魚鷹不死

晨楓

10月3日，美國陸軍宣布，貝爾-洛馬團(tuán)隊的V-280進(jìn)入聯(lián)合多用途技術(shù)驗證機(jī)計劃（JMR）的第一階段，與V-280競爭的是波音-西科斯基團(tuán)隊的SB-1。按計劃，兩個團(tuán)隊將研制首架技術(shù)驗證機(jī)，并于2017年開始測試飛行。與V-22類似，V-280也是傾轉(zhuǎn)旋翼布局。有趣的是，原本V-22“魚鷹”的兩個合作方，貝爾和波音，在JMR項目中竟然成為競爭對手。V-22的革命性設(shè)計使其兼顧了直升機(jī)和固定翼飛機(jī)的優(yōu)點，成為美國新一代遠(yuǎn)程兵力投送的利器。在阿富汗戰(zhàn)場上，美國空軍的CV-22連續(xù)遠(yuǎn)程出動，成為特種部隊的利器;在利比亞作戰(zhàn)期間，美國海軍陸戰(zhàn)隊的MV-22則臨時客串戰(zhàn)斗搜救角色，成功地營救出敵后跳傘的F-15E飛行員。

但是在多災(zāi)多難的F-35戰(zhàn)斗機(jī)之前，“魚鷹”一直保有美國最受詬病軍機(jī)的稱號。研發(fā)嚴(yán)重拖延，成本大大超支，試飛和使用中不斷被機(jī)毀人亡事故和各種技術(shù)問題所拖累。在老布什時代，時任國防部長的切尼甚至下令下馬“魚鷹”，后來美國國會力保才免于夭折，這樣坎坷的經(jīng)歷即使F-35也難以掠美。

魚鷹的尷尬

“魚鷹”研發(fā)在1983年啟動，如果算上XV-15技術(shù)驗證機(jī)，那基本技術(shù)研發(fā)早在1971年就啟動了。CV-22的生產(chǎn)已經(jīng)結(jié)束，MV-22還在繼續(xù)。美國海軍陸戰(zhàn)隊的訂單預(yù)計到2020年將完成交貨。屆時，這架革命性的飛行器將停產(chǎn)，但是“魚鷹”不死。

美國陸軍正在籌劃FVL計劃，意為未來垂直起落飛機(jī)計劃。FVL意圖替代陸軍現(xiàn)有的所有直升機(jī)。不過，F(xiàn)VL現(xiàn)在還是空中樓閣，沒有預(yù)算，但美國陸軍已經(jīng)開始JMR，作為FVL的先導(dǎo)。聯(lián)合當(dāng)然指多軍種聯(lián)合，但這一次是陸軍主導(dǎo)的，“魚鷹”則是海軍陸戰(zhàn)隊主導(dǎo)的。

在使用中，“魚鷹”暴露出一些嚴(yán)重的設(shè)計缺陷，其中最嚴(yán)重的莫過于渦流環(huán)問題。渦流環(huán)是直升機(jī)在急速下降中容易出現(xiàn)的現(xiàn)象。簡單地說，高壓的下洗氣流在旋翼半徑以外回流到低壓的旋翼上方，重新進(jìn)入高壓的下洗氣流，形成環(huán)流，降低旋翼效率。所有直升機(jī)都可能出現(xiàn)渦流環(huán)問題，但“魚鷹”的旋翼直徑受艦載的限制，在氣動上小于最優(yōu)直徑，為保證升力，只有加大旋翼轉(zhuǎn)速，而這讓渦流環(huán)問題進(jìn)一步惡化。在實用中，可以用適當(dāng)?shù)那帮w速度或者降低下降速度來避免渦流環(huán)問題，但這顯然和戰(zhàn)斗機(jī)降的作戰(zhàn)宗旨相悖。V-280的翼展設(shè)計沒有海軍陸戰(zhàn)隊上艦要求的限制，相應(yīng)地旋翼直徑也可以按照最優(yōu)要求放大，同時降低轉(zhuǎn)速。這些措施也都有利于緩解渦流環(huán)問題。

“魚鷹”的另一個問題則來自于傾轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)短艙。發(fā)動機(jī)短艙與旋翼同步傾轉(zhuǎn)，不僅轉(zhuǎn)動慣量大，增加對轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的功率要求和隨之而來的系統(tǒng)重量，還帶來了令人難堪的使用問題。戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸直升機(jī)的典型進(jìn)入和離去方式是側(cè)對已知的敵人火力方向，這樣可以最大限度地增加相對于敵人火力的角速度，增加敵人火力瞄準(zhǔn)的困難，提高自身的生存力，同時也有利于機(jī)上人員實施火力壓制。但“魚鷹”在垂直起落或者在地面時，發(fā)動機(jī)短艙垂直，正好把側(cè)向機(jī)槍射界遮擋得嚴(yán)嚴(yán)實實;熾熱的噴氣氣流從地面反射，也不便于人員從附近登機(jī)離機(jī)。所以“魚鷹”只有從尾門進(jìn)出，在尾門打開時用機(jī)槍還擊。為了解決這一問題，“魚鷹”曾經(jīng)試圖在機(jī)腹安裝遙控機(jī)槍，但飛機(jī)落地時機(jī)腹機(jī)槍的火線只能割草掃地，根本無法正常發(fā)揮火力。在阿富汗戰(zhàn)場上，美國海軍陸戰(zhàn)隊在“魚鷹”上試驗性地安裝了幾套機(jī)腹遙控機(jī)槍，就不了了之了。

“魚鷹”還有一個問題，發(fā)動機(jī)在垂直狀態(tài)時噴氣氣流直接噴向地面，所引起巨大的塵土，輕則造成雜物吸入發(fā)動機(jī)，重則使得砂石樹枝高速飛揚(yáng)，造成人員傷害。

V-280關(guān)鍵技術(shù)

V-280當(dāng)然是傾轉(zhuǎn)旋翼，但發(fā)動機(jī)短艙則是固定的，旋翼通過特殊機(jī)構(gòu)傾轉(zhuǎn)。這樣避免了發(fā)動機(jī)短艙傾轉(zhuǎn)帶來的一系列問題，也大大降低了傾轉(zhuǎn)過程的轉(zhuǎn)動慣量。當(dāng)然，貝爾早年采用傾轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)短艙并不是一時糊涂，這樣做法盡管轉(zhuǎn)動慣量大，但機(jī)械設(shè)計相對簡單。發(fā)動機(jī)固定而旋翼可以無級傾轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)計十分復(fù)雜。傳統(tǒng)的萬向節(jié)只能傾轉(zhuǎn)有限的角度;傳統(tǒng)的傘齒輪可以實現(xiàn)動力傳遞的90度轉(zhuǎn)向，但轉(zhuǎn)向角度是固定的。在理論上，采用多級萬向節(jié)可以實現(xiàn)大角度無級動力轉(zhuǎn)向，但機(jī)械復(fù)雜度和可靠性都是極大的挑戰(zhàn)，畢竟這要長期可靠地傳遞很大的功率。貝爾V-280動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)沒有透露，這是V-280最大的關(guān)鍵技術(shù)。然而，發(fā)動機(jī)短艙固定之后，V-280的機(jī)側(cè)空間避免了“魚鷹”的尷尬，恢復(fù)到傳統(tǒng)的大型側(cè)門設(shè)計，人員可以從側(cè)門便利地登機(jī)離機(jī)，傳統(tǒng)的艙門機(jī)槍也容易安裝。發(fā)動機(jī)噴流固定向后，也避免了對地面沖刷的問題。

V-280的另一個設(shè)計特點是V形機(jī)尾?！棒~鷹”采用倒置門式機(jī)尾，也就是說，雙垂尾在平尾的兩端翼尖位置。這也是滿足未來海軍陸戰(zhàn)隊艦載折疊要求所必需的。V形尾機(jī)動性不好，俯仰和偏航動作上有互相干擾的問題。不過這個問題對高機(jī)動性戰(zhàn)斗機(jī)比較突出，對速度和機(jī)動性要求較低的直升機(jī)并不突出，更何況V-280最需要高機(jī)動性的時候是在直升機(jī)狀態(tài)，這時旋翼的總距和周期距是主要姿態(tài)控制手段，V形尾本來就作用有限。

對于V-280來說，V形尾最大的貢獻(xiàn)是減重，這是提高飛機(jī)性能的關(guān)鍵。貝爾預(yù)計，V-280將達(dá)到520千米/小時的巡航速度，超過JMR的最低要求;最大沖刺速度可達(dá)560千米/小時。作戰(zhàn)半徑為930～1 480千米），比現(xiàn)有的UH-60增加了一倍。換句話說，以韓國釜山為基地的話，可以遠(yuǎn)及沈陽;以臺灣為基地的話，可以輕易涵蓋上海-武漢-廣州一線。最大起飛重量約13 600千克，與CH-47相當(dāng)。

除了飛行器本身外，V-280也將提供類似F-35的飛行員頭盔顯示系統(tǒng)和具有信息融合能力的航電，具有出色的態(tài)勢感知能力和網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)能力，甚至有在機(jī)窗上三維顯示戰(zhàn)場態(tài)勢的能力。由于士兵隨身電子系統(tǒng)越來越普及，機(jī)上還將有無線充電的設(shè)施，可以在飛行途中為機(jī)載士兵的隨身系統(tǒng)充電。

不過JMR只是技術(shù)驗證機(jī)，美國陸軍還沒有明確的產(chǎn)品化和訂貨需求，F(xiàn)VL依然只是空中的餡餅。盡管如此，這依然是美國航空界未來40年最重要的直升機(jī)項目，各公司不敢掉以輕心。美國陸軍對貝爾-洛馬和西科斯基-波音團(tuán)隊各撥款600萬美元，作為第一階段的投資。貝爾宣稱，已經(jīng)投入4倍于美國陸軍的公司投資，志在必得。

責(zé)任編輯：王鑫邦