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空客直升机公司与西科斯基公司直升机对比分析
http://chengdongqin7.cn  2020-05-21 02:36:46  

讯:空客直升机和西科斯基两家公司都是老牌的直升机制造商,通过几十年的直升机型号研制,积累了丰富的工程经验,技术基础雄厚,具有一定的先进性和代表性,特别是高速直升机和重型直升机的技术在世界上处于领先地位。

型直升机

“SB>1”型直升机

研发能力与管理模式

空客直升机公司是全球最大的民用、军用直升机制造商。产品吨位范围非常广,而且军用直升机和民用直升机在公司的生产线上均衡分布。空客直升机公司充分利用法国、德国和西班牙分公司各自的优势以及遍布世界各地的庞大销售网络,占据世界直升机市场半壁江山。空客直升机公司除了拥有强大的技术实力、创新能力和产品的营销策略外,还有完善的研发体系和研发流程。公司采用先进的数字化手段实现型号的研发,且具备自主研制第五代直升机能力。

空客直升机公司采用分层式管理模式,第一层总部负责公司的规划、管理和战略开发;第二层分公司各自负责对应的业务,并拥有自主经营权;第三层各分公司的经营中心负责各部分业务的运营、服务等,各经营中心拥有自己的经营账户,是有关领域的利润中心。空直建立良好的项目组织,采取工作分解结构进行管理。空客直升机公司以市场经济的运作方式,根据不同的情况采取灵活多样的经营模式,包括独资开发、转让生产特许权、开展国际合作和组建合资公司等,促进了直升机多种型号系列化的成功研制,减少了研制费用和风险,降低了生产制造成本,扩大了市场占有率,取得了可观的经济效益,提升了企业在全球直升机制造业内的声誉和地位。

西科斯基公司在民用和军用直升机的设计和制造方面处于世界领先水平。西科斯基公司生产的总重在4500千克到32000千克之间的中型和重型直升机在国际上占有极为重要的地位,大约有50多个国家和地区都在使用西科斯基的直升机。美国的五个军种全部装备有该公司生产的直升机。西科斯基飞机公司采用了许多先进的管理手段,如划分里程碑、确定决策点、采用“备选方案分析”方法、采用风险管理方法、采用并行工程方法等。西科斯基公司使用赢得值(EV)转换它的计划和进度过程。EV作为项目管理工具,能够让政府和承包商的项目经理观察到技术、费用和进度的实施情况。这种可视性不仅可以了解合同履约情况,还可以了解评估工程完工费用所必须的数据点。

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工业基础与运营能力

空客直升机公司总部设有设计部门、试飞中心、装配车间、客服中心、训练中心、复合材料与机械工业中心和交付部门,在布尔歇机场附近设有旋翼试验中心。德国分公司设有直升机研发中心、飞行试验/原型机/批产中心、复合材料/机械与桨叶机械中心、桨叶工业中心、装配线、客服中心、训练中心以及交付部门。研发中心还包括一个为陆军提供服务的系统保障中心、研究设施、各种模拟器和试验台以及办公室。

空客直升机公司拥有直升机产业内最完整的产品线,公司几乎在市场的每一个领域都有至少一款直升机满足其需求。民用和军用业务量基本保持平衡发展。同时,空直不断扩展自己在全球的市场份额,通过子公司和合作伙伴,不断改进直升机的服务与保障工作。全球有12000架空客直升机服务于3000多个用户。

西科斯基公司除设有工厂和总装线外,还设有仿真中心、系统集成实验室、虚拟现实实验室、2个系统集成中心(Fort Worth系统集成中心和Huntsville系统集成中心)、4个设计中心、1个发展飞行中心(DFC)和1个快速原型机试飞工厂。目前,西科斯基公司有1000多架直升机为全球30多个国家的海外客户服务。西科斯基公司的“黑鹰”直升机作为西科斯基公司的典范之作,在全球现役军用直升机的服役数量中占比19%,排名第一,是最成功的军用直升机机型。全球有4000多架“黑鹰”直升机正在服役,其中美国陆军装备2135架。

技术优势

空客直升机公司是最先使用涵道尾桨技术的直升机公司,其单旋翼带涵道尾桨布局成为公司一大技术特色。空客直升机公司的涵道尾桨技术研制和使用非常成功。“小羚羊”直升机是公司第一种采用涵道尾桨的直升机,后来的AS365N“海豚”系列直升机,H120B、H130、H135、H155等直升机都采用涵道尾桨。

最新一代的涵道尾桨通过尾桨桨叶的非对称布局,可有效降低噪声。此外,涵道尾桨的安全性好,在低空飞行时能保护尾桨叶不受外物损伤。在地面时能防止尾桨叶碰伤地面维护人员。在高速飞行时,垂尾偏转,提供反扭矩作用力,涵道尾桨基本卸载,消耗功率小,从而提高它的寿命。

空客直升机公司的旋翼构型技术处于世界领先地位。20世纪七八十年代,公司研究出弹性轴承桨毂(又称“星形柔性桨毂”),这种桨毂采用橡胶和薄金属片加层加工成弹性轴承替代过去的金属轴承,轴承外部是复合材料制成的星形件。由于这种桨毂具有很好的弹性,可以在几个方向上承受扭矩,因而能够取代原来的挥舞、摆振和变距铰,使桨毂结构得到极大简化,零部件数量大幅度减少,桨毂重量大大降低,其可靠性和寿命大幅度提高。星形柔性旋翼构型技术在“松鼠”系列直升机上成功应用后,不久又成为“海豚”系列直升机发展的基础。此后,公司又进一步简化桨毂结构,取消桨毂支臂两块夹板中间的星形件,研制出新型弹性铰式桨毂,称“球柔性桨毂”。球柔性桨毂除了“超美洲豹”的主、尾桨之外,还在H120、H155及NH90等型号上大量采用。

空客直升机公司的新概念高速和混合动力技术也处于世界领先地位。空客直升机公司以H155直升机的机身和旋翼系统为基础,研制X3高速直升机。2013年X3复合式直升机在飞行试验中创造了直升机飞行速度世界纪录,平飞速度达到了487千米/时。空客直升机公司非常重视新产品、新技术的研发,每年投入的研发费用都在3亿欧元以上,其中“洁净天空”联合技术项目主要是研制突破性的新技术,大幅降低航空运输对环境影响,该项目的目标是到2020年,使二氧化碳排放降低50%、氧化氮排放降低80%、噪声降低50%。项目总预算为16亿欧元。H160直升机是采用“蓝边”技术桨叶的直升机,“蓝边”桨叶技术的特点是在桨叶上安装两副伺服襟翼以显著降低直升机在城市环境中的噪声,同时保证其正常飞行性能。

空客直升机公司正在研究一种重型直升机方案,该直升机能力被认为是北约和欧盟新型快速反应部队的核心组成。2012年,空客直升机公司在柏林航展上宣布,已经根据北约参谋部的预期目标完成了FTH/HTH的初步设计,并展出了全复合材料机身段。该方案的起飞重量达到了33吨,空客直升机公司将成为第3个拥有超过30吨的重型直升机型号的制造商。

从世界直升机取证噪声等级的整体降低中可以看出,当代直升机比以前的型号噪声低很多。以H145系列直升机为例,该型直升机最初取证的型号是BK117,截至目前还在进行持续不断地改进。最新一代H145T2采用新型阿赫耶2E发动机、涵道尾桨、升级的主尾桨减速器,以及新型数字式电子设备,包括3个大型主显示器和四轴自动驾驶仪,它为机组人员提供了创新高效的人机界面,改进了态势感知并减小了飞行员工作量,同时还提供了更多的任务能力。采用涵道尾桨来平衡反扭矩,涵道尾桨大大降低噪声等级并改善飞机的声学特征,达到了降噪的目的。由于“洁净天空”设计理念的采用,空客直升机公司为一系列直升机研究了低噪旋翼RPM调参规律。H175成为所在吨位中最安静的直升机,与此同时还达到了预期的性能,安全性也达到了最高等级。

西科斯基公司重型直升机的研制始终保持稳健的发展势头,形成各阶段的代表性产品,至今已服役半个世纪,不断地改进升级使得产品始终保持着较高的性能水平。目前,正在开展更先进、高效的重型直升机的研发工作,并取得了进展。

1963年S-64重型直升机开始装备,该机最大起飞重量19050千克。CH-54A带吊舱时,可运载90人,其中吊舱内可容纳87名武装士兵。在CH-54A基础上发展了改进型CH-54B,该机可载重11400千克,最大起飞重量为21319千克。S-65于1962年8月开始研制,1964年10月14日首飞,1966年6月开始交付,同年9月开始服役。S-65的最大起飞重量为22680千克,外部承载能力为11340千克。S-80于1971年开始研制,1974年首飞,1981年开始服役。最大起飞重量为33340千克,可运载55名全副武装的士兵或16330千克物资。2015年10月27日,美国新型重型直升机CH-53K完成首飞。2017年4月,美国国防部正式批准CH-53K进入生产阶段。2018年5月,首架CH-53K开始交付美国海军陆战队。

西科斯基从20世纪50年代初开始,对高速直升机进行了大量理论和试验探索研究,推出了多种构型。S-72是西科斯基公司研制的旋翼系统验证机,主要用于对复合材料的无轴承旋翼、可变几何形状旋翼、万向接头式旋翼等各种旋翼和旋翼/机翼复合构型进行评定以及对X翼复合构型直升机方案进行验证,其最大平飞速度可达582千米/时。

S-97直升机是西科斯基公司在X2技术验证机的基础上研发的一款新型高速直升机。S-97高速直升机原型机于2015年5月22日进行了里程碑性首飞,S-97设计的最大速度为480千米/时,在35℃高温下的无地效悬停高度为3000米。S-97直升机拥有电传操控和主动振动控制技术,能够有效降低阻力,减少声学特征,并提高巡航速度。其巡航速度能达到407千米/时,是同类直升机的两倍。2013年,美国陆军提出“未来垂直起降飞行器”(FVL)项目。波音和西科斯基公司联合推出的复合式直升机SB-1,SB-1的速度可达463千米/时,于2019年3月实现首飞。

目前,西科斯基公司新一代直升机在降噪方面正在取得实质性进展。降噪主要的挑战之一是对于给定的直升机的多源噪声,在直升机的全使用谱(巡航、爬升、下降、机动与悬停飞行状态)上同时实现降噪,如西科斯基公司的S-76D实现了全试验点谱上大幅的噪声降低。