以色列研制新概念医护直升机 已成功离地飞行
面向未来的救护型直升机——以色列城市航空的“空中驴子” 某市中心交通要道发生多车碰撞，多人受伤，急需医治。无奈事故车辆占据车道，车辆通行极为缓慢，急救中心的救护车辆根本无法在短时间内抵达，而且由于各种广告牌和电缆、立交桥的阻挡，急救中心的小型直升机也飞不过来，就在人们陷入无可奈何的境地时，急救中心新引入的既不像卡车也不像直升机的“三不像”灵巧地躲避开各种障碍物，成功地降落在车道旁的空地上，并且成功在最短的时间内将伤员空运到了急救中心，挽救了这些伤员的生命。 当然以上只是笔者设想的场景，而两个虚拟场景中介绍的既不像卡车也不像直升机的“三不像”就是今天本文要介绍的新概念医护直升机——由以色列城市航空研制的空中驴子（Air Mule）。 在城市化进程迅猛发展的同时，住在繁华市区、摩天大楼的人们面临着一个棘手的问题：紧急情况下的救援，如本文场景中所述的那样，如果发生意外，在闹市区没有可供常规直升机起降的场所的情况下（目前一些高规格的大楼楼顶建有直升机起降平台，但如果发生事故的地区离这些大楼比较远，或者通往这些大楼的路面同样发生堵车，直升机就无法起降），如何将急需医治的伤员在短时间内送往医院是一个较难解决的问题，对重伤病员来说，时间就是生命，有专家指出：“伤员在突发事故后10分钟内被送往医院，生存概率可以提高15%以上。”而如果摩天大楼发生突发性火灾事故，在救援直升机无法靠近的情况下，如何实施救援也成为航空界的一个难题。 而在城市作战日益成为未来战争发展趋势的时候，同样存在这个问题——城市作战中的救援问题，残垣断壁、茂密的绿化带以及高压电缆、广告牌等这些障碍物对直升机的旋翼是一个非常大的威胁，对其起降都非常不利，而此时如果地面道路被封锁，又急需医疗救护，转移伤员，现在的常规直升机就将显得有点吃力了。为此，发展新概念直升机就显得非常必要。 塑料驴子横空出世 几十年时间使得航空技术有了长足的进步，重量轻体积小的大功率涡轴发动机、飞行电传飞控系统、高强度复合材料等这些领域的技术进步让空中吉普再一次成为航空界瞩目的焦点，而以色列的城市航空公司则成为这一领域的先行者。 由以色列飞机工业公司的前资深工程师Rafi Yoeli创建的城市航空很早就开始关注小型新概念直升机的研制，在经过大量的摸索和试验后，城市航空推出了多款产品，包括X-HAWK，“空中驴子”以及“熊猫”，其中X-HAWK为有人驾驶型，后两种则是无人驾驶型。2010年1月15日，“空中驴子”离地飞行成功，虽然其离地高度只有0.6米，但对城市航空和空中驴子项目来说，这0.6米意义非凡。 “空中驴子”的基本布局采用一前一后两个风扇提供升力，风扇直径1.8米，机尾两个小型风扇提供推力。该机的主要核心技术在于升力风扇和导流片，该机采用涵道式升力风扇，采用这种结构的好处是风扇全部封闭在涵道内，涵道不仅可以有效的保护高速旋转的风扇，而且提高了风扇的效率，减小了噪声，两个风扇采用对转的方式平衡了旋翼旋转产生的力矩，这样就不需要常规直升机使用的尾桨来平衡力矩。而该机在空中的机动则靠涵道进气口和排气口的导流片的偏转来实现了，机上的电传飞控计算机将自动将飞行指令转换成导流片的偏转角度，导流片的偏转将使得飞机获得侧向的力矩，实现该机的水平移动。和以往的空中吉普不同的是，该机的导流片全部装在涵道内部，提高了导流片的效率，降低了在恶劣气象条件下的工作能力，城市航空的设计人员表示该机可以在风速不超过90千米/时（10级大风）的情况下保持悬停高度。 该机全长为6.2米，宽2.15米，高度为1.8米，机身全部采用复合材料制造，因此机身重量非常轻，该机空重只有635千克，采用透博梅卡公司Arriel 1D1涡轴发动机，发动机重109千克，最大输出功率520千瓦，机内最大载油量为247千克，最大载荷也为247千克。在Arriel 1D1发动机的驱动下，该机的最大升限可以达到3500米，最大飞行速度180千米/时，续航时间最长可达4小时。该机的地面控制系统（GCU）有460个通道，可以高速实时监控该机的飞行状态，并及时将操作人员的飞行指令上传到飞机上的飞控计算机中，该机的飞行姿态也可以及时通过下行链路传到这个GCU中，供地面指挥人员判断。该机使用惯性导航系统作为主要的导航设施，并辅助以全球定位系统，确保该机能够有极高的定位精度，两个激光高度计则用于指示该机的相对高度。 “空中驴子”采用无人驾驶方式有诸多的好处，首先在验证阶段降低了试验飞行的风险，第二就是节省了机上复杂的操控系统和飞行员座舱以及飞行员等重量，省下来的重量可以装载更多的燃油或者留给其他有效载荷，第三恐怕也是最重要的一点，无人驾驶将直接和军事用途挂上钩，这是城市航空最为看重的一点。目前城市航空已经获得了美国贝尔直升机公司的关注，后者已经对城市航空的产品产生了浓厚的兴趣，如果城市航空能够在贝尔直升机公司的帮助下进入美军的视野，对其下一步的发展将极为有利。 X-HAWK 城市航空的未来主打产品肯定是正在开发中的X-HAWK，该机为有人驾驶飞机，使用和“空中驴子”类似的结构，不过其机体要比“空中驴子”大的多，机长8.1米，宽4.2米，使用直径为2.5米的升力风扇，机身同样采用复合材料制造，其空重为1360千克，最大起飞重量超过3000千克，有效载荷提高到860千克，燃油载荷为810千克。该机机身左侧为两名驾驶员，采用串列式座舱布局，右侧为有效载荷舱，其内部布局有多种模式。该机计划采用两台普惠公司的涡轴发动机，总功率约为1176千瓦（1600马力），最大飞行速度为200千米，升限超过3500米，续航时间为2小时。该机目前将主要瞄准救生市场，其中民用应急救生系统将是该机的首要目标，通过减少飞行员数量（一名），减少燃油容积，可以适当地提高该机的有效载重，增加伤病员的搭载数量。除了救生市场外，该机还是理想的高压电缆线巡查作业平台，该机卓越的空中悬停和小幅度移动能力将使得该机在这一领域成为佼佼者。 当然该机还有军用型号，军用型的X-HAWK的空重将提高到2130千克，最大起飞重量为4170千克，有效载荷1180千克，按照一名士兵100千克的重量（全副武装）来算，该机一次可以携带10名士兵。该机同样配备两台PT-6发动机，但功率提高到1600千瓦。 目前以色列国防部已经对该机产生了浓厚的兴趣，希望不久可以拿到该机的原型机用于试验。当然城市航空对该机充满信心，认为在该机的运输型平台上将可以开发出众多的衍生型号，如武装型，但该机的优势在于精确控制能力，和常规的武装直升机相比，该机一旦离开城市环境就没有了优势，所以其武装型被军方看上的几率不大。 同时，城市航空表示，公司正在研制X-HAWK的高速型号，该机将提高分配到推进风扇的发动机功率，使其飞行速度可以达到400千米以上，不过此时升力风扇的是否仍能承受尚待实验来验证。 启迪 2007年8月，国务院办公厅印发了《国家综合减灾“十一五”规划》（以下简称《规划》），《规划》着眼于提高国家综合减灾能力，针对灾害监测预警警报、灾害应急救助指挥和体制机制法制建设、灾害风险管理等，提出了“十一五”期间的规划目标。而直升机作为空中机动运输体系中的末端运输设备，同时也作为世界各国搜索救援的主要装备，在救灾监测体系中扮演着重要的角色，对加强《规划》中提到的自然灾害预报能力建设和提升救援能力有着不可替代的作用。而文中所述的这种新概念直升机在城市救援中将可以实现“无障碍救援”，解决城市道路拥挤和建筑物密集、低空环境复杂等一系列问题，而“空中驴子”采用无人驾驶方式由于不需要培训飞行员因而可以大幅度节省使用成本，而且在使用中可以实现全天候升空进行监视作业，确保灾害发生时能够在第一时间报警。 城市航空的发展思路也为我国航空工业的发展提供了一条可借鉴之路。目前我国的工业生产总值已经超越日本成为全球第二，而且我国目前正处于一个产业升级的过程中，在这个过程中，我们希望我国的产品能更多的突出技术含量和创新精神，让创新成为公司发展的灵魂，让技术进步成为企业发展的动力，只有这样才能将数量优势转换为质量优势，而不仅仅靠数量博得表面上的风光。以色列城市航空这种小规模的企业的发展应该能够引起我们的重视，虽然不是重大装备项目，但其在某一个特殊领域的领先地位足够其傲视群雄，连世界直升机工业的翘楚贝尔直升机公司都对其技术赞叹不已。 |
