罗宾逊(Robinson)R44系列直升机是由罗宾逊直升机公司在原有机型R22的基础上,于1992年研制生产的一款轻型直升机,包括Raven I,Clipper I,Raven II,ClippeII,Cadet等型号。[1][3][2]
之后推出的罗宾逊R44 II型直升机是该系列较有代表性机型,该型直升机是一台主、尾桨双桨叶,滑橇式起落架的轻型直升机,驾驶舱可容纳一名驾驶员及三名乘客,内部装载载一台莱康明IO-540-AE1A5直喷式发动机,并采用直升机新开发的液压助力系统为标准设备,消除了驾驶杆机械传动产生的振动现象。[3][5]其滑油系统具有使发动机内部冷却、净化、防止机件腐蚀、保持活塞和气缸壁之间的密封、轴与轴承之间的缓冲和螺旋桨变距等功能。[1]
罗宾逊R44型直升机因其庞大的机群数量和高利用率在通航产业中扮演了重要角色。[6]随着中国通用航空行业的发展,罗宾逊R44 II型直升机在中国航空业的占有量也在迅速增大,并已成为中国民航学院直升机训练的主力机型。[1]
简史
1973年,弗兰克·罗宾逊(Frank Robinson)在美国洛杉矶创立了罗宾逊直升机公司,他当时的想法是“我想设计一种非常简单、低成本的直升机,这种直升机可以大规模生产,并以多数人都能负担得起的价格出售给公众。”[4]
1975年8月28日,罗宾逊R22首飞成功。R22上市后,很快成为了世界上最受欢迎的直升机,并且是航校训练中的首选机型。[4]在双座轻型直升机R22大获成功后,20世纪90年代,罗宾逊又带领公司在原有机型R22的基础上,推出了另一款世界畅销的直升机:更大、功能更强的四座型直升机罗宾逊R44,R44 的整体设计,更加符合速度、可靠性、容易维修等要求。罗宾逊R44(Robinson R44)于1992年研制生产,并于1993年交付首架罗宾逊R44雷鸟I(Raven I)直升机。[4][1] 之后,罗宾逊直升机公司又陆续推出了Clipper I,(雷鸟 II)Raven II,ClippeII,Cadet等型号。[3]
1994年,中国进口了第一架罗宾逊R44,至今近30年。[7]
基本设计
罗宾逊(Robinson)R44系列直升机有较多机型,下面就较有代表性的R44 II型机进行介绍。
机身设计
R44 II型直升机是一台主、尾桨双桨叶,滑橇式起落架的轻型直升机。机身主要结构是焊接钢管和铆合铝材,尾椎为半硬壳式结构,铝蒙皮承受主要荷载,玻璃钢和热固塑料用于座舱的辅助结构、发动机散热系统、各种导管和整流罩。舱门为可卸式,右侧有四块整流罩供接近旋翼齿轮箱、驱动系统和发动机使用。左侧的一块整流罩供接近发动机滑油滤、量油尺和电瓶使用。在座垫、座椅靠背之间、发动机舱两侧和后面、座舱下方和尾椎前方都设有可拆卸盖板。仪表板设有铰链。发动机舱前部和上方各有一块不锈钢防火隔板。主桨毂采用万向铰式设计,省略了摆振铰、阻尼器和液压作动筒。桨叶前缘不锈钢梁防腐设计,下坠止挡块防止了正常工作条件下,在启动和关车过程中主旋翼的过度的挥舞运动。该机型体线条优美,其设计符合空气动力学原理,提高了速度和效率。低尾桨尖端速度和大弧形尾翼可降低飞越噪音。[2][3][5]

座舱设计
R44 II型直升机驾驶舱可容纳1名驾驶员和3名乘客,并配备中置操纵杆(罗宾逊公司安装在中间位置的T-字操纵杆便于前排驾驶员和乘客进出驾驶舱),且左座飞行操纵装置可拆卸。且该机型采用人体工学设计的手柄式操作杆,包括内话和外部通信的双向触发式开关。正驾驶一侧手柄还包括便于调节通信频率的按钮。[1][2][3]
动力设备
R44 II型直升机装载一台莱康明IO-540-AE1A5直喷式发动机,该发动机具有机具有马力大、重量轻、结构简单、油耗低等特点。且该机型采用直升机新开发的液压助力系统为标准设备,消除了驾驶杆机械传动产生的振动现象。该机型还配备了自动离合以及转速调节器,简化了启动程序,减少了启动阶段超速的可能性,并可监测发动机转速,调节油门,自动保持最优化的转速。该型直升机发动机的滑油系统主要包括收油池、收油池滤网、滑油泵、主滑油滤、安全活门、恒温旁 通活门、散热器(2个)、调压活门以及机匣和附件机匣上的滑油通道。[1][2][8]
仪表设备
R44 II型直升机的大气数据仪表系统有高度表、升降速度表、空速表和外界大气温度表;姿态系统仪表有地平仪、侧滑仪;航向系统仪表有垂直磁罗盘和航向仪。该机型可选装的指引系统仪表为水平状态指示器。R44 II型直升机的发动机仪表包括双针转速表(该转速表既用于指示发动机转速,也用于指示旋翼转速)、进气压力表、滑油压力表、滑油温度表、气缸头温度表、燃油油量表。该机型还配备了电流表、时钟和飞行小时计。[2]
电气系统
其他方面
R44 II型直升机还具备其他构造,如可调式脚舵,方便飞行员调整架子;尾桨弹性摇摆铰链,使维护更简便。该机型制冷系统采用的是蒸发循环制冷系统。[2][9]

此外,CLIPPER II 可配备固定式实用或弹出式浮子,为水上旅行提供安全保障。专为紧急情况而设计,弹出式浮子在激活后 2-3 秒内膨胀。不使用时,弹出式浮子会卷起并存放在飞机着陆滑道的保护罩中。流线型、低调的设计最大限度地减少了阻力,并允许轻松进出机舱。固定实用浮筒保持完全充气,使飞机的空重增加约 50 磅,并将巡航速度降低约 10 节。[3]

关键技术
液压飞行控制系统主要作用于减轻飞行过程中直升机旋翼上产生的超过人体承受力的气动载荷,以使其保持在合理范围内, 同时保证飞行控制反应的本能性,有效性,精准性和安全性。[8]
系统组成
该机型的液压系统主要由一个液压油箱组件(包括 一个液压油滤,油滤主要包括头部壳体和滤杯两大部分;压力旁通阀,调节系统压力到450-500psi;油泵旁通线圈,可让飞行员关掉伺服器的液体压力;回油切断阀,以及相应油路),一个安装在主减速器上的液压油泵(该泵是一个单极,容积式齿轮泵,液压泵通过一 个花键连接的齿轮与主减齿轮啮合连接传动,当液压 泵转动不顺畅或卡阻时,为保证主减正常转动,液压油泵与主减之间传动轴将被主动剪断。双油封保证液 压油与主减滑油互不交叉污染),三个液压伺服组件 (每一个伺服组件安装在推拉主减斜盘的操纵杆上。分为两个前伺服器,同步作动;一个后伺服器),以及液压油管,A257-15型液压油等组成。[8]

工作原理
工作时,液压油泵通过主减传动,抽吸液压油箱中的液压油并通过容积式齿轮将液压油增压,压力油通过压力管路提供足够流量至三个独立的伺服器组件且可以到达超流量输出。如图3,类比于贝尔206型直升机液压伺服器作动原理,压力油通过伺服器中压力油管路,单向活门,滑动衬套组件至液压作动筒。当驾驶舱内输入动作时,推拉杆带动滑动衬套组件来回滑动,以此来改变压力液压油与回油路的流通方向,从而驱动作动筒运动,以此达到消除主旋翼反应力,飞行员操作提供的输出动作与输入动作等效,稳定。液压系统电源仅仅是将系统关闭,而不影响液压系统正常工作。线圈阀门主要是用来做飞行员液 压控制关闭的训练。[8]


系统特点
罗宾逊R44直升机的液压飞行控制系统具有不可逆转特点。在发生伺服作动筒的液压压力降低时,如图3,程序活门中的活塞杆将被弹簧顶起,同时此弹簧保持浮子式阀门座向下的位置。以此关闭了液压回油孔,不依赖液压压力而保持不可逆性,从而使直升机 在失去液压动力的情况下仍可以安全进行操作。当系统处于不工作状态时,一旦热压力升高,程序活门还可以将其卸荷,以避免液压油热膨胀产生过高 压力。如果液压系统内部出现压力升高,程序活门下部弹簧和盘式活门则被活塞杆抵住而不能继续向上运动。此时,一旦旋翼超负荷而引起压力升高,压差活门将将其卸荷。当系统液压压力低于80psi,程序活门都处于关断位置。[8]
性能参数[9]
雷鸟 I(Raven I)Clipper I雷鸟 II(Raven II)Clipper IICadetCadet w/ Floats发动机莱康明 O-540,六缸,汽化器式莱康明 O-540,六缸,汽化器式莱康明 IO-540,六缸,燃油喷射莱康明IO-54O,六缸,燃油喷射莱康明 O-540,六缸,汽化器式莱康明 O-540,六缸,汽化器式马力起飞时额定额为 225 ,连续额定额为205起飞时额定额为 225 ,连续额定额为205 起飞时额定额为 245,连续额定额为205起飞时额定额为 245,连续额定额为205起飞时额定额为 210,连续额定额为185起飞时额定额为 210,连续额定额为185最大毛重2400 磅 (1089 kg)2400 磅 (1089 kg)2500 磅(1134 千克)2500 磅(1134 千克)2200 磅 (998 kg)2200 磅 (998 kg)近似空重(包括机油和标准航空电子设备)1450 磅 (658 kg)1500 磅 (680 kg)1505 磅(683 千克)1570磅(712公斤)1437 磅 (652 kg)1487 磅 (674 kg)标准燃料(29.5加仑)177 磅 (80 kg)177 磅 (80 kg)177 磅(80 kg)177 磅(80 kg)177 磅 (80 kg)177 磅 (80 kg)辅助燃料(17.0加仑)102 磅 (46 kg)102 磅 (46 kg)102 磅(46 kg)102 磅(46 kg)102 磅 (46 kg)102 磅 (46 kg)飞行员、乘客和行李(含标准燃料)773 磅 (351 kg)723 磅 (328 kg)818磅(371公斤)753 磅(342 千克)484 磅 (220 kg)434 磅 (197 kg)最大毛重下的巡航速度高达 108 kts (200 km/h)高达 101 kts (187 km/h)高达 109 kts (202 km/h)高达 106 kts (196 km/h)高达107 kts (198 km/h)高达100 kts (185 km/h)最大范围(无储备)大约 300 海里 (550 km)大约 300 海里 (550 km)大约 300 海里 (550 km)大约 300 海里 (550 km)大约 300 海里 (550 km)大约 300 海里 (550 km)悬停天花板 IGE6400 英尺 @ 2400 磅6400 英尺 @ 2400 磅8950 英尺 @ 2500 磅8950 英尺 @ 2500 磅8750 英尺 @ 2200 磅8750 英尺 @ 2200 磅悬停天花板 OGE4000 英尺 @ 2300 磅4000 英尺 @ 2300 磅7500 英尺 @ 2300 磅7500 英尺 @ 2300 磅5250 英尺 @ 2200 磅5250 英尺 @ 2200 磅爬升率超过 1000 英尺/分超过 1000 英尺/分超过 1000 英尺/分超过 1000 英尺/分超过1000 英尺/分 超过 1000 英尺/分最大工作高度14,000 英尺14,000 英尺14,000 英尺14,000 英尺14,000 英尺14,000 英尺电气系统28 伏28 伏28 伏28 伏28 伏28 伏
生产与销售
罗宾逊R44雷鸟系列4座、轻型直升机由罗宾逊直升机公司在原有机型R22的基础上于1992年研制生产,于1993年交付首架罗宾逊R44雷鸟直升机,并于1996年正式投入市场,因其广泛的通用性,年生产量从1996年的78架迅速增长为2000年的264架,至2001年5月,生产总量已超过1200架。罗宾逊直升机公司以生产低价位、高标准、高性能的轻型直升机而信誉卓著,作为当前销售的唯一的四座活塞式直升机,R44是当前销售数量最大的轻型直升机。[11][3]
截至2023年5月,中国约有1350架直升机,其中约有340架R44,加上与该机型同属一个系列的罗宾逊R22、R66,共有五百架左右。即罗宾逊直升机数量约占中国三分之一,这一比例与国际持平。[7]

公共应用
罗宾逊R44承袭了R22的低价位和高安全,不但广泛用于航校和飞行俱乐部的飞行培训和航空拍摄,在作业方面还有更加全面的表现。[11][4]

R44警用机是公安、武警、边防、消防及准军事单位专用的高性能、低价位、快速交付使用的空中预警、巡逻、监控、指挥平台,专为执法机构设置。它成功支持了空中警务,包括追捕、巡逻等。作为高级执法工具,R44有效地制止了犯罪行为,并多次参加各项救援活动。[5][11]

民用
罗宾逊R44不仅对公共领域贡献突出,在民用方面也颇受欢迎,是私人飞行、新闻、畜牧、农业、巡线、观光休闲等方面的热门首选机型。[4]
随着中国经济的健康发展,中国私人直升机的拥有量大幅增加,私人直升机会成为继跑车后又一奢侈交通工具。而R44,凭借其成熟的操纵特性可为用户带来很多驾驶乐趣。[11]

相关事件
参考资料 12
- R44直升机滑油系统维修特点简析 R44直升机滑油系统维修特点简析 — 万方数据
- R44Ⅱ型直升机简介及仪表电气系统典型故障分析 — 万方数据
- R44 Raven II and Clipper II Helicopters — 罗宾逊官网
- 直升机业界传奇逝世,他创始的企业造出了全球最畅销直升机 — 新浪看点
- 2018中国国际通用航空博览会静态展 多架飞机抢先看(二) — 长城网
- 参考 6
- 坠亡事故阴影里的罗宾逊R44直升机:同系列近3年出事近20起 — 腾讯网
- 罗宾逊R44直升机液压飞行控制系统维护浅析 — 万方数据
- 参考 9
- Robinson News Fall Issue — 罗宾逊官网
- 罗宾逊R44直升机详细参数 — 航趣飞机网
- 一架罗宾逊R44直升机在济源市河口村水库失事 — 中国知网