勇敢與不屈之爭

晨楓

“2018年8月，貝爾公司公開了V-280多個(gè)陸軍和海軍版的大尺寸模型，在與SB-1的競爭中領(lǐng)先了一步。”

海軍陸戰(zhàn)隊(duì)版武裝型的V-280模型，采用了內(nèi)置彈艙，倒V形的尾翼設(shè)計(jì)為機(jī)翼的旋轉(zhuǎn)讓出了空間。

貝爾是直升機(jī)老字號(hào)了，多年來，為了突破直升機(jī)的固有速度極限，貝爾著力打造了可傾轉(zhuǎn)旋翼的V-22，可謂直升機(jī)世界里的變形金剛。但V-22也是毀譽(yù)參半：一方面速度和航程大大提高；另一方面直升機(jī)特有的機(jī)動(dòng)性受到損失，可靠性、可維護(hù)性降低了，使用中也帶來新的問題。但傾轉(zhuǎn)旋翼的概念還是很吸引人的。V-280“勇敢”是第二代傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，依然采用翼尖發(fā)動(dòng)機(jī)，但與V-22將整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙傾轉(zhuǎn)不同，V-280的發(fā)動(dòng)機(jī)短艙是固定的，只有減速齒輪和旋翼可以傾轉(zhuǎn)，H形雙垂尾也簡化成V形雙垂尾。只傾轉(zhuǎn)旋翼而不是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙使得轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大大降低，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)噴口固定向后，也避免了V-22艦上垂直起降時(shí)尾流燒熔甲板的問題。

此外，MV-22在阿富汗高沙塵環(huán)境中大量使用時(shí)，高含硅沙塵進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)后，會(huì)在燃燒室、渦輪葉片上燒結(jié)、附著。所以，發(fā)動(dòng)機(jī)需要安裝大型空氣濾清器，但MV-22發(fā)動(dòng)機(jī)和旋翼的結(jié)構(gòu)使得大型空氣濾清器很難安裝。V-280將發(fā)動(dòng)機(jī)與旋翼分置而且固定后，空氣濾清器的安裝就和常規(guī)直升機(jī)無異，容易得多了。

美國之前的“未來垂直起降飛行器”（FVL）計(jì)劃現(xiàn)在推進(jìn)到“聯(lián)合多任務(wù)”（JMR）計(jì)劃。美國陸軍不僅要求JMR的基本技術(shù)用于替換西科斯基U-60“黑鷹”一級(jí)的通用直升機(jī)，還要求用于替換波音AH-64“阿帕奇”一級(jí)的武裝直升機(jī)——稱為“未來攻擊偵察飛機(jī)”（FARA）計(jì)劃。直升機(jī)進(jìn)入受到敵火壓制的著陸場（LZ），最容易遭到敵人輕火力的攻擊，但MV-22在垂直起降狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)短艙處于下垂?fàn)顟B(tài)，擋住了側(cè)向射界，機(jī)頭安裝轉(zhuǎn)動(dòng)炮塔則與前起落架互相干擾。MV-22無法武裝化的問題，對(duì)于敵前突擊機(jī)降的陸戰(zhàn)隊(duì)來說相當(dāng)致命。

V-280的固定發(fā)動(dòng)機(jī)短艙讓側(cè)門安裝艙門機(jī)槍不再是問題，但掛載導(dǎo)彈和火箭彈依然有些挑戰(zhàn)。常規(guī)直升機(jī)是在兩側(cè)短翼或者掛架下掛載導(dǎo)彈、火箭彈的，短翼還有平飛中提供升力的作用。V-280有機(jī)翼，再加短翼就不合理了。巨大的旋翼在前飛狀態(tài)時(shí)遮擋翼下發(fā)射武器的射界，翼下掛架不成立，只有在機(jī)身兩側(cè)使用專用掛架。對(duì)于運(yùn)輸型飛機(jī)來說，就是在機(jī)艙內(nèi)安裝特殊裝置，在側(cè)門打開時(shí)，懸臂向外延伸，使得掛載的武器可以發(fā)射。這在理論上解決了攜帶和發(fā)射導(dǎo)彈、火箭彈的問題，但實(shí)際上問題還是存在。由于傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的特殊構(gòu)型，旋翼與武器的氣動(dòng)交互作用遠(yuǎn)大于常規(guī)布局飛機(jī)。投放、發(fā)射時(shí)如何避免彈藥彈道異常和與機(jī)身碰撞是個(gè)大問題。模型上導(dǎo)彈與機(jī)身的間隙很小，實(shí)際研發(fā)中，可能加大。

旋翼與機(jī)身的間隙大小還決定了掛架下武器掛載的數(shù)量，既不便在橫向掛載很多武器，也不便上下重疊吊掛——這樣伸展、收縮動(dòng)作不便。AH-64“阿帕奇”那樣每側(cè)吊掛8枚導(dǎo)彈的壯舉可能難以重現(xiàn)了。公開模型上只展示了每側(cè)掛架2+1的武器掛載情況。

貝爾還同時(shí)推出了專用武裝直升機(jī)的模型?；窘Y(jié)構(gòu)與運(yùn)輸型相同，但機(jī)身更加修長、流線，兩側(cè)具有專用武器艙，發(fā)射前艙門打開，掛架翻出，在概念上與隱身戰(zhàn)斗機(jī)的內(nèi)置彈倉有點(diǎn)相似。在模型上，每側(cè)只能掛載兩枚武器，數(shù)量有點(diǎn)少。

V-280運(yùn)輸型橫型。采用的可伸縮掛架可掛載三枚導(dǎo)彈。

波音和西科斯基聯(lián)合研發(fā)的SB-1共軸雙旋冀贏升機(jī)參戰(zhàn)想象圖。

貝爾還推出陸戰(zhàn)隊(duì)專用的武裝型。陸戰(zhàn)隊(duì)正在用MV-22換裝波音CH-46“海上騎士”，就一般性能而言，MV-22大大超過CH-46。但作為“垂直登陸”的主體，MV-22也遇到一個(gè)尷尬的問題：伴隨護(hù)航的AH-1Z“蝰蛇”的速度跟不上，航程也只有MV-22的一半都不到。MV-22降低速度的話，當(dāng)然可以容許AH-1Z跟上，但這就失去傾轉(zhuǎn)旋翼的速度優(yōu)勢。因此，即使陸戰(zhàn)隊(duì)最終不從MV-22換裝V-280，傾轉(zhuǎn)旋翼的武裝型對(duì)陸戰(zhàn)隊(duì)也十分重要。

基本路線之爭

西科斯基-波音合作的SB-1“不屈”是FVL計(jì)劃的另一個(gè)主要競爭者。SB-1采用共軸反轉(zhuǎn)剛性旋翼和推進(jìn)尾槳，巡航速度達(dá)到250節(jié)（約460千米/小時(shí)），低于V-280的280節(jié)（約519千米/小時(shí)），但已經(jīng)大大高于主流直升機(jī)的速度，達(dá)到FVL的要求了。

V-280與SB-1的競爭實(shí)際上是基本技術(shù)路線的競爭，關(guān)鍵在于速度、航程與直升機(jī)特有機(jī)動(dòng)能力之間的權(quán)衡，其結(jié)果非常值得注意。

直升機(jī)最大的特有機(jī)動(dòng)當(dāng)然是垂直起降和懸停，V-280和SB-1都能做到。不過在生死相搏的戰(zhàn)場上，能做到還不夠，要做得好才行。在垂直起降和懸停狀態(tài)下，V-280相當(dāng)于橫列雙槳，SB-1則是共軸雙旋翼，理論上SB-1穩(wěn)定性更好，尤其在強(qiáng)烈側(cè)風(fēng)或者戰(zhàn)損的情況下。

橫列雙槳在任何飛行狀態(tài)下都具有更大的投影面積，起降場地要求更為開闊，不易在街巷、林地和峽谷使用。在過去，這樣狹小的LZ起降是特種作戰(zhàn)要求。但如今的戰(zhàn)場防空越來越先進(jìn)，直升機(jī)難以大搖大擺地進(jìn)出LZ，必須時(shí)時(shí)處處依靠地形地物的掩護(hù)。從戰(zhàn)術(shù)使用而言，直升機(jī)只是不需要道路的坦克和裝甲車，需要靠戰(zhàn)術(shù)和地形地物掩護(hù)才能保證生存，在街巷、河谷、山林、溝壑里貼地飛行和起降將成為例行戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作。就這個(gè)角度而言，傾轉(zhuǎn)旋翼的橫列雙槳布局是不利的。

傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的速度更快，但這是在平飛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)入直升機(jī)狀態(tài)后速度并不比常規(guī)直升機(jī)快。由于旋翼直徑的限制，平飛狀態(tài)的離地高度要求較高，平飛狀態(tài)轉(zhuǎn)入直升機(jī)狀態(tài)也需要時(shí)間，這決定了傾轉(zhuǎn)旋翼在進(jìn)入L7之前已經(jīng)早早轉(zhuǎn)入直升機(jī)狀態(tài)，因此在L7附近并無速度優(yōu)勢。相比之下，SB-1的狀態(tài)轉(zhuǎn)換快捷、無縫，在L7附近的實(shí)際速度可能比V-280還快一點(diǎn)。

但V-280在巡航過程中，速度、高度、航程完勝SB-1，這也是很重要的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)。在阿富汗，MV-22的飛行高度大大高于塔利班的高機(jī)和肩射防空導(dǎo)彈的射高，更快的速度則大大壓縮了塔利班的反應(yīng)時(shí)間窗口，顯著提高了生存力。更大航程的好處也是顯而易見的，不僅可以從更遠(yuǎn)、更安全的基地出動(dòng)，還可以增加進(jìn)出路線的選擇，或者一次加油后反復(fù)出動(dòng)，提高實(shí)際出動(dòng)率。不過對(duì)于高烈度戰(zhàn)場來說，V-280在高空巡航避開了地面輕火力的威脅，但增加了被“正規(guī)”防空火力或者戰(zhàn)斗機(jī)擊落的可能性。

相比之下，SB-1則是速度大大增加的直升機(jī)。共軸反轉(zhuǎn)剛性旋翼同樣取消了反扭力尾槳，但增加了推進(jìn)尾槳，好在推進(jìn)尾槳沒有反扭力的作用，在垂直起降和懸停時(shí)可以通過離合器斷開動(dòng)力，尾槳停轉(zhuǎn)，改善安全性。可變槳距的推進(jìn)尾槳不僅可以產(chǎn)生推力，還可以產(chǎn)生反推力，用于減速甚至倒飛。

不過共軸旋轉(zhuǎn)槳葉有一個(gè)固有問題：槳葉的周期性揮舞產(chǎn)生了不小的振動(dòng)。剛性旋翼技術(shù)其實(shí)是洛克希德在上世紀(jì)60年代就嘗試過的，但振動(dòng)和疲勞問題依然存在。西科斯基聲稱解決了固有振動(dòng)和疲勞問題，但這一說法也只能半信半疑的聽聽罷了。因?yàn)樨悹栐趩?dòng)V-22研制的時(shí)候，也聲稱解決了傾轉(zhuǎn)旋翼的問題。為了能在高速飛行中保持足夠的飛行和乘坐品質(zhì)，西科斯基最現(xiàn)實(shí)的做法是通過主動(dòng)減震技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。

責(zé)任編輯：王鑫邦