美國傾轉旋翼直升機的發展

傾轉旋翼直升機是一種將固定翼飛機和直升機特點融為一體的新型飛行器，它介于直升機和飛機之間。受傳統旋翼的限制，飛行速度低已成為制約直升機發展的致命弱點。因此，美、俄、日等國正突破傳統旋翼原理的舊框，加緊研制飛行速度更快、機動性更好的傾轉旋翼直升機，并已取得進展。其中最具有代表性的是美國的第一代V-22“魚鷹”式傾轉旋翼直升機。V-22“魚鷹”把傳統直升機與固定翼飛機的優點結合起來，既能實現直升機的垂直起降，又能發揮固定翼飛機速度快的長處，其最大平飛速度已達600千米/ 小時以上，大大超過常規直升機的飛行速度。之后，美國又研制出了第二代V-44式傾轉旋翼直升機，最近又開發了第三代V-280“勇氣”傾轉旋翼機高速直升機，使航空界看到了直升機高速飛行的光明和希望。

艱難探索

我們知道，在所有航空器中，飛機具有速度快、載重量大和飛行效率高的優點。直升機則不同，它是為解決飛機需要長長的跑道、不能垂直起飛、使用靈活性差而發明出來的，它具有飛機所不具備的垂直起落和懸停能力，但它的飛行效率低，載重量也遠遠不如飛機，而且它的速度實在太慢了，最快的也只有400千米/ 小時，連第二次世界大戰以前老舊的活塞式飛機都比它飛得快。

多少年來，人們一直在想，能否把飛機和直升機各取所長、合二為一呢？在直升機誕生的60多年時間里，圍繞這一難題，科學家和設計師們開始了艱難的探索，他們想盡辦法卻沒有很大收獲。看來，要想較大幅度地提高飛行速度，必須采用新的原理。無疑，傾轉旋翼機是最有希望實現固定翼飛機和直升機合二為一的最佳方案和技術途徑。

捷足先登

美國的貝爾公司是傾轉旋翼機的先行者，早在20世紀40年代末就以競標形式啟動“垂直起落轉換式飛行器”計劃，還舉行過兩次工業界的“可轉換式飛行器會議”，此后就開始了傾轉旋翼技術研究。

1950年，美國凱利特公司的格里埃林和利希再次提出研制傾轉旋翼機，他們稱其為“卓越性能直升機”，引起了廣泛重視。1972年，貝爾公司正式接到美國陸軍和美國國家航天航空局《關于共同發展XV-15傾轉旋翼機》的合同，根據陸軍和宇航局的要求，1973年開始研制傾轉旋翼試驗機XV-15。1977年第一架原型機進行了首次懸停飛行，1979年首次完成了由直升機飛行方式過渡到定翼機飛行方式的轉換飛行。它的最大速度可達674千米/小時遠遠超過了任何直升機。

為了進一步考察這種新原理的直升機，美國陸軍和宇航局利用原型機進行了大量的試飛，以解決這種飛行器存在的技術問題。1981年底美國政府提出“多種先進垂直起落飛機”計劃。根據這個計劃，貝爾公司和波音公司合作，又在XV-15的基礎上開始研制實用型傾轉旋翼機，1983年開始初步設計，1985年1月正式將其命名為V-22“魚鷹”。經過長時間的研究和大量的試飛，發現許多問題是當時的技術水平根本無法解決的，特別突出的是穩定

問題以及由懸停到前飛等轉換過程中的控制與操縱問題。到20世紀80年代中期，這些問題得到了一定程度的解決。1989年3月，V-22“魚鷹”成功地完成首次試飛。同年9月完成了由直升機飛行方式轉換到定翼機飛行方式的首次過渡飛行，從而圓了傾轉旋翼直升機的夢。

作為一種傾轉旋翼機，V-22“魚鷹”的機身、機翼和普通固定翼飛機基本相似，它有普通飛機的機翼，在翼尖部各安裝一臺發動機，位于機翼兩端的螺旋槳發動機卻可以上下轉動。螺旋槳發動機處于垂直狀態時，就可以使V-22“魚鷹”像直升機一樣實現垂直起降和懸停；螺旋槳發動機處于水平狀態時，就能給飛機一個向前的推力，使它能像固定翼飛機一樣飛行；在螺旋槳發動機處于這兩種狀態之間時，既產生了升力，又產生了推力，能使飛機以低速飛行。

V-22“魚鷹”在設計上吸收了固定翼和旋翼飛機的優點，又克服了普通直升機前飛速度慢的弱點。起降時，使用水平的旋翼，可實現垂直起降；前飛時，旋翼向前偏轉，實際就成為巨大的螺旋槳，它不僅提高了機動飛行能力，還使前飛速度提高為600～700千米/小時，比普通直升機要快得多。在相當大的速度范圍內，它都很容易地從依靠旋翼升力飛行變為依靠固定翼升力飛行，較好地解決了固定翼飛機不能垂直升空懸停，直升機活動半徑小、航程短、航速慢的缺陷，為飛行器的發展開辟了新領域。

V-22“魚鷹”不僅結構獨特，而且突破了飛機和直升機的原有飛行模式。飛行中它可任意變換固定翼和旋翼兩種形態，航速是直升機的兩倍多，各種指標也是任何直升機無法比擬的。它機內裝有3套駕駛操縱系統，轉換形態時，駕駛系統也自動轉換。兩臺發動機由變速

控制器相連，當一臺發動機轉速下降到熄火時，另一臺發動機便通過變速控制器轉換成帶動兩副螺旋槳的工作狀態；發動機艙內采取增壓措施，在海上能有效阻止潮濕空氣侵蝕；機身下方兩側和主起落架艙較大，起飛后自動封閉，緊急情況下在海上迫降時具有一定浮力，可使V-22“魚鷹”不致沉沒。

V-22“魚鷹”的座艙是全新的，大量采用多功能的陰極射線顯示技術。正副駕駛員均有操縱桿、腳鐙和油門。V-22“魚鷹”對起降的條件要求不高，可在大型艦船上起降，因而可在未來的兩棲登陸作戰中大顯身手。美國海軍陸戰隊視該機為實現高速度、超視距兩棲突擊的一個至關重要的工具，并指出如果沒有V-22“魚鷹”，美國海軍陸戰隊的作戰原則和戰術將退回到20年以前。

與直升機相比，傾轉旋翼機航程遠，航速高。在特種作戰中，一般都是以直升機作為運載工具，以CH-46D“海上騎士”直升機為例，其最大巡航速度為268千米/小時、航程僅為366千米，如此短的航程和過慢的航速已不能滿足特種行動的需要。而在滿載、垂直起降的情況下，傾轉旋翼機航程超過2200千米，在滿載、短距起降條件下，甚至能達到約3000千米的航程。據稱，一架V-22“魚鷹”從夏威夷起飛后，通過各個美軍基地的轉場飛行，即可到達世界上大部分地區，這樣的高航程，使行動部隊深入到偏遠地區實施作戰任務成為了現實。

2004年10月，美國空軍部長、空軍參謀長以及負責特種作戰的國防部副部長等一批美軍方官員在試乘了V-22“魚鷹”后，都給予其高度評價，他們認為V-22“魚鷹”所發出的聲音比普通直升機更小，而降落和起飛更迅速。V-22“魚鷹”能夠做到美軍戰機以前沒有做到的事情，賦予了美軍前所未有的作戰能力、速度和作戰方式。因此，美國各軍種都看好V-22“魚鷹”，根據需求提出了適合軍種發展的型號。如海軍型HV-22A主要用于戰斗、搜索、反潛，空軍型CH-2A主要用于特種部隊的遠程運輸。

力撥千斤

世界上比較成熟的重型旋翼機是美國的V-44聯合重型直升機，它兼有直升機與固定翼飛機的優點，被認為是直升機技術的革命性變革。美國貝爾-波音公司已獲得陸軍的新型飛行器V-44聯合重型直升機的研制經費，以進行四發傾轉旋翼重型運輸直升機的研究，使新概念重型直升機的研制步伐加快。

2005年初，美國國防部同意陸軍提出發展下一代“戰區運輸旋翼機”計劃，并要求陸軍開展聯合重型旋翼機方案研究。美陸軍要求V-44聯合重型直升機能運輸重達20噸的“未來作戰系統”車輛，規劃性能指標是懸停升限約3000米，能攜帶一個3.4米寬、15.2米長的集裝箱，最大航程3900千米，能在沒機場的地方起降。

V-44聯合重型直升機是由V-22“魚鷹”傾轉旋翼機技術發展而來，采用V-22“魚鷹”的3葉螺旋槳和傳動系統，由貝爾公司負責發動機短艙、變速箱、槳轂和旋翼槳葉的研制以及整個系統的集成。它的概念于1998年提出，2005年成為美國陸軍V-44聯合重型直升機概念設計和分析合同中所開發的五種設計方案之一。

據報道，V-44聯合重型直升機的載重比V-22“魚鷹”大，機身內部大得足以容納幾架直升機、幾輛各種型號的多用途輕型裝甲戰車或70多名全副武裝的士兵，共計20噸的載荷，并能以509千米/小時的速度到達1600～3200千米以外的地方垂降落。

陸軍在概念設計和分析階段，將聯合重型直升機的五種方案分成三個速度段：波音的串列雙旋翼直升機和西科斯基的X2共軸旋翼技術驗證機的巡航速度為305千米/小時，被列為主要由傳統直升機占據的低速段；西科斯基的X2高速直升機的速度為389千米/小時，為中速段；而貝爾-波音公司的四發傾轉旋翼重型運輸機和前沿電子系統公司的優化高速傾轉旋翼機速度則達到509千米/小時，為高速段，這種速度將令傳統直升機望塵莫及。

獨領風騷

2013年4月，在美國陸軍航空協會年度例會上，貝爾公司展出了為美國陸軍開發的第三代傾轉旋翼直升機V-280“勇氣”。作為第三代傾轉旋翼直升機，V-280“勇氣”脫胎于V-22“魚鷹”傾轉旋翼直升機。據美國貝爾直升機公司CEO約翰·加里森介紹，該型機可像V-22“魚鷹”一樣進行垂直起飛和降落，最大起飛重量約6.8噸左右，巡航速度為280節，最大作戰半徑達到1481千米，最大續航能力3889千米。按照美軍的預想，V-280“勇氣”研制定型后，將用于取代現役的UH-60“黑鷹”及AH-64“阿帕奇”。

據悉，貝爾直升機公司已為V-280“勇氣”設計了兩種類型，一種是通用型，可搭載11名戰斗人員和4名機組人員；另一種是攻擊型，采用同樣的機身，以取代AH-64“阿帕奇”直升機。

結 語

傾轉旋翼機作為一種新的飛行器，不僅改寫了傳統直升機和飛機作戰的很多數據，而且將使空中飛行與作戰進入一個新時代。隨著新材料、新設計和微電子技術的飛速發展，及其在直升機上的廣泛應用，各類新型傾轉旋翼直升機，必將以新的身影展翅于信息化戰場，稱霸于“一樹之高”。