首个中国人设计的串列双旋翼机

eVTOL 2026-06-13 09:36


朱仁少将(1900-19851926年毕业于麻省理工学院。在美国完成工程教育和在美国航空工业实习一年后,年轻的朱家仁回到中国,加入了新成立的中华民国空军。在抗日八年战争(1937-1945)和第二次世界大战期间,朱少将不仅于19375月成功建造了中国第一架国产教练机苏州,还建造了第一架1945年,绰号“蜂鸟A型”的CJC-A被称为中国直升机。


两架飞行员教练机苏州号由200马力的Wright J-5旋风系列发动机提供动力。它于1937511日成功完成了首次飞行。


1944年,朱少将目睹了西科斯基XR-4直升机在中国南方云南省昆明上空飞行。被任命为中国第一航空制造厂总经理的朱决定开始研究、设计和制造直升机。 

首个中国人设计的串列双旋翼机图1

1937511日苏州号飞机在南京飞行


在工厂技术人员的热情协助下,实验性同轴直升机CJC-1A“蜂鸟A1945年问世。

首个中国人设计的串列双旋翼机图2

1945年的CJC-1A蜂鸟A型同轴旋翼直升机


蜂鸟A型是一架单座同轴直升机,由125马力的Kinner B-5活塞径向发动机提供动力,花了整整一年的时间才完成设计。在地面测试中,由于地面紧固件的柔软性,右后轮的系紧拉线螺钉被从地面上拔下。飞机翻倒,其两个25英尺长的旋翼叶片都触地,立即损坏了飞机。

首个中国人设计的串列双旋翼机图3

1948年的CJC-1B蜂鸟B型同轴旋翼直升机


尽管如此,朱少将并没有因为这次事故而气馁,并改进了旋翼机的设计,使其具有更好的流线型机身。“蜂鸟B型”或CJC-1B的最大修改是在“蜂鸟A型”的下端增加了两个透明面板。这一变化发生在1945年。19487月,他花了四个月的时间完成了CJC-1B“蜂鸟B型”的制造。


19489月,朱接到命令,在从日本帝国手中夺回的岛上执行新的任务。朱少将被指派管理位于台湾台中的皇家空军第三飞机制造厂。


首个中国人设计的串列双旋翼机图4

朱少将在台湾台中飞机制造厂办公室


第二次世界大战后,新的任务在台湾的新职位,使朱少将享受了访问外国航空技术信息的便利。显然,他受到了在麦卡洛克飞机和皮亚塞基直升机工作的航空航天工程师创造的流行双旋翼直升机概念启发。这些新的串联旋翼直升机概念为未来的航空运输应用提供了更大的潜力。 


首个中国人设计的串列双旋翼机图5

1951年左右的麦卡洛克MC-4串联旋翼直升机


因此,朱少将开始将他对旋翼机设计的兴趣重新集中在“香蕉飞行”串联旋翼直升机配置上,而不是之前在中国大陆的同轴旋翼直升机设计上。


不久,朱少将构思了中国第一架联直升机创新性地构建了一个1/10比例的实验模型,使用四分之一英寸的电钻电机驱动前后旋翼。在实验室进行了几次调整后,串联模型可以悬停并执行垂直起降。

首个中国人设计的串列双旋翼机图6

1/10比例的CJC-3飞行香蕉串列直升机研究模型


对于双座CJC-3香蕉飞行双人直升机的旋翼设计,朱少将采用了跷跷板的旋翼概念,在其两端安装了平衡杆和翼型平衡块。所采用的旋翼概念显然与俄罗斯设计书中所示的希勒H-32 Haven直升机上的双叶跷跷板旋翼非常相似。 

首个中国人设计的串列双旋翼机图7

典型的2叶直升机旋翼


19535月至19542月的参赛作品提供了一个独特的机会,它允许对中国第一架串联旋翼直升机的设计过程进行第一手审查。使用计算机辅助设计工具对CJC-3飞机进行建模和渲染。初步CAD建模结果如下图所示。


首个中国人设计的串列双旋翼机图8

CJC-3飞越大峡谷的渲染CAD模型


首个中国人设计的串列双旋翼机图9

CJC-3直升机的基本尺寸


CJC-3直升机的空载重量约为1500磅,总重量约为2050磅。它的总长度为42英尺8英寸,叶片完全展开。它的最大宽度约为7英尺6英寸。旋翼机的整体高度约为9英尺10英寸。


根据朱的叶片应力报告的手绘图和油墨工程图,CJC-3有两个直径为24英尺6英寸的旋翼。每个旋翼有两个12英尺2英寸长的叶片。 


首个中国人设计的串列双旋翼机图10

1953年左右,CJC-3.AB型香蕉串联旋翼直升机叶片几何形状


CJC-3的叶片由NACA0012翼型制成。它们具有恒定的13.03英寸弦结构,尖端扭曲4°。叶片有一个钢管翼梁,翼梁上通过不锈钢板法兰等间距铆接有云杉肋。从翼梁向前,前缘采用垂直和水平云杉层压结构,以增强强度和弦向平衡。然后,整个叶片都覆盖着胶合板,叶片的前缘覆盖着不锈钢板。


首个中国人设计的串列双旋翼机图11

CJC-3,串联旋翼直升机叶片截面几何形状


CJC-3的机身结构布局与美国Jovanovich Mc-4双旋翼直升机的概念非常相似,该直升机由麦卡洛克飞机公司于1947年左右开发。


首个中国人设计的串列双旋翼机图12

CJC-3串联直升机机身,约19534


从下面的图中可以清楚地看出,朱少将小心地将六缸Lycoming活塞发动机放置在机身中部,以缓解飞机的平衡。飞行员从双座驾驶舱有一个广角视野。 

首个中国人设计的串列双旋翼机图13

 CJC-3执行低空离地悬停飞行测试


1953 610日下午,在中国台湾台中,CJC-3在平静的空气环境中成功升空。这是朱少将和他的工程团队在中国台湾开发本土串联旋翼直升机的第一个艰巨成就。

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 CJC-3串联直升机于1953610日首次飞行


CJC-3成功首飞一周后,他开始为CJC-3直升机设计新的仪表板布局。 


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朱少将关于CJC-3新型仪表板布局的设计理念


同年810日,CJC-3向当时中国台湾空军元帅进行飞行演示。飞机从地面起飞时,突然向右倾斜,两个旋翼叶片撞击地面并损坏。幸运的是,试飞员幸免于难。


首个中国人设计的串列双旋翼机图16


后来发现,两个旋翼叶片的变桨连杆长度没有正确调整,导致飞机在起飞飞行过程中翻滚,变得无法控制。此外,系泊绳没有从地面上正确释放。这些就是造成事故的因素。尽管飞行演示失败,朱少将和他的设计团队仍坚持改进双旋翼直升机的设计。为新的CJC-3A型号增加了旋翼控制冗余系统,并设计了叶片的水平稳定性,这是串联旋翼直升机的改进版本。

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CJC-3串联旋翼直升机控制系统


CJC-3A1954811日起飞。它可以自由地进行垂直起降和悬停机动,没有任何问题。因此,进一步的飞机调试和飞行测试工作一直持续到195639日,CJC-3A飞机终于在没有固定绳索的情况下自由飞行。飞机进行了向前、侧向、向后和从右向左的机动飞行。飞机的飞行控制很容易。


然而,当试飞员想通过增加直升机的前进速度来加速飞机时,他发现直升机的机头会抬起,无法保持稳定。因此,他不敢飞得更快,也不敢爬得更高。经过多次矢量指向试验,前后旋翼向前倾斜,直升机的机头上升现象仍无法消除。新的CJC-3A直升机配置中引人注目的设计变化是其驾驶舱门的形状。


朱少将的整个串列旋翼直升机研发项目于1956年结束。 

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CJC-3A 串列双旋翼直升机




VTOL圈,成为VTOL分之一
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