V-22鱼鹰(Osprey)偏转旋翼垂直起降飞机上得到了充分体现,并被进一步扩展。在1998年的试飞中,一架仍处于开发阶段的鱼鹰飞机携带一辆重6500磅的悍马车,以120节的时速飞行。这种经常引起争议的倾斜翼飞机现在仍在生产。美国海军陆战队已经拥有少量这种飞机。
  鱼鹰飞机拥有一个可容纳3名机组成员的驾驶舱,它能运载24名乘客或2万磅的货物。波音公司计划该飞机的时速将达到250节到300节,军队发动两栖攻击时,飞行直径可达到100海里。由贝尔-阿古斯塔航空与航天公司研发的民用版本的BA609 倾旋转翼飞机目前正处于开发阶段。该公司希望能在2011年首次交付使用。
   13. 重型直升机Sikorsky S-64

重型直升机Sikorsky S-64

  重型直升机Sikorsky S-64可上溯到20世纪60年代初期,它的设计只保留了直升机机身的基本元素,因此更大的发动机产生的力量可以提升外部载荷。现在,军事上不再利用这种起重机式的直升机设计了。现在还用于商业和其他民用,例如运输木材或(在上面安装上水箱)灭火。重型直升机Sikorsky S-64能运载2万多磅货物。
  20世纪90年代,爱力克森空中起重机公司将S-64用于商业生产。爱力克森飞行起重机公司的直升灭火飞机携带一个重2650加仑的蓄水系统,这个系统既可以喷出水,又可以喷出阻燃物质。
  14. CH-47“支努干”(Chinook)运输直升机

CH-47“支努干”(Chinook)运输直升机

  CH-47“支努干”(Chinook)运输直升机是美军目前更喜欢使用的飞机。最新版本的前后转子直升机CH-47F在8月中旬初次露面。波音公司对它进行了一些改进,其中将原来这种飞机的仪表改成了数字显示屏。CH-47F拥有两个4800马力的发动机,能让它在飞行中达到175英里的时速,并能提升2.1万磅的重物。在2006年12月拍摄的这张照片中,伞兵从美国弗吉尼亚州李堡上空的一架早期型号的飞机上跳伞。第一架“支努干”运输直升机飞上蓝天是在差不多50年前。
  15.卡-27“蜗牛”反潜直升机

卡-27“蜗牛”反潜直升机

  一些直升机拥有两个大型重叠的转旋翼,与旋翼安装在机头和机尾的飞机相比,这种飞机更具优势。双发共轴反转旋翼确保了转矩处于控制之中。这就是由俄罗斯卡莫夫设计局研制的卡-27“蜗牛”反潜直升机。几年前,在波罗的海的操作训练期间,该机降落到圣哈辛托号航空母舰上。
  16.米-24“母鹿”武装直升机

米-24“母鹿”武装直升机

  米-24“母鹿”武装直升机由俄罗斯研制,看到它我们就会想起冷战。这是一种快速、装备精良的重装甲武装直升机。它还能作为运兵直升机,机舱内可以容下8名士兵,但这并不是它的主要任务。虽然有很多这种飞机负责在东德和西德巡逻边界,但是“母鹿”直升机在苏联占领阿富汗期间,参加了大部分战斗行动。在2000年2月拍摄的这张照片上,这架属于美军的飞机刚完成一天的工作。这一天,在美国内华达州法伦的海军飞行基地的搜索和营救训练中,它担任反方角色。
MH-6X轻型直升机

A/MH-6X轻型直升机

  这种外表看起来非常普通的小型直升机,是美国波音公司最近设计的A/MH-6X轻型直升机,它在2006年9月第一次试飞,飞行时间超过14分钟,有一名飞行员。它是一咱军用飞机,既可以有人驾驶,也可以无人驾驶。这架进行表演的飞机在两年内的飞行时间已经达到500小时。据波音公司说,它对A/MH-6X进行的最有意义的革新是驾驶舱的航空和电子系统。网络中心(对战斗系统来说,网络变得更加重要)的特征包括测速雷达通讯、数字无线电、IP设定飞机系统(IP-addressable aircraft systems)和机上高速宽带数据处理和储存系统。
  18.MQ-8B 火力侦察兵无人机

MQ-8B 火力侦察兵无人机

  经过多年的改进,无人机可以执行更多的飞行任务。这种无人驾驶飞机是航空发展领域的一大热门。地面无人驾驶交通工具也非常流行,美国高级研究计划局即将举办的城市挑战赛就是个有利的证明。例如,诺斯罗普-格鲁曼公司研制的MQ-8B 火力侦察兵,它在2006年12月第一次试飞。现在正在设计的陆军和海军版本的飞机能以125多节的时速飞行,最高高度可达2万英尺,承重600磅。该公司表示,这种9.5英尺高,拥有最小有效载荷的直升机的飞行时间超过8小时。它可执行的任务包括监视、侦察和命中目标。
  19. A600 Talon直升机

A600 Talon直升机

  虽然军事企业仍是生产直升机的主流,但大量商业性企业正在努力将直升机卖给私人,作为娱乐和集体活动之用。其中一个这样的公司是钱德勒的Rotorway国际公司。今年夏季,它的A600 Talon直升机在威斯康星州威斯康辛的AirVenture航空展上揭开了它的神秘面纱。该公司表示,这架两座位飞机在开着机门的情况下,能以100英里的时速进行长距离飞行。该机还能运载535磅的有用物资,其中包括行李舱中的100磅。
  20. 空中滑板车II

空中滑板车II

  真正喜欢冒险的人可能会希望尝试一下像空中滑板车II这样的直升机,从某些方面来说,这种飞机又倒退到很久以前的直升机时代。该机只有65马力,拥有四冲程的发动机,机身重约300磅 ,时速可达55节。该公司计划在洛杉矶举行的美国电子科技成果展(Wired NextFest)上展示这种飞机。(杨孝文)

 

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网页上介绍更详细,武器的设计真是惊人的美丽。
http://www.airforceworld.com/heli/ah64.htm


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