美國和俄羅斯的直升機，誰的性能更好，過去一段時間一直是大家津津樂道的話題。特別是俄羅斯的卡-52直升機，使用非常特殊的共軸雙槳，確實取得了不錯的效果。
但是，在這次烏克蘭戰爭中，卡-52直升機損失慘重。根據英國王家空軍學院的研究，超過20%的卡-52直升機在烏克蘭被擊落。我們今天就和大家來聊一聊，什麼是共軸雙槳，美國的挑釁者X直升機和俄羅斯比誰更優秀？
為什麼會有共軸雙槳出現
我小的時候看直升機的飛行，就一直有一個疑問，這直升機的尾巴上怎麼還有一個小風扇？而且它只向一個方向旋轉，它是幹什麼用的呢？
其實這個小螺旋槳，或者叫它小風扇，其實是為了平衡力矩的。一般的直升機，只有一個向上的螺旋槳旋轉提供升力。我們知道，有作用力必然有反作用力，當這個螺旋槳在向一個方向旋轉的時候，它一定會對這個直升機產生一個相反的力矩。這個力矩要平衡，怎麼辦呢？工程師們就在這個飛機的尾巴加裝了一個小的螺旋槳，專門用來平衡旋轉產生的力矩。
這帶來一個問題，就是你要平衡這個力矩。我們知道力矩是力×長度，所以為了使得你用更小的力來平衡這個力矩，你直升機的尾巴就要設計得比較長，這樣的話你才能省力氣。所以我們現在才看懂，為什麼直升機設計成這個樣，前面一個圓滾滾的身體，後面拖了一個長長的尾巴，這個尾巴上還有個小風扇，就是這麼來的。
接下來一個問題，直升機尾巴的小風扇是用來平衡力矩的，直升機頂上這個螺旋槳是提供升力的，那麼直升機是靠什麼往前飛的呢？誰給它往前的推力呢？
直升機的推力其實完完全全來自於頭上那個螺旋槳，當直升機在向前飛的時候，這個螺旋槳它可不是垂直的，它是往前傾斜的，有一定角度，所以它既提供升力又提供向前的動力。
但是，正是因為這個螺旋槳在頭頂上，而傾斜的角度是很有限的，這就導致其向前的動力是有限的。所以直升機的速度一般都不快。美國的黑鷹直升機最高時速不超過每小時300公里，這已經是很快的了。
在這樣的情況下，共軸雙槳就出現了。
卡-52飛機
●卡-52使用共軸雙槳
什麼是共軸雙槳？就是頭上有兩個螺旋槳，是同樣一個軸，但是這兩個螺旋槳是向著相反的方向旋轉，這樣，它們提供的力矩不就相互抵消了嘛？這樣的話，不就不需要尾巴上的那個小風扇來平衡力矩了嘛？既然不需要尾巴上的小風扇，直升機的尾巴就可以設計得短一點，直升機的尺寸就可以小了。這就是俄羅斯卡-52共軸雙槳的設計理念和它帶來的好處。
卡-52飛機長度要小，非常適合上軍艦。在去年的時候就傳出消息，中共將購買俄羅斯的卡-52裝備在剛剛建造的075兩棲攻擊艦上。當然這個消息到現在沒有任何跟進，我估計俄羅斯這次戰爭之後，沒有人想再買卡-52了。
●卡-52一直沒有能夠解決的問題
卡-52有一個非常大的問題，它使用的是柔性雙槳。我們看，這個螺旋槳的葉片是下垂的，並不是固定不動的，採用傳統的揮舞鉸與擺振鉸設計，也就是說旋翼在旋轉中可以在一定範圍上下左右揮舞和擺動，這就導致一個問題，就是當卡-52在做一些複雜機動的時候，這兩層螺旋槳能打在一起。打在一起不就出了事故了嘛？
卡-52的前身卡-50，就多次出現了螺旋槳打在一起的事故。1998年6月17日，一架卡-50直升機遭遇強烈的亂流，上下旋翼碰到了一起而墜毀。對於開發商卡莫夫設計局來說，這種危險的旋翼打架問題是無解的，也是現在烏克蘭戰場上很多俄羅斯直升機碰到的問題。除此之外，卡-52還有在高強度重負荷下，不規則的共振和振動問題沒有解決。
卡-52為了解決兩層葉片相互打架的問題，不得不把兩層葉片設計得間距比較大，又導致卡-52高度非常高，竟達到了5.2米。所以卡-52雖然看起來尾巴短了，但是高度高了，所以在節省空間上並沒有什麼幫助。
挑釁者X
挑釁者X讓共軸雙槳發揚光大
共軸雙槳這個概念其實非常早，在二戰後期人們就開始嘗試了，因為這個概念非常討巧，兩個螺旋槳相反的方向旋轉，相互平衡掉彼此的力矩，多好的一個設計啊，但是工程上卻有著不小的難度。
俄羅斯在二戰後在七十年代試飛了卡-27，也是共軸雙槳。美國人其實也做過不少的早期嘗試，只是覺得這樣的飛機實用性並不高，技術並不成熟，所以一直沒有投入現役使用，直到最近推出的挑釁者X。
一個特例是美國的支奴干運輸機，支奴干運輸機也是創新地使用了兩個螺旋槳，只不過不是共用一個軸，前面一個後面一個，向著相反的方向旋轉，恰好平衡掉彼此的力矩，這樣也不需要尾巴上加一個小風扇，所以支奴干作為運輸直升機，它對空間的利用率是非常高的，它的設計思路也是非常巧妙的。
卡-52雖然創造性使用了共軸雙槳，但是這樣的設計理念並沒有給卡-52帶來任何性能上的提升，除了長度稍微短一點，各種性能和美國的現役黑鷹直升機都無法相比。
卡-52巡航速度每小時只有250公里，最高速度每小時310公里，航程1,100公里，各項硬體數據來說，和普通直升機差不了太多。然而因為複雜的機械結構，和俄羅斯不過關的工藝水平，導致卡-52頻頻出現事故。
真正讓共軸雙槳發揚光大的美國西科斯基和波音聯合開發的挑釁者X直升機。該直升機是這兩家公司用來競標美國陸軍下一代直升機項目，但非常可惜，最近輸給了貝爾公司的V-280傾轉旋翼機。但是挑釁者X的性能其實非常出色。如果服役的話，將是世界上最強的直升機，因為貝爾V-280嚴格意義上不算直升機。
剛性螺旋槳解決了螺旋槳打架問題
挑釁者X使用的是剛性螺旋槳，不會存在卡-52直升機那樣螺旋槳相互打架的情況，減少了出事故的可能，同時兩層螺旋槳的間距也可以設計得更近。
比傳統直升機速度提高50%到80%
挑釁者X創造性地在直升機後部加上了一個尾槳，專門用來提供動力。這樣的話，飛機共軸雙槳不再像傳統直升機一樣需要傾斜來提供向前的動力。它就是直直地繞著向上的這個軸旋轉，只提供升力，動力交給尾槳來做。
設計思路非常巧妙。首先使用共軸雙槳，就不需要在飛機的尾巴上裝一個橫向的螺旋槳，把原本飛機上的橫向螺旋槳轉為前後方向上的螺旋槳，增加了飛機的推進來源，這就大大提高了挑釁者X的性能。它的時速能達到每小時460公里，幾乎比傳統的直升機速度提高了50%到80%。
然而非常可惜，再怎麼說，它也是直升機，它的速度無法和固定翼飛機相比，美國的V-280旋翼機，它的最高速度能達到每小時600公里。
在今年1月5日進行的飛行測試，挑釁者X就已經達到了236節的速度，也就是每小時437公里。在測試中，挑釁者X也能夠攜帶2.4噸重的多管火箭發射系統，並展示了一系列60度急轉彎的飛行能力。
加速和減速非常快
和傳統直升機相比，挑釁者X還有一大好處，就是它的加速和減速將會非常快。傳統直升機向前的動力是需要依靠傾斜巨大的槳葉，無論當你加速還是減速的時候，槳葉傾斜本身需要一個過程。這就意味著加速和減速的時間更長，而挑釁者X不存在這個問題，因為它巨大的槳葉只提供向上的動力。向前的動力全部由尾巴上的螺旋槳來提供，它可以迅速地關閉和停止，來達到減速和加速的目的。
單發動機工作模式
西科斯基和波音是美國現役飛機黑鷹的製造商，這兩個公司聯合提供了美國陸軍90%的現役直升機。挑釁者X裝備的是兩台霍尼韋爾的HTS7500發動機。這台發動機比霍尼韋爾前一代T 55發動機功率提高了42%。在測試中，挑釁者X還展示了單發動機的工作模式，即使是在有一台發動機受損的情況下，挑釁著X只需要一台發動機依然可以保持相當不錯的戰鬥狀態。
中共未來很有可能採用挑釁者X方案
在這次美國陸軍競標案中，無論是中標的V-280還是西科斯基的挑釁者X，它們其實都是為未來太平洋可能的衝突而準備的。托尼‧克拉奇菲爾德（”Tony” Crutchfield），是一名退役的美國陸軍中將，同時也是波音武器系統的副總裁，他對記者表示，在太平洋上，機動性能會非常重要，因為操控線會分散在一個廣大的區域，只有一些零散的基地和補給線，依靠的只能是一些島嶼和船隻，你必須想要移動更多的物質，在特定的環境下有更好的操縱性，而這正是挑釁者X能夠提供的。
我認為，在傳統直升機的領域，挑釁者X是全世界最好、性能最強的直升機。這種剛性共軸雙槳，加上尾槳推進的設計思路，大大提高了傳統直升機的性能，突破了限制。
只不過非常可惜，這麼好的設計產品，可能無法在現役部隊中看到了，因為它的對手貝爾V-280性能更為強大，因為V-280它不是傳統意義上的直升機。
從中我們就可以看出美國的科研實力到底有多麼強。面對傳統直升機的飛行限制，美國人給出了兩種解決方案，一種是像V-280那樣的傾轉旋翼機，另外一種就是我們今天提到的挑釁者X。無論是哪一個方案，美國人都做出來了。
無論哪一個方案，世界上任何一個其它國家，無論俄羅斯還是中共，目前都沒有技術水平做出這樣的飛機。甚至距離做出這樣的飛機都有著不小的距離。
可以說在直升機領域，美國至少領先俄羅斯和中共40年甚至更多。魚鷹傾轉旋翼機是在八十年代開始研發的，到現在已經40年了。而目前中共和俄羅斯都還沒有研發傾轉旋翼機的可能。
我個人預測，中共未來直升機發展的道路，依然將延續抄襲美國的思路，採用的很有可能是技術難度更小的挑釁者X的方案，也就是剛性共軸雙槳加上尾漿的思路。
在軍迷圈，隨著最近十年來，中共開發出了直-10、直-20等直升機，有很多人認為，中共的直升機水平已經達到甚至超過美國了，我將在接下來的一集節目，和大家詳細討論一下，中美的研發水平差距到底有多麼大。
視頻:
留言