時間：2018-07-13 17:37來源：中國直升機 作者：中國直升機網(wǎng)
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自1939年9月14日，美籍俄裔工程師西科斯基發(fā)明了VS-300型直升機并成功首飛以來，直升機的歷史已逾79年。在79年的漫長歲月里，隨著現(xiàn)代科技與工業(yè)的不斷進步，直升機的各項性能與指標也經(jīng)歷了大規(guī)模地進化。進化與積累最終引起了質變，進而在直升機間產(chǎn)生了代差。直至今日，直升機已經(jīng)歷了四次質變，發(fā)展出了四代直升機。
想對直升機劃代，必須先認識直升機的劃代標準。而標準主要包括四大項指標。它們分別是：發(fā)動機、槳轂、飛控與機體材料。
 世界上第一臺直升機——西科斯基VS-300
首先是發(fā)動機。
第一代直升機使用的動力系統(tǒng)均為星型活塞發(fā)動機。如美國的貝爾-47直升機，采用一臺萊康明V0-435-A1B星型6缸活塞發(fā)動機，最大輸出功率153千瓦。蘇聯(lián)的米-4直升機，采用一臺活塞-7星型14缸活塞發(fā)動機，最大輸出功率1301千瓦。中國的直-5直升機即為蘇聯(lián)米-4的仿制產(chǎn)品。同樣使用活塞-7發(fā)動機�；钊l(fā)動機有著油耗低，結構簡單，燃燒溫度低，壽命較長等優(yōu)點，很適合作為早期直升機動力。但是，活塞發(fā)動機扭矩小，超頻冗余度低，進氣密度不足等缺點卻嚴格限制著直升機的最大速度，實用升限以及機動性。因此，工程師們開始把目光轉向了一種新的動力——渦軸發(fā)動機。
 星型活塞發(fā)動機
 中國直-5型第一代直升機
渦軸發(fā)動機在分類上從屬于燃氣輪機，與螺旋槳運輸機使用的渦槳發(fā)動機原理及循環(huán)模式最為相近，通過壓氣機對吸入的空氣進行加壓，推入燃燒室與煤油燃料混合點燃后噴出，噴出的高溫燃氣直接推動燃氣渦輪葉片與動力渦輪葉片轉動，最終將高速轉動的輸出軸接入減速器，降低到最優(yōu)轉速帶動直升機旋翼進行旋轉，進而產(chǎn)生升力。渦軸發(fā)動機以其強悍的超頻能力，更高的進氣密度以及優(yōu)異的扭矩而成為直升機的完美動力，自二代到四代直升機均采用渦軸發(fā)動機作為動力源。
 渦軸發(fā)動機原理圖
第二代直升機使用的渦軸普遍為單轉子渦軸，如UH-1休伊直升機使用的T-53-L-1渦軸發(fā)動機，其燃氣渦輪與動力渦輪均位于同一轉子，因此轉速相同。與此相同的直升機還有法國的SA-321超黃蜂直升機以及中國引進超黃蜂后自產(chǎn)的直-8直升機，該兩款直升機均采用Tromo-3C型單轉子渦軸發(fā)動機，該發(fā)動機國內引進自產(chǎn)代號為渦軸-6。單轉子渦軸最大的問題在于輸出軸轉速過高，由于直升機旋翼轉速普遍不超過400轉/分鐘，因此想把轉速高達上萬轉的輸出軸轉速降低到幾百轉，對齒輪減速器是一個嚴峻的考驗，因此會造成可靠性下降問題。同樣由于轉速過高，單轉子渦軸不得不增加渦輪級數(shù)，降低壓比來改善轉速問題，這也同樣造成了重量增加，發(fā)動機軸向長度增加以及油耗增大等問題。最后，由于啟動轉速過高，會造成壓氣機喘振，因此需要在壓氣機后方布置放氣活門來減少喘振，進一步降低了可靠性。
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