直升机技术发展展望与思考
直升机技术发展展望与思考（上）
随着新技术的成熟，未来直升机的应用规模可能出现爆发式增长。我国需借鉴国外发展战略，紧跟直升机技术发展趋势，提前布局研究，推动国内直升机技术进步与发展。
直升机是低空通航体系和国家救援体系的核心要素。由于具有垂直起降、空中悬停、超低空贴地飞行等其他航空器所不具备的特点，直升机在应急救援体系中发挥着不可替代的作用。同时，国内私人航空市场方兴未艾，海上油气服务、搜救和紧急医疗服务、警务执法和通航应用等民用直升机应用需求增长明显，民用无人直升机市场需求呈现井喷式发展。
直升机技术发展方向
直升机从20世纪30年代中期，真正投入使用，经过几十年的发展，常规单旋翼带尾桨构型直升机技术逐渐成熟。在此期间，除常规构型外，国外航空强国对包括倾转旋翼、共轴带尾推、停转旋翼等在内的多种构型开展了探索研究。波音公司研究认为，直升机发展至今，并非新构型在发展，而是技术的成熟促进了各种已有构型的实用化。据此背景，欧洲、美国等航空强国结合民用市场需求，分析了直升机技术未来的发展方向，提出了直升机技术未来发展的战略方向。
欧洲
以更经济、更清洁、更安全和更可靠为方向，从提升全生命周期的经济性、拓展飞行包线、提高舒适性和提高可维护性四个方面，提出了未来直升机技术的发展目标，并提出了需要持续提升的直升机技术。
欧洲2025年直升机技术发展目标
直升机噪声水平在ICAO限制基础上降低10EPNdB，比现有直升机降低50% ；
机身振动水平低于0.05g，舱内噪声水平低于70dBA，直升机的舒适性与固定翼飞机相当；
飞行速度提高到400km/h以上,燃油消耗降低30%，空机重量降低20% ；
在极端气象条件和低能见度下，可进行常规飞行；
通过提升飞行性能和操纵可靠性，提高安全性；
降低研发和制造成本30~50% ；
降低维护费用30%，降低使用费用50%。
欧洲2025年直升机技术发展方向
旋翼技术：旋翼气动、噪声机理，旋翼气动、结构设计技术，主动控制技术，动力推进系统技术，集成验证；
驾驶舱及其系统：驾驶舱振动抑制技术，舱内噪声控制技术，环控系统技术，机体结构优化技术，结构抗疲劳、腐蚀设计技术；
航电系统：座舱显示技术，导航辅助系统，综合视景系统，飞行辅助系统，飞行任务管理系统，飞行系统集成验证；
飞控系统：光传飞控技术，极端环境飞控/ 导航技术，人机界面集成设计技术，高置信度数字控制系统，自动驾驶系统，无忧操纵系统，自主飞行模拟技术；
虚拟直升机：直升机初步设计技术，直升机飞行模拟技术，直升机精确气动分析技术，直升机总体数据库研究，直升机图形显示技术。
在此框架下，欧盟于2007年提出“洁净天空”计划，旨在通过引领航空新技术研发，减少CO2和有害气体排放，降低噪声，实现航空业的绿色发展。研究包括绿色旋翼机（GRC），目标为：
（1）对采用涡轴或柴油发动机的旋翼机，每次任务的CO2 排放量降低25%~ 40% ；
（2）地面接收噪声降低10EPNdB（可感噪声分贝数），或降低50% 的噪声影响面积；
（3）保护人体健康和环境，免受有害化学物质的影响。
2014年，欧盟继续启动“洁净天空2” (CS2），具体目标包括：
（1）提高飞行器燃料使用效率，降低20%~30%的CO2排放；
（2）与2014年开始服役的飞行器相比，NOx和噪声排放降低20%~30%。
CS2包括高速旋翼机（FRC）研究，探索复合推力、倾转旋翼两种构型旋翼机高速飞行的特性，以支持未来欧洲出行的终极愿景——在欧洲全境内，实现4h内的门到门交通。实际上，欧洲对下一代高速倾转旋翼机的研究早已开始，研究项目包括“EuroTilt”、“EuroFa”、“Erica”、“Nicetrip”和“2gether”等，取得了众多有价值的成果，但都没有进入到实质的产品研发阶段。FRC所支持的倾转旋翼机研究在此基础上进行。同时，FRC作为CS2的一部分，也特别强调了排放和噪声问题。
美国
美国在2010年颁布的《国家航空研究及发展计划》中针对直升机技术发展也提出了经济增长、航空安全、能源利用等方面的要求，并制定了具体目的和目标，包括在空中机动性方面，要求研制新概念直升机以满足垂直/ 短距起降的运输飞行器需求；在国家安全和国土防卫方面，要求提升直升机的载重、航程和任务能力；在环境保护要求中，要求研制低噪声的先进直升机或混合式直升机等。
美国未来直升机技术发展目标：
推重比提高70% ；
主减速器噪声降低20dB ；
旋翼振动载荷降低30% ；
直升机前飞效率提高10% ；
直升机悬停效率增加10% ；
对直升机噪声降低50%的技术进行验证。
从欧洲、美国等航空强国的直升机技术发展规划可以看出，直升机技术发展方向包括减阻降噪等常规构型能力提升技术、绿色旋翼机技术和高速旋翼机技术等。
国际民机技术发展现状
目前世界上研制、生产直升机的公司主要包括欧洲空客直升机公司；美国贝尔直升机公司、西科斯基公司等；意大利莱奥纳多公司等。各大公司均具有相对完善的直升机谱系，一直在积极投入资金，推动直升机技术发展。
空客直升机公司
空客直升机公司拥有业内最完整的产品线，几乎在每一个领域都至少有一款直升机能满足市场需求。在直升机和军用直升机市场上，空客直升机都占有举足轻重的地位。同时，空客直升机公司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。
常规构型能力提升技术 在“洁净天空”计划支持下，空客直升机公司开展了新型环保先进技术验证机Bluecopter的研制和试验。该验证机采用先进低噪声低振动旋翼设计、桨毂整流设计、高置平尾设计、低噪声涵道尾桨设计、起落架整流及尾门外形优化等，目标是实现降噪35%，减排10%。相关研究成果已应用于多种型号。
空客直升机公司Bluecopter技术验证机
绿色旋翼机技术 为提升安全性，提高运营经济性，空客直升机公司在单发直升机H130中引入主旋翼混合动力驱动系统，它能够在紧急情况下为主旋翼提供30秒备用动力，可以为飞行员提供更大的安全裕度，提升在城市上空运行的安全性。
eVTOL是一类全电/ 混电驱动的新构型垂直起降飞行器，具有零排放、噪声小、结构简单、安全裕度较高、运营成本较低及响应快速等特点，在短距城市空中交通、紧急医疗服务等领域具有良好的应用前景。美国垂直飞行协会认为eVTOL技术是直升机诞生以来航空业最重要的技术变革之一。受限于动力电池、电机、电控等技术瓶颈，目前eVTOL尚无法实用化，仅用于技术验证。空客直升机公司开展了倾转构型Vahana、多旋翼构型CityAirbus的研究和试验，以积累相关技术。
空客直升机公司开展了Vahana和CityAirbus的研究和试验，以积累相关技术。