直升機(jī)江湖水又皺

鐘立

1939年，西科斯基憑借VS-300的成功首飛，一舉奠定了現(xiàn)代直升機(jī)單旋翼加尾槳布局概念。時(shí)隔75年后的2014年，西科斯基希望能夠借助最新產(chǎn)品重塑旋翼飛行器概念：更高的速度、機(jī)動(dòng)性和懸停性能，同時(shí)保持直升機(jī)原有的低速靈活性等特色。

10月2日，一架S-97“襲擊者”在佛羅里達(dá)西棕櫚灘西科斯基研發(fā)測(cè)試中心被正式推到公眾面前。這架S-97是這種新布局的第二架樣機(jī)，也是新概念直升機(jī)的第三架。2010年的X-2技術(shù)驗(yàn)證機(jī)算是第一架，該機(jī)速度成功突破了260節(jié)。第三架將是西科斯基與波音聯(lián)合開發(fā)的SB.1“挑戰(zhàn)”，預(yù)計(jì)在2017年首飛，該機(jī)將被波音-西科斯基用于競(jìng)標(biāo)美國(guó)陸軍聯(lián)合多用途空運(yùn)系統(tǒng)（JMR）。

借助“襲擊者”（Raider），西科斯基的新概念旋翼機(jī)計(jì)劃完成了一個(gè)重要步驟，未來西科斯基希望把6 000磅（約2.7噸）級(jí)剛性共軸旋翼復(fù)合推進(jìn)直升機(jī)X-2放大到30 000磅（約13噸）級(jí)未來中型垂直運(yùn)輸直升機(jī)，從2013年起逐步取代現(xiàn)役的UH-60“黑鷹”。

“襲擊者”項(xiàng)目還提供了一個(gè)寶貴的機(jī)會(huì)，讓西科斯基再度操演了一把快速原型機(jī)制造技術(shù)。西科斯基強(qiáng)調(diào)X2的研制并不屬于發(fā)明創(chuàng)造，只是對(duì)現(xiàn)成技術(shù)的“聰明綜合”。早在上世紀(jì)70年代，西科斯基就首飛了剛性共軸雙旋翼復(fù)合推進(jìn)直升機(jī)構(gòu)型XH-59試驗(yàn)直升機(jī)。當(dāng)時(shí)該機(jī)最大時(shí)速曾突破260節(jié)，但噪音、振動(dòng)和油耗都較大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操縱困難，兩名飛行員操縱這架擁有4臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的直升機(jī)都手忙腳亂。

作為公司自有科研項(xiàng)目，西科斯基在X2上投入了5 000萬(wàn)美元，花費(fèi)了43個(gè)月實(shí)現(xiàn)了首飛，經(jīng)過17次試飛，實(shí)現(xiàn)了250節(jié)平飛速度的目標(biāo)。與XH-59不同，X2驗(yàn)證機(jī)采用先進(jìn)的電傳飛控系統(tǒng)、旋翼槳轂減阻技術(shù)、一體化輔助推進(jìn)技術(shù)、主動(dòng)振動(dòng)控制技術(shù)、輕量化剛性復(fù)合旋翼和結(jié)構(gòu)，在克服新布局弊端的同時(shí)挖掘性能潛力。最終的結(jié)果是，西科斯基讓世界看到，他們有能力開發(fā)一架單座單引擎直升機(jī)，其飛行速度相當(dāng)于“黑鷹”的兩倍，但振動(dòng)水平卻與之相當(dāng)。

4年前的X2有效擴(kuò)展了復(fù)合式直升機(jī)的飛行包線。有了X2這碗酒墊底，西科斯基于2010年7月發(fā)起“襲擊者”項(xiàng)目，計(jì)劃2014年12月實(shí)現(xiàn)首飛。首批兩架原型機(jī)研制總投資2億美元，西科斯基提供總經(jīng)費(fèi)的75%，其余部分則由38家供應(yīng)商以共同投資方式提供。按計(jì)劃，第一架原型機(jī)用于飛行包線拓展驗(yàn)證，第二架則用于用戶演示。對(duì)于這一項(xiàng)目的必要性，西科斯基總裁米克·莫勒說，雖然美國(guó)政府在經(jīng)濟(jì)壓力下做出削減軍費(fèi)開支的決定，但對(duì)于軍事裝備性能提升的需求卻不會(huì)因此縮水。

“襲擊者”安裝一臺(tái)2 600軸馬力通用電氣YT706型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，起飛重量約4噸，使用直徑10.2米的4葉共軸反轉(zhuǎn)無(wú)鉸剛性雙旋翼，取消了傳統(tǒng)直升機(jī)的反扭矩尾槳。發(fā)動(dòng)機(jī)在驅(qū)動(dòng)主旋翼工作的同時(shí)，還為尾梁末端一副直徑2.1米的變距推進(jìn)螺旋槳提供動(dòng)力，產(chǎn)生前向推力，用于高速飛行以及加速、減速機(jī)動(dòng)。在低速飛行或懸停時(shí)，飛行員可以通過離合機(jī)構(gòu)停止推進(jìn)螺旋槳，以提高安全性并降低噪音。

“襲擊者”的設(shè)計(jì)速度目標(biāo)是巡航時(shí)速超越220節(jié)，這種推進(jìn)構(gòu)型也適用于其他飛行器，能夠?qū)崿F(xiàn)快速水平加減速，包括迅速調(diào)整機(jī)頭指向，實(shí)現(xiàn)武器投放。西科斯基希望通過“襲擊者”項(xiàng)目探索這些全新性能的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。目前首架“襲擊者”原型機(jī)已經(jīng)做好了地面測(cè)試準(zhǔn)備工作。第二架原型機(jī)零部件也已準(zhǔn)備就緒，機(jī)身已經(jīng)完成。在對(duì)1號(hào)機(jī)進(jìn)行飛行測(cè)試后，將根據(jù)結(jié)果對(duì)2號(hào)機(jī)進(jìn)行適度修改。西科斯基為1號(hào)機(jī)制定了4階段飛行測(cè)試計(jì)劃，開始是懸停試驗(yàn)和低速飛行試驗(yàn)，然后進(jìn)入擴(kuò)展速度和機(jī)動(dòng)包線階段，最后是高速大過載和非常規(guī)低速機(jī)動(dòng)試驗(yàn)。用項(xiàng)目負(fù)責(zé)人米勒的話說，“我們將嘗試X2未能實(shí)現(xiàn)的性能”。根據(jù)來自西科斯基的消息，西科斯基曾聘請(qǐng)多名有著豐富直升機(jī)、固定翼飛機(jī)和傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)駕駛經(jīng)驗(yàn)的飛行員來試駕“襲擊者”飛行模擬器，并將他們的反饋信息融入研發(fā)工作。顯然，西科斯基想拿出一種不同于以往直升機(jī)和旋翼機(jī)的產(chǎn)品，只有這樣，才可能從緊縮的軍費(fèi)中爭(zhēng)取到最多的糧食。

“襲擊者”最早的緣起是美國(guó)陸軍武裝航空偵察項(xiàng)目（AAS），但由于美軍錢袋隨著預(yù)算緊縮日漸干癟，該項(xiàng)目早已風(fēng)雨飄搖。盡管如此，西科斯基卻一直沒有放松與潛在用戶的接觸，盡力了解后者希望在演示中看到新機(jī)哪些性能。西科斯基希望在2號(hào)機(jī)演示中，向潛在用戶展示其獨(dú)特的任務(wù)能力。為了讓新構(gòu)型直升機(jī)更具說服力，西科斯基在發(fā)掘其飛行性能的同時(shí)，還必須用快速原型機(jī)制造和便捷生產(chǎn)能力給項(xiàng)目加分。雖然“襲擊者”原型機(jī)并非完全按照軍方標(biāo)準(zhǔn)所制造，但西科斯基表示，可以隨時(shí)根據(jù)軍方標(biāo)準(zhǔn)提交變更方案?；谔摂M設(shè)計(jì)技術(shù)和仿真試驗(yàn)技術(shù)，新方案在降低風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，還能保證理想的進(jìn)度。2013年，西科斯基曾公開宣稱，如果按照生產(chǎn)428架“襲擊者”以替代陸軍陳舊的貝爾OH-58“基奧瓦戰(zhàn)士”直升機(jī)估算，生產(chǎn)型“襲擊者”出廠單價(jià)大約為1 500萬(wàn)美元，如果不是噱頭，這樣的價(jià)格顯然挺誘人。大力研發(fā)“襲擊者”的西科斯基還有個(gè)小算盤，那就是該項(xiàng)目可以為西科斯基-波音聯(lián)合參加的JMR項(xiàng)目提供經(jīng)驗(yàn)借鑒，增加同貝爾競(jìng)標(biāo)的勝算。JMR項(xiàng)目最終目的是為美軍提供未來垂直空運(yùn)裝備，項(xiàng)目獲勝者將有機(jī)會(huì)贏得替換現(xiàn)有UH-60“黑鷹”多用途直升機(jī)和AH-64“阿帕奇”武裝直升機(jī)的巨大商機(jī)，市場(chǎng)價(jià)值近1 000億美元。而更大的意義在于，獲勝者可能以一種設(shè)計(jì)構(gòu)型一統(tǒng)陸軍直升機(jī)的江湖，這樣的機(jī)會(huì)，焉能不冒險(xiǎn)？

責(zé)任編輯：吳佩新

YT706是通用電氣招牌產(chǎn)品T700/CT-7的改進(jìn)型，后者早已成為25種直升機(jī)和固定翼飛機(jī)的動(dòng)力標(biāo)配，其中包括貝爾214ST、西科斯基UH-60/S-70/S-9270、阿古斯塔-韋斯特蘭AW101/AW189、CN235和薩伯340，用戶超過130家，遍及50多個(gè)國(guó)家。CT7最大的賣點(diǎn)，在于優(yōu)越的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。通過增加全權(quán)限數(shù)字電控系統(tǒng)（FADEC）發(fā)展出來的CT7-8則成了西科斯基S-92直升機(jī)的動(dòng)力?！耙u擊者”使用的YT706，正是CT7-8的直接發(fā)展型，該發(fā)動(dòng)機(jī)早已進(jìn)入軍方視線，美軍準(zhǔn)備將其用于特種部隊(duì)使用的MH-60M。與T700相比，YT706增大了壓縮機(jī)，改進(jìn)了熱端部件，采用FADEC，功率比T700-701C提升30%，顯著提升了MH-60M的高溫高空作業(yè)能力。在應(yīng)急動(dòng)力演示測(cè)試中，YT706在高于額定最大工作溫度的情況下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)超過10分29秒，表現(xiàn)出良好的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。