|
圖：美國陸軍獲得交付的第一架V280機身，全狀態的樣機已經不遠了
原標題：第三代魚鷹機身交付，美國陸軍戰斗力將有飛越
作者：侯知健
V22是世界上首款實用化的傾轉旋翼機，目前服役于美國海軍陸戰隊和美國空軍。不過對于陸軍來說，最大起飛重量近30噸級的V22顯得過大，而且因為需要上艦而必須折疊等設計導致成本過于昂貴，因此要用來取代黑鷹等10噸級的主力通用直升機型號顯得很不劃算。機房專用加濕機
因此美國陸軍又在V22的基礎上，開發了更輕更小、設計上針對性簡化并改進的第三代魚鷹V280，用以取代黑鷹，并在未來衍生出武裝攻擊型號，取代阿帕奇直升機。目前V280的首架機身已交付。
1.直升機不是飛機，傾轉旋翼機出現打破直升機與飛機界限
很多人都沒注意到的一點是，直升機不算飛機，嚴謹的術語中也不存在“直升飛機”這個概念。直升機的升力是依靠旋翼自己高速旋轉而獲得速度產生的，飛機的升力則是整個機體的高速運動在機翼上形成的。所以直升機原地就能飛起來，而常規的飛機一定要滑跑到足夠高的速度才能起飛。工業加濕機
圖：常規布局直升機，光是為了保證它不會朝著一個方向使勁打轉，尾槳就得花20~30%的功率去維持航向平衡
基本飛行原理的不同，使直升機的動力效率很低，而且高速飛行阻力特別大，飛不快，飛不遠；比如300公里/小時的速度，已經接近大多數直升機的極限速度了。即使是未來采用剛性旋翼等先進措施的全新一代直升機，仍然不可能解決這個缺陷。這個問題對于直升機的應用限制非常大，比如它在實現空中加油時，不能與其它的飛機共用噴氣式加油機——因為加油機的最低安全飛行速度就要比直升機的最大速度還高了。
圖：美國C130平臺加油機給黑鷹直升機空中加油。C130設計之初就是純軍用型號，強調戰場起降能力，能夠以很低速度、很短距離強行從野戰跑道起飛，或者是帶著不少貨物在短距離內強行降落。它能攜帶大量的油料以233公里/小時甚至更低的速度進行長時間低空巡航，這一性能特點是它能給直升機進行空中加油的關鍵。
圖：隨著飛行速度的提高，V22能夠通過KC-135加油機（衍生自波音707客機系列）這樣最低飛行速度較高的噴氣式大飛機平臺進行加油，極大的提高了作戰的靈活性
針對直升機在飛行原理上無法克服的局限性，美國率先開發了傾轉旋翼機并將其實用化。這種飛行器介于直升機與固定翼飛機之間，它通過可轉動的發動機方向調節能力，能夠自由的在橫列雙旋翼直升機狀態，與固定翼螺旋槳飛機狀態之間切換。它以結構和飛行控制的大幅度復雜化為代價，實現了傳統直升機的垂直起降能力，和接近傳統螺旋槳固定翼飛機的飛行速度與載荷航程效率，將會是以后的主流設計方向。
圖：V22吊運火炮
傾轉旋翼機在目前的缺點有兩個。首先是機械結構復雜，技術難度要求高，非常考驗工業基礎的硬能力；比如V22兩臺發動機之間需要布置一套可以適應偏轉過程的動力協調傳動機構，保證一臺發動機失效以后，還能依靠另一臺發動機避免動力失衡帶來的急劇失控，并完成迫降甚至是飛回基地。
圖：V22事故現場
但難度最高的地方，還在于氣動外形（包括螺旋槳）與飛行控制上。傾轉旋翼機是一個非常新的研究領域，目前存在大量的空白地帶。比如螺旋槳在改變方向的過程中，空氣動力的變化特性，這一點非常類似戰斗機在過失速等狀態下的氣動力研究——沒有可靠的基礎和工程理論能用來分析、計算問題，非常依賴于試驗結果和經驗積累。但比起后者，前者的研究時間更短，積累更少。
圖：我國四發傾轉旋翼機藍鯨的模型
事實上V22在服役之初，經常在起降階段——尤其是旋翼的傾轉過程中出現事故，安全性屢屢被質疑。直到多次改進設計，尤其是飛行控制相關的設計以后，V22才開始變得可靠起來。我國目前對傾轉旋翼機的研發規劃，直接定位于四發運輸機型；一方面是強化起飛載重能力，另一方面也是四發布局的穩定性和可控性遠高于兩發布局，技術風險更小的緣故。
2.傾轉旋翼機取代黑鷹和阿帕奇，美國陸軍作戰能力將極大提高
不過四發傾轉旋翼機布局雖然控制性能好，卻也存在結構和飛行效率不高的缺點；尤其是巡航時的高速平飛阻力比較大，速度比兩發布局更低，同等推力條件下航程要損失20~30%。因此它更適合未來用于取代C130一級的前線戰術運輸機，而不適合應用在10~20噸以內的型號上。
圖：未來美軍V44大型垂直起降運輸機的藝術想象圖
圖：V280“勇士”
因為這個原因，美國雖然做了V44的大型垂直起降運輸機規劃，但是在黑鷹和阿帕奇兩種噸位較小的直升機替代型號V280上，則繼續沿用了V22的雙發布局。和V22的不同在于，V280不需要上艦，對尺寸的約束要求低很多；因此它取消了機翼折疊設計，大幅度降低了重量、機械結構、液壓系統的復雜性和成本，提高了可靠性和維護性。其次在傾轉方式上，它的發動機艙不再旋轉，而是直接通過簡單的傳動變向機構，實現螺旋槳的傾轉。
V280具備黑鷹直升機無法比擬的飛行速度與航程，這對于美軍作戰能力是個極大的提升。舉個最簡單的例子，黑鷹能夠將超輕型155毫米榴彈炮吊運到車輛根本到不了的山地、沙灘等地方，形成壓倒性的火力優勢；但這種載荷已經非常接近能力極限的情況下，黑鷹的航程就變得很有限，作戰范圍受到很大限制。而V280吊運火炮以后，無論是運送火炮的速度還是距離，都遠遠超過黑鷹。
圖：V22改裝攻擊能力試驗。傾轉旋翼機改行當武直有個很麻煩的地方，武器掛點不好布置，它的機翼都被旋翼擋住了，翼下不能發射武器
此外傳統上武裝直升機就有為其它直升機護航的任務，V280將來服役以后，武裝直升機就要面臨飛行時根本追不上的尷尬境地。而如果要請求固定翼的戰斗機、攻擊機護航，那就要涉及到跨軍種的協調配合，實戰時可行性非常差。
因此除了黑鷹這樣運人載貨的通用直升機，未來美國陸軍開發一款取代阿帕奇的武裝型傾轉旋翼機也是順理成章的事情。事實上美國陸軍一直在尋求比直升機飛的更快、帶的武器更多、航程更遠的空中打擊力量，但長期受限于陸軍不允許有飛機的體制約束而未能實現。傾轉旋翼機的出現，是陸軍絕對不會放棄的機會。奧特思普機房加濕機
上篇：電信“流量不清零”只針對個別套餐 |
