美国下一代高速武装直升机X2能否成功取代阿帕奇?

天下武功，唯快不破。这道理放到军用直升机上一样适用。

2010年9月15日，一架体形修长的直升机如一道闪电般从美国佛罗里达州的西棕榈海岸上空掠过，引得地面上的人群发出一阵惊呼。

“时速463千米，新的直升机速度世界纪录诞生了！”现场主持人兴奋地宣布说。

这架直升机究竟是何方神圣？原来，它就是美国军方打造的新一代武装直升机的验证机——X2。

先来两张近身照：

传统直升机的巡航速度都在200-300千米/小时左右，X2直升机最高时速达到了463公里/小时，是美国现役“黑鹰”直升机速度的2倍，“阿帕奇”直升机速度的1.5倍。

我们查了一下，我国武直十的最大飞行速度是270千米/小时，差不多是这货的一半稍强。假如战场上相遇，武直十还真是追不上它。

这货，是人类直升机中的猎豹！飞翔的猎豹！

原来，X2是美国西科斯基飞机公司研发，采用全新的尾桨推进驱动原理的新一代概念机。X2在速度上的优势对于现役直升机来说将是压倒性的，一些军事专家预言：不久的将来，“既快又狠”的X2高速攻击直升机将取代“阿帕奇”，成为美军战场上又一张新的“王牌”。

那么问题来了，为什么普通直升机后面挂个风扇，哦不尾桨向前推就不行，偏偏X2就可以？这是什么科学原理？

根据主旋翼的数量，常见的现代直升机有单旋翼和共轴双旋翼两类。当然此外还有一些骨骼精奇的和本文无关就不提了。

第一张单旋翼，第二张共轴双旋翼直升机。如果您注意到尾桨的区别，恭喜您跑偏了，本文内容和尾桨无关。和本文有关的是这两张图中直升机的：主旋翼。

单旋翼直升机：

直升机主旋翼旋转时，桨叶（翼尖）移动方向与直升机移动方向相同的一侧称为“前行桨叶”，反之另一侧则称为“后行桨叶”。

直升机向前飞行时，“前行桨叶”的速度是直升机移动速度和旋翼旋转速度的和，而“后行桨叶”的速度是直升机移动速度和旋翼旋转速度的差，前者速度显然大于后者，故“前行桨叶”上的动压力要大于“后行桨叶”上的。

由于旋翼“圆盘”两侧的升力的不平衡，会引起旋翼的振动，飞行速度越大，振动越大，从而限制了直升机的最大飞行速度。

文科生表示已经哭晕了，给个图说的形象点：

简单说，如果给单旋翼直升机也加个尾桨强行推进，当速度达到一定极限时会如图中所示：前行桨叶侧升力过大向上抬（图中右），后行桨叶侧升力过小向下压（图中左），然后...然后就木有然后了（注意机身重心平衡已经不对了）......

因此，由于设计原理的原因，给单旋翼直升机加尾桨推进只是个丰满的理想。

共轴双旋翼直升机：

卡50，共轴双旋翼由于两个旋翼是反向运动的，因此理论上两个旋翼的前行、后行力量互相抵消了，为什么还是不能加个尾桨往前推呢？答案是：它是柔性旋翼。

练武之人知道：刚柔并济才是取胜之道！
柔性旋翼与刚性旋翼

由于材料技术的原因，卡50等一批老式共轴双旋翼直升机采用的是柔性主旋翼，也就是说旋翼是有弹性的，允许一定的摆动。这就造成了卡50、卡52兄弟俩先天的缺陷：两幅旋翼如果摆动太大，容易打架。

▲2012年，卡52，在进行剧烈机动时双桨相碰导致飞机瞬间坠毁

▲电脑模拟的双桨相碰瞬间

由于刚才说的原因，如果给卡50、52 这样的直升机一个过大的向前的速度，主旋翼的前行、后行桨叶一样会大幅上下摆动，超过极限后就和图中一样：桨叶打架，机毁人亡。

美国人的“前行桨叶概念”（Advancing Blade Concept，简称 ABC)终于把问题解决，其实就是刚性桨叶，软的不行来硬的

技术总是在进步，美国西科斯基公司率先提出了“前行桨叶概念”，终于把问题解决了。所谓“前行桨叶概念”，深入讲解就太复杂了。简单说，就是美国利用其领先的材料科学成果，采用新材料制成了刚性桨叶，因为是刚性的，无论前行或后行侧桨叶上的扰动压力可以被稳定控制住，从而保持旋翼系统在高速下的平稳工作，甚至速度增加时获得更大的升力。

由此，在直升机后面加尾桨驱动快速飞行的设想，被成功实现了。

说来说去，材料学真的是关系到国家科技的未来。