新概念直升機(jī)可能走紅

萘汝鴻

直升機(jī)由于能夠前后左右隨意飛行，甚至可以懸停在空中，起飛著陸也不一定非要正規(guī)機(jī)場(chǎng)，并可到達(dá)其它運(yùn)輸工具無法進(jìn)入的地點(diǎn)，所以它被廣泛用于軍事與國民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域。但是直升機(jī)的飛行速度慢，最大速度難以超過360公里/小時(shí)，這又使得它的使用受到不少限制。

早在40年代末，人們就提出了各種突破直升機(jī)速度限制的方案，如復(fù)合式直升機(jī)和組合式直升機(jī)等新概念直升機(jī)。但是，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)條件不成熟，這些方案最終沒有變成現(xiàn)實(shí)。

現(xiàn)在，常規(guī)直升機(jī)的發(fā)展已接近它的性能極限，改進(jìn)的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到提高常規(guī)直升機(jī)的效率和減少對(duì)環(huán)境的影響上。人們對(duì)提高直升機(jī)有效載荷、速度和航程的要求，進(jìn)一步促進(jìn)了人們對(duì)上述新概念直升機(jī)方案的興趣。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加上人們不斷努力地探索，對(duì)這些新概念直升機(jī)方案的研究也取得了不同程度的進(jìn)展，甚至取得了突破性的成就，例如V－22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)就即將投入實(shí)際使用。

限制直升機(jī)速度提高的因素

直升機(jī)是依靠旋翼產(chǎn)生升力并提供推進(jìn)力的。直升機(jī)在作垂直和懸停飛行時(shí)，空氣氣流基本上是沿旋翼軸方向，垂直流經(jīng)旋翼槳盤的，槳盤左右兩邊槳葉表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)的氣流速度相同。這時(shí)，旋翼周圍的空氣流圖譜與固定翼飛機(jī)螺旋槳的一樣。

直升機(jī)前飛時(shí)，由于有了前飛速度，流經(jīng)槳盤左右兩邊槳葉表面的氣流速度則不相同。在旋翼槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)方向與飛行方向相同的前行邊，流經(jīng)槳葉表面某點(diǎn)的氣流速度應(yīng)是該點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)切線速度加上直升機(jī)的飛行速度。在旋翼槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)方向與飛行方向相反的后行邊，氣流速度應(yīng)是旋轉(zhuǎn)切線速度減去飛行速度。旋翼旋轉(zhuǎn)時(shí)槳尖處的切線速度一般都在200米/秒左右，假設(shè)直升機(jī)飛行速度為360公里/小時(shí)，即100米/秒，則前行邊90度處槳尖的相對(duì)氣流速度為300米/秒，這與340.2米/秒的音速很接近了。如果直升機(jī)速度再增加，該槳尖處就會(huì)出現(xiàn)激波，產(chǎn)生激波失速。

在上述相同假設(shè)條件下，旋翼后行邊270度槳尖處的相對(duì)氣流速度為100米/秒，槳根部分還會(huì)出現(xiàn)氣流從槳葉后緣流向前緣的返流區(qū)。由于后行邊氣流相對(duì)速度減小，槳葉產(chǎn)生的升力也會(huì)隨之減小。為了使升力保持與前行邊的相同，就必須增加后行邊槳葉的槳距，但是槳距過大會(huì)出現(xiàn)氣流分離失速。因此，旋翼前行邊的激波失速與后行邊的氣分離失速是提高直升機(jī)飛行速度的攔路虎。

要提高直升機(jī)的飛行速度，必須解決上述兩個(gè)失速問題。為此，人們采取了一系列措施，如努力提高槳葉表面光潔度，減小摩擦阻力，使槳葉表面在盡可能大的面積上保持層流附面層；設(shè)計(jì)時(shí)采用在大槳距時(shí)氣流分離點(diǎn)不易前移的翼型；在槳葉翼型后緣進(jìn)行修形，使槳葉在大槳距下產(chǎn)生的紊流區(qū)變成層流區(qū)，以縮小后緣紊流區(qū)范圍。為了減輕前行槳葉的激波失速，人們還采用了后掠和橢圓形等新形狀槳尖，以推遲激波失速。

上述措施只能減輕后行槳葉的氣流分離失速和推遲前行槳葉的激波失速，直升機(jī)速度提高的幅度很有限，不能從根本上解決提高直升機(jī)速度的問題。復(fù)合式直升機(jī)和組合式直升機(jī)等新概念直升機(jī)，在前飛時(shí)可部分或完全不依靠旋翼產(chǎn)生升力來支持直升機(jī)的重量，所以可擺脫槳葉分離失速與激波失速對(duì)提高直升機(jī)速度的困擾。

復(fù)合式直升機(jī)

復(fù)合式直升機(jī)方案是新概念直升機(jī)中最簡單的，只需在直升機(jī)上加裝固定的升力機(jī)翼和輔助推進(jìn)裝置即可。這種直升機(jī)在前飛時(shí)，由于機(jī)翼和輔助推進(jìn)裝置產(chǎn)生的升力和推進(jìn)力可減小旋翼上的載荷，從而可以降低旋翼轉(zhuǎn)速，于是推遲了后行槳葉的失速和減輕了前行槳葉上的壓縮性效應(yīng)。這種復(fù)合式直升機(jī)的速度可提高到445公里/小時(shí)，實(shí)用升限達(dá)6096米，而且航程也有所增大。另外，還能降低旋翼振動(dòng)和疲勞載荷，大大減少直升機(jī)使用費(fèi)用。

1957年，英國費(fèi)爾雷公司研制出了“羅托達(dá)因”民用復(fù)合式直升機(jī)。該機(jī)巡航速度為370公里/小時(shí)，最大航程為1127公里。該機(jī)曾引起英國民用航空公司、英國空軍和美國空軍的極大興趣。但由于槳尖噴氣噪音太大，加之進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)機(jī)不對(duì)，以及費(fèi)爾雷公司體制改變而沒有繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和投入生產(chǎn)。

1967年，研制成功的AH－56“夏安”武裝直升機(jī)，也是復(fù)合式直升機(jī)。該機(jī)最大平飛速度393公里/小時(shí)，最大航程為1730公里。但由于該機(jī)設(shè)計(jì)要求過高，研制過程中有許多技術(shù)問題需要解決，致使研制費(fèi)用大幅度增加，加上美國陸軍戰(zhàn)術(shù)思想的改變，所以研制計(jì)劃于1969年撤銷，最終未能投入生產(chǎn)。

雖然復(fù)合式直升機(jī)至今沒有投入生產(chǎn)和實(shí)際使用，但人們一直沒有放棄對(duì)這種直升機(jī)的探索。隨著重量輕的復(fù)合材料、較高效率的推力換向涵道尾槳和現(xiàn)代飛行操縱裝置的出現(xiàn)，為復(fù)合式直升機(jī)的研制成功提供了更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。幾十年來，一直從事復(fù)合式直升機(jī)研究的美國皮亞塞基公司，在60年代試飛了它的第一種軸傳動(dòng)“涵道尾槳”復(fù)合式直升機(jī)驗(yàn)證機(jī)，目前該機(jī)已被用于美國海軍先進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃的研究。這項(xiàng)計(jì)劃的目的是，用推力換向涵道尾槳和升力機(jī)翼把西科斯基公司的CH－60直升機(jī)改裝成復(fù)合式直升機(jī)。

根據(jù)計(jì)劃進(jìn)度安排，該機(jī)大量的飛行試驗(yàn)工作將在2003年進(jìn)行。研制所用的推力換向涵道尾槳屬第二代涵道尾槳，它可提供反扭矩、偏航控制和推力矢量。風(fēng)洞試驗(yàn)證實(shí)，在直升機(jī)作懸停飛行時(shí)，這種推力換向涵道尾槳的效率，比第一代涵道尾槳要高46％。

美國海軍實(shí)施此項(xiàng)計(jì)劃的目的，是為提高CH－60掃雷直升機(jī)的升力，以使該機(jī)在拖曳掃雷筏執(zhí)行任務(wù)中，具有拖曳2700公斤的能力。美國海軍還打算用機(jī)翼和推力換向道尾槳對(duì)SH－60海上巡邏直升機(jī)和HH－60搜索與救援直升機(jī)進(jìn)行復(fù)合式直升機(jī)修改，以提高飛行速度，縮短救援運(yùn)送時(shí)間。而且，修改成功后，還可增加機(jī)翼油箱，從而增長直升機(jī)巡邏、搜救的留空時(shí)間。

對(duì)美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的AH－1W攻擊直升機(jī)，皮亞塞基公司也在作復(fù)合式修改。推力換向涵道尾槳除了可提高AH－1W直升機(jī)的飛行速度和改善其貼地飛行的操縱性外，還可使AH－1W具有獨(dú)特的俯仰能力。因?yàn)?，常?guī)直升機(jī)前飛，完全是由旋翼槳盤前傾所形成的升力分量來驅(qū)動(dòng)飛行的，所以直升機(jī)俯仰姿態(tài)對(duì)飛行速度有直接影響：機(jī)頭下俯越大，升力的前飛分量也越大，速度就快。經(jīng)過復(fù)合式修改的AH－1W直升機(jī)則消除了俯仰姿態(tài)對(duì)空速的影響。這樣，AH－1W就可以在長時(shí)間內(nèi)，在不必低頭的情況下，保持較高的前飛速度，這對(duì)空戰(zhàn)或飛越山頂作戰(zhàn)是十分有利的。

英國和意大利也在合作研究EH101直升機(jī)的復(fù)合式改型，其目的是用來滿足英國海軍對(duì)未來預(yù)警直升機(jī)的要求。這種預(yù)警直升機(jī)需要有較高的升限，以便擴(kuò)大預(yù)警雷達(dá)的探測(cè)范圍。為驗(yàn)證此項(xiàng)改型工作的可行性，目前，正在將裝有RTM322大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的“山貓”直升機(jī)，按照復(fù)合式直升機(jī)方案進(jìn)行改裝。

由于復(fù)合式直升機(jī)在低速飛行時(shí)需要的功率比常規(guī)直升機(jī)大，所以復(fù)合式直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，只有在執(zhí)行速度較高和航程較遠(yuǎn)的任務(wù)中才能體現(xiàn)出來。

組合式直升機(jī)

組合式直升機(jī)在起飛、著陸及懸停時(shí)，以直升機(jī)飛行方式飛行，即靠旋翼升力飛行。而在前飛時(shí)則完全以固定翼飛機(jī)的飛行方式飛行，這時(shí)旋翼被固定在某一位置，或收藏到機(jī)身內(nèi)部。有的旋翼則可轉(zhuǎn)向，以便作為產(chǎn)生拉力的螺旋槳，在推進(jìn)裝置的驅(qū)動(dòng)下依靠機(jī)翼以固定翼飛機(jī)的飛行方式飛行。組合式直升機(jī)的前飛速度一般在600公里/小時(shí)至800公里/小時(shí)，甚至可以超音速。

組合式直升機(jī)形式很多，大致可以分為3類：旋翼收藏組合式、旋翼停轉(zhuǎn)組合式和旋翼轉(zhuǎn)向組合式。

旋翼收藏組合式

旋翼收藏組合式直升機(jī)在前飛時(shí)，旋翼被折疊收藏在機(jī)身凹槽內(nèi)或折疊收放在機(jī)身上，僅在垂直起降和懸停飛行時(shí)旋翼才展開，并通過旋轉(zhuǎn)提供升力。這種方案，旋翼折疊與展開時(shí)的空氣動(dòng)力學(xué)問題也難以解決，因此，這種方案自60年代提出來以后沒有取得什么進(jìn)展。

旋翼停轉(zhuǎn)組合式

旋翼停轉(zhuǎn)組合式直升機(jī)在前飛時(shí)，旋翼停轉(zhuǎn)并鎖住在特定位置上，此時(shí)槳葉作為機(jī)翼產(chǎn)生升力，前飛推力則由噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)提供。60年代人們提出的三角形旋翼和X形旋翼直升機(jī)方案屬于旋翼停轉(zhuǎn)組合式直升機(jī)。它們前飛時(shí)，三角形旋翼在一角朝前的位置鎖定，另兩個(gè)角在機(jī)體上方兩側(cè)，整個(gè)旋翼即可形成機(jī)翼；X形旋翼有4片槳葉，使槳葉與機(jī)身成45度角停轉(zhuǎn)鎖定，4片槳葉均可作為機(jī)翼提供升力。由于這兩種方案存在氣動(dòng)學(xué)方面的問題，且操縱困難，所以一直處于方案研究階段。

為了解決旋翼停轉(zhuǎn)時(shí)從直升機(jī)飛行方式向固定翼飛機(jī)飛行方式平穩(wěn)過渡的問題，美國提出了一種“鴨式機(jī)翼”方案。這種方案采用兩片大弦長槳葉的旋翼，無尾槳，在前機(jī)身兩側(cè)裝有鴨式機(jī)翼，后機(jī)身上的水平尾翼翼展較大，動(dòng)力裝置為一臺(tái)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。

這種組合式直升機(jī)在以直升機(jī)方式飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇排氣和噴氣熱排氣的混合氣體，經(jīng)過槳葉中的管道引導(dǎo)到槳尖的噴口噴出，從而驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)。同時(shí)，氣流也被引導(dǎo)到尾部兩側(cè)的噴嘴噴出，以控制飛行方向。隨著飛行速度的增加，旋翼上的升力逐漸被轉(zhuǎn)移到鴨式機(jī)翼和水平尾翼上。這時(shí)鴨式機(jī)翼上的襟翼被放出以增加升力。當(dāng)飛行時(shí)速達(dá)到185至220公里時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣流就被導(dǎo)向直升機(jī)尾部，并由噴口排出，從而產(chǎn)生前飛推力。此時(shí)，即可將旋翼轉(zhuǎn)速減慢，然后停轉(zhuǎn)與機(jī)身成90度角鎖定，這樣它們就會(huì)成為一副機(jī)翼。由于在飛行中它可為直升機(jī)提供部分升力，因此，鴨式機(jī)翼放出的襟翼便可收回，最后達(dá)到能夠以固定翼飛機(jī)的方式飛行。這種旋翼直升機(jī)其最大速度可達(dá)到700公里/小時(shí)。

鴨式機(jī)翼旋翼直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是，兩種飛行方式轉(zhuǎn)換過渡平穩(wěn)，沒有減速器、方向操縱機(jī)構(gòu)和尾槳，結(jié)構(gòu)簡單，重輕，效率高。對(duì)這種方案，美國軍方有很大興趣，發(fā)展前景看好。

1988年3月，美國國防部國防預(yù)研計(jì)劃局和波音公司簽訂了一項(xiàng)合同，共同投資試驗(yàn)和驗(yàn)證這種方案。按計(jì)劃，波音公司將在3年之內(nèi)制造2架稱作“蜻蜓”的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，以用于飛行試驗(yàn)?！膀唑选彬?yàn)證機(jī)是一種無人駕駛飛機(jī)，機(jī)長5.83米，旋翼直徑3.65米，重590公斤，采用F112巡航導(dǎo)彈用的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。預(yù)計(jì)，該機(jī)將于2001年初作首次飛行，如果進(jìn)展順利，然后就將用于驗(yàn)證整個(gè)方案的可行性。

美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)希望將這種直升機(jī)設(shè)計(jì)制造成9噸級(jí)的有人駕駛直升機(jī)，并能裝備導(dǎo)彈和其它武器，目的是用于為MV－22傾轉(zhuǎn)旋翼運(yùn)輸機(jī)作武裝護(hù)航。

旋翼轉(zhuǎn)向組合式

旋翼轉(zhuǎn)向組合式直升機(jī)有兩種形式：一種是傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)，一種是傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。

1.傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)

傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)外形與固定翼飛機(jī)相似。它在水平飛行時(shí)與固定翼飛機(jī)沒有差別，旋翼就象螺旋槳一樣驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行；在懸停與垂直飛行時(shí)，整個(gè)機(jī)翼，包括安裝在它上面的發(fā)動(dòng)機(jī)和旋翼會(huì)一起向上傾轉(zhuǎn)90度，處于垂直位置，此時(shí)，旋翼升力垂直向上，直升機(jī)即可作懸停和垂直起降飛行。這種傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)速度可達(dá)到600公里/小時(shí)至700公里/小時(shí)，航程達(dá)600至1000公里。

60年代，加拿大研制了CL－84，美國研制了XC－142傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)。這兩種都是方案驗(yàn)證機(jī)，后因技術(shù)等原因都沒有發(fā)展成生產(chǎn)型。90年代，日本公司提出了TW－68傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)方案，它裝4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和2副旋翼，現(xiàn)仍處于方案研制階段。

早期的傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)，如XC－142，在低速時(shí)會(huì)遇到尾部失速，為了解決這種橫向操縱問題，就需要安裝尾槳。對(duì)此，美國波音公司提出了一種改進(jìn)方案，即“無尾高級(jí)戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)”方案，該機(jī)又叫“超級(jí)蛙”。實(shí)際上，在這種飛行器上體現(xiàn)出的直升機(jī)和旋翼機(jī)特點(diǎn)都不明顯了，可以說是新概念直升機(jī)的遠(yuǎn)親。該機(jī)采用左右側(cè)反向旋轉(zhuǎn)的旋翼和分裂式襟翼/副翼來進(jìn)行橫向操縱，不需要尾翼和尾槳，是一種無尾傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)。但該機(jī)不像加拿大的CL－84那樣，能真正做90度垂直起飛和著陸，而是一種能運(yùn)載30噸重物的超級(jí)短距起落運(yùn)輸機(jī)，它能在簡易機(jī)場(chǎng)的180米長非永久性跑道上起降?！俺?jí)蛙”在起飛降落時(shí)，機(jī)翼只向上傾轉(zhuǎn)42度，以增加起降時(shí)的升力。

“超級(jí)蛙”裝有4臺(tái)大功率渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)，它們通過交叉軸與旋翼相連，可以增加飛行的安全性，因?yàn)槿魏我慌_(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均可通過交叉軸驅(qū)動(dòng)旋翼旋轉(zhuǎn)。在一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該機(jī)還能從340米長的跑道上起飛，并飛越23米高障礙物。在滿載時(shí)，航程可達(dá)到3300公里。波音公司正在飛行試驗(yàn)該機(jī)7％的比例模型，如果經(jīng)費(fèi)充足，有望在2011年研制成功。

2.傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)

傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在類似于固定翼飛機(jī)機(jī)翼的兩翼尖處，各裝有一副可在水平位置與垂直位置之間來回轉(zhuǎn)動(dòng)的旋翼。當(dāng)旋翼處于垂直位置時(shí)，傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)就相當(dāng)于雙旋翼橫列式直升機(jī)；當(dāng)旋翼處于水平位置時(shí)，傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)就相當(dāng)于固定翼飛機(jī)。傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)能作高速遠(yuǎn)距飛行，巡航速度可達(dá)600公里/小時(shí)。在新概念直升機(jī)中，傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)是發(fā)展最為成熟的，現(xiàn)在不僅已有幾種設(shè)計(jì)方案，而且美國貝爾直升機(jī)公司研制的V－22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)已經(jīng)進(jìn)入部隊(duì)服役。

40年代末期，美國貝爾直升機(jī)公司就開始了對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)技術(shù)的研究。1995年第一架XV－3傾轉(zhuǎn)旋翼實(shí)驗(yàn)機(jī)首次飛行。1973年，根據(jù)美國航空航天局和陸軍的要求，該公司又研制了2架XV－15研究機(jī)，以用于驗(yàn)證傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)方案，并于1977年首次飛行。1981年，美國提出“多軍種先進(jìn)垂直起落飛機(jī)”（JVX）計(jì)劃，要求在XV－15的基礎(chǔ)上研制三軍共用的V－22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，并于1983年正式將這種飛行器命名為V－22“魚鷹”。1988年第一架原型機(jī)出廠，1989年首次飛行。該機(jī)的最大起飛重量24947公斤，最大飛行速度達(dá)到510公里/小時(shí)，航程達(dá)1400公里，有的性能大約是常規(guī)直升機(jī)的2倍。

V－22一共研制了10架原型機(jī)，并進(jìn)行了各種試驗(yàn)。V－22的研制過程并不是一帆風(fēng)順的，到2000年年底，它已出現(xiàn)過4次墜毀事故，總共死亡30人。從前3次事故原因的調(diào)查分析來看，事故原因不是出在傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的基本原理上，也就是說方案是可行的，但還有待進(jìn)一步完善。第四次事故發(fā)生在2000年12月11日，事故原因還在調(diào)查分析中，據(jù)估計(jì)，也不大可能是這種方案本身的問題。由于事故原因不明，該機(jī)已被全部停飛，中止了正在進(jìn)行中的作戰(zhàn)評(píng)定工作。

有理由相信，在事故原因徹底查明后，將會(huì)繼續(xù)進(jìn)行該機(jī)的作戰(zhàn)評(píng)定試飛工作，并在達(dá)標(biāo)以后轉(zhuǎn)入全速生產(chǎn)。不過，美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)原來裝備該機(jī)的計(jì)劃將會(huì)受到影響。根據(jù)原計(jì)劃，海軍將在2000年內(nèi)接收11架V－22，并于2001年1月建立第一支擁有12架V－22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)作戰(zhàn)中隊(duì)，即VMMT－204作戰(zhàn)中隊(duì)。

美國貝爾直升機(jī)公司在軍用V－22成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，還與意大利阿古斯塔公司合作研制了民用的BA609傾轉(zhuǎn)旋機(jī)，預(yù)計(jì)在2002年投入使用。在研制中，由于采用了V－22沒有使用過的快速與廉價(jià)的制造工藝，所以制造時(shí)間減少了一半，制造費(fèi)用也大幅度降低。為此，這種6至9座的7噸級(jí)民用傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，是具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭力的，現(xiàn)在已有來自18個(gè)國家的80多架訂貨。

由于V－22研制的成功，并具有良好的市場(chǎng)前景，貝爾直升機(jī)公司又在研制大型四旋翼的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)（題圖為四旋翼復(fù)合直升機(jī)使用飛行想象圖），以滿足軍民用的要求。這種四旋翼傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)采用前后2副機(jī)翼，前后機(jī)翼的兩翼尖均各裝有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)和一副旋翼。前翼翼展為15.7米，后翼翼展為22.9米。前后機(jī)翼翼展不同，是為了避免前旋翼尾流對(duì)后旋翼的影響。機(jī)身寬3.66米，這與C－130運(yùn)輸機(jī)的機(jī)身寬度差不多，它能裝運(yùn)90名士兵或8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。它的有效載荷為19000公斤，這是V－22的2倍，內(nèi)部容積是V－22的8倍。以短距起落方式起落時(shí)，可載重13600公斤飛行1800公里。為了降低研制費(fèi)用和減小風(fēng)險(xiǎn)，它將采用與V－22相同的航空電子設(shè)備、傳動(dòng)裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙和T406發(fā)動(dòng)機(jī)。

為了提高傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)懸停和巡航飛行時(shí)的效率，美國波音公司正在研究在傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)槳葉中采用新器件和“智能”材料，如壓電作動(dòng)器和形狀記憶合金，以使槳葉能根據(jù)不同飛行方式，達(dá)到扭轉(zhuǎn)最佳化。據(jù)估計(jì)，在V－22旋翼槳葉中采用形狀記憶合金后，可以使該機(jī)有效載荷增加400公斤或航程增加130公里。美國西科斯基公司還在為傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)研制可變直徑旋翼，其旋翼槳葉可以伸縮，以使旋翼適應(yīng)不同的飛行方式。旋翼機(jī)懸停時(shí)槳葉伸長，旋翼直徑變大；前飛時(shí)槳葉縮短，旋翼直徑變小。研究表明，如果V－22的每片槳葉伸長50％，則有效載荷可提高35％，把它換算成燃油載量，則其航程可增加70％至100％。

美國在傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)方面的成功極大地激勵(lì)了歐洲的同行們。他們最初提出了一個(gè)“尤洛法”（Eurofar）傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)計(jì)劃，后又提出“歐洲傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)”（Eurotilt）計(jì)劃。這兩個(gè)計(jì)劃提出的設(shè)計(jì)方案，與美國的V－22和BA609那種采用發(fā)動(dòng)機(jī)與旋翼全部傾轉(zhuǎn)的方案不同。它們由垂直飛行過渡到水平飛行，或由水平飛行過渡到垂直飛行時(shí)，只轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙前面的旋翼部分，而發(fā)動(dòng)機(jī)仍保留在水平位置不動(dòng)。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)不必為自身的傾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行修改，機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也簡單。“歐洲傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)”為19座10噸級(jí)，巡航速度556公里/小時(shí)，航程約1500公里。

一個(gè)以意大利阿古斯塔公司為主的歐洲聯(lián)合研究小組，提出了一種稱作“埃里卡”（Erica）的20座傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)方案。其特點(diǎn)是機(jī)翼外段隨發(fā)動(dòng)機(jī)短艙和旋翼一起傾轉(zhuǎn)。懸停與垂直飛行時(shí)，旋翼下洗氣流不會(huì)打擊在固定的水平機(jī)翼上，升力效率可提高約12％。這樣，在設(shè)計(jì)時(shí)，便可減小旋翼尺寸，或者使巡航速度增加到650公里/小時(shí)。這種旋翼機(jī)又能按固定翼飛機(jī)滑跑方式起降，不過機(jī)翼外段要向上傾轉(zhuǎn)7度，以增加槳尖離地高度。

各有用武之地

新概念直升機(jī)是直升機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是直升機(jī)技術(shù)的革命性變革。實(shí)際上，有的“新概念直升機(jī)”，如傾轉(zhuǎn)機(jī)翼機(jī)、傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)已經(jīng)步出了直升機(jī)的范疇，更多地體現(xiàn)了垂直起落飛機(jī)的特征。

不難看出，新概念直升機(jī)克服了常規(guī)直升機(jī)速度慢的缺點(diǎn)，兼有常規(guī)直升機(jī)和固定翼飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，必將得到廣泛的應(yīng)用。但新概念直升機(jī)在低速飛行時(shí)效率不如常規(guī)直升機(jī)，因此不能取代常規(guī)直升機(jī)，也就是說，各類直升機(jī)有其最佳的適用速度范圍。一般認(rèn)為，常規(guī)直升機(jī)的適用速度范圍為200公里/小時(shí)至370公里/小時(shí)，復(fù)合式直升機(jī)的速度范圍是400公里/小時(shí)至510公里/小時(shí)，組合式直升機(jī)則為600公里/小時(shí)至800公里/小時(shí)，有的方案甚至還可使其作超音速飛行。

從新概念直升機(jī)的優(yōu)越性看，將來很可能會(huì)有走紅的一天。

責(zé)任編輯：邊友