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十博体育网站:美“鱼鹰”旋翼机:倾转旋翼机投入战场部署的先行者

日期:2022-07-27 11:59:25 来源:十博体育网页版 作者:十博体育在线登录

  美军MV-22鱼鹰倾转旋翼机 资料图 二十世纪五六十年代,美国、加拿大及欧洲的一些公司竞相掀起了一股研制集直升机和固定翼飞机优点于一体的倾转旋翼机的热潮。最初,许多航空专家对研制这种飞机寄予厚望。但由于这种飞机的设计结构复杂,尤其是在对机翼旋转结

  二十世纪五六十年代,美国、加拿大及欧洲的一些公司竞相掀起了一股研制集直升机和固定翼飞机优点于一体的倾转旋翼机的热潮。最初,许多航空专家对研制这种飞机寄予厚望。但由于这种飞机的设计结构复杂,尤其是在对机翼旋转结构和旋转式短舱结构的研制方面长期难以取得突破性进展,再加上试飞时机毁人亡的事故接连发生,因此,许多国家先后放弃了研制。倾转旋翼机是一种既具有常规直升机垂直起降和空中悬停能力,又具有涡轮螺旋桨飞机高速巡航飞行能力的旋翼飞行器,其飞行速度、高度和经济效益都大大超过了现代直升机。因此,倾转旋翼机引起了各国军事专家和航空界的浓厚兴趣,是21世纪航空器发展趋势之一。

  所谓“倾转旋翼”,简单地说,就是指飞机依靠旋翼倾转来调节飞行技术状态。具体方案是在机翼两端分别安上发动机短舱,内装涡轮发动机用以驱动旋翼系统。该型机的关键是发动机短舱可以绕机翼轴进行由朝上到朝前及由朝前到朝上的直角转动,并且要求这两套动作完整连续,一般在十几秒钟内完成。这样就可以改变旋翼的推力方向。当发动机短舱呈水平状态时,旋翼就变成了螺旋桨,加上原有的一段机翼,飞机就变成了涡桨固定翼飞机了。反之,则变成一架双旋翼或多旋翼的直升机。

  “倾转旋翼机”方案源自美国贝尔公司,该方案认为:当重航空器以直升机模式垂直起飞后,便可以将其“旋翼”向前“倾转”约90度而成为“螺旋桨”、使该航空器“受控”地转换为飞机模式进行水平飞行的;反之则亦然。1951年,美国贝尔直升机公司在美空军的支持下开始研制XV-3倾转旋翼机,XV-3型的原型机于1955年8月进行了首次垂直起降试飞,1958年12月进行了旋翼转换90度的飞行,整个转换过程仅需10分钟。XV-3转型倾转旋翼机的成功飞行试验,证实了该型机具有强大的生命力,引起了美国航空和军方的高度关注。1972年,贝尔公司开始了一项全新的,以涡轴发动机为动力的XV-15型倾转旋翼机的研发,XV-15原型机于1977年5月试飞。1981年,XV-15原型机在法国巴黎航展上亮相,并进行了飞行表演。

  V-22在机翼两端各有一可变向的旋翼推进装置,各包含劳斯莱斯T406 (AE 1107C-Liberty) 涡轮轴发动机及由三片桨叶所组成的旋翼,整个推进装置可以绕机翼轴由朝与朝前之间转动变向,并能固定在所需方向,因此能产生向上的升力或向前的推力。这转换过程一般在十几秒钟内完成。

  当V-22推进装置垂直向上,产生升力,便可像直升机垂直起飞、降落或悬停,其操纵系统可改变旋翼上升力的大小和旋翼升力倾斜的方向,以使飞机保持或改变飞行状态。 在起飞之后,推进装置可转到水平位置产生向前的推力,像固定翼螺旋桨飞机一样依靠机翼产生升力飞行。这时以主翼后缘的两对副翼可保证飞机的横向操纵,铰接在端板式垂直尾翼上的方向舵和水平尾翼上的升降舵可以依靠舵机改变飞行方向和飞行高度。由于旋翼直径大,在地面将推进装置可转到水平位置会使旋翼会碰到地面,所以V-22不能像飞机一样在跑道滑行升降。为此,V-22另一升降模式为短场升降(STOL,Short Take-Off and Landing),推进装置会转至前向45°,同时产生升力及向前推力,使机身在跑上滑行,主翼产生升加上旋翼的升力使V-22在滑行短距离后能起飞,同样方式也能用于降落。此模式之好处在于较垂直起降节省燃料。在直升机模式下,因为主翼挡住了部份旋翼的气流,相比Tiltwing设计损失了10%的升力,但却有更佳的短场升降性能。

  机身有超过43%为复合材料制造,包括旋翼。为减少被运载时所需空间,整主翼可以转动90°,变成与机身平行,三叶旋翼也能转动重叠在一地。整个收纳过程只需90秒。两具劳斯莱斯Rolls-Royce T406引擎以转轴及齿轮箱连动,因此即使其中一个失去动力,另一个也能让整架机继飞行。 大部份V-22的任务有超过70%时间以定翼机模式飞行,定翼机飞行模式有比直升机更高的飞行高度,让V-22有更远的航程,更快的飞行速度,也方便了通讯。

  空军使用的陆基型运输直升机要求能在任务半径为1,297公里的范围内运输12名特种部队,或是能在463公里/小时的速度下,运送1300公斤的物资飞行1,297公里(注:美国陆军则同意以海军陆战队的型号为标准,但要改为比较适用的陆上作战型,用来执行多种作战运输任务)

  美国海军陆战队所使用的基本运输型,2004年前共订购552架。陆战队是V-22鱼鹰的主要客户。陆战队专用型MV-22B是为步兵、装备和补给品提供快速运输,能够从船舰上或从远征部队的飞机场上起降的中型运输机。它将替换陆战队的CH-46海上骑士和CH-53E超级种马。自2007年3月起,陆战队编组了三个鱼鹰中队。

  由美国特种作战司令部(英语:United States Special Operations Command,简称:USSOCOM)属下的航空战力使用的型号,将展开远程,特种作战任务,并将装上外挂油缸。在2006年11月16日,佛罗里达州西北部的Hurlburt Field举办的仪式中,空军正式宣布会采用CV-22。

  仅限计划阶段,但未备资金,美国海军的HV-22将提供战斗搜索和抢救、投递和回收特战部队与舰队后勤支援运输一起。

  1982年,贝尔直升机公司和波音直升机公司根据美国国防部提出的多用途垂直起降飞机研制计划(JVX计划),开始在XV-15验证机的基础上联合研制倾转旋翼机。该项目当时是由美国陆军负责。但是,没过一年美国陆军便决定放弃研制计划,值得庆幸的是,美国海军陆战队却对该机产生了浓厚的兴趣,并最终成为该机的主要客户。1985年1月,这种飞机被命名为V-22“鱼鹰”飞机,首架原型机于1988年5月出厂,1989年3月首飞,同年9月又进行了从直升机飞行方式转换成固定翼机飞行方式的首飞。1990年12月4-7日,V-22“鱼鹰”飞机在美海军“大黄蜂”号航空母舰上进行了海上试飞,并于当年年底前完成了一系列试飞。

  尽管如此,美国国会和国防部对这种独一无二的飞行器态度仍然极为冷淡,并在1990财年和1991财年停止为该机研制计划拨款,一年以后又开始恢复拨款,但数额十分有限,且仅限于科研设计和试验。在此后的发展中,V-22“鱼鹰”飞机更是历尽艰辛。然而,经过了二十多年的研发,虽然该机技术困难层出不穷,飞行事故接二连三,各种非议和猜忌更是不绝于耳,但其最终还是冲破重重阻碍,得到了美国海军陆战队的充分认可,成为了美国海军陆战队的“未来之星”。

  2009年10月20日,美国国防部宣布,作为驻阿美军正常轮换计划的一部分,美国将从下个月起向阿富汗陆续派驻一个新型MV-22“鱼鹰”多用途飞机中队和三个作战旅。美国国防部发言人惠特曼当天在五角大楼例行记者会上说,“鱼鹰”多用途飞机将首次在阿富汗战场亮相,用于支持美军在阿南部打击的军事行动。

  作为一种新型作战飞机,“鱼鹰”旋翼机有着其他传统机型难以媲美的优良性能:

  一是飞行速度较高,加减速响应快。与直升机相比,V-22“鱼鹰”飞机拥有较大的速度优势,它能够在较短时间内将执行特种作战的突击队员载运至对方境内的纵深地区。得益于安装在飞机上的大功率发动机,以及在平飞和悬停这两种模式下的不同飞行机理,V-22“鱼鹰”飞机在飞行中的加、减速过程都十分迅速。优异的加减速性能尽可能地缩短了飞机在着陆过程中暴露在敌方攻击火力下的时间。较高的飞行速度,再结合地形跟随和地形遮蔽战术,使V-22“鱼鹰”飞机在飞行中遭遇到敌方攻击的可能性要大大小于飞行速度较低的直升机。

  二是作战航程大,自部署能力强。对飞机航程的比较在很大程度上还要取决于它所执行任务的模式。海军陆战队型MV-22“鱼鹰”飞机在执行两栖突击任务时,其未经中间加油作战半径可达375千米,而典型的直升机一般只能达到137~183千米。为了能够获得更佳的载重性能,MV-22“鱼鹰”飞机也可采用短距滑跑起飞的方式,其所需的跑道长度要远远短于常规固定翼飞机。在执行特种作战任务时,MV-22“鱼鹰”飞机的大航程性还使其能够在加油机的支援下完成越洋自行部署。

  三是机载设备品种全,技术新。MV-22“鱼鹰”飞机上的标配设备要比直升机多得多,这也是造成飞机生产成本过高的重要因素之一。空中受油探头、红外成像仪、雷达告警系统、电子战管理系统、激光告警机和红外导弹告警系统等都是机载的标配设备。另外,机上还计划安装综合式无线电频率干扰组件,其中不仅包括主动干扰机,还包含有定向红外干扰系统。除此之外,美国海军陆战队的MV-22飞机上将会装有用于自卫的机炮。

  然而,该型飞机也有着其不容忽视的弱点,即可靠性和维修性明显不足,飞行安全性有待提高。MV-22“鱼鹰”飞机一直事故频发,其中光7架原型机就毁了4架。1991年6月11日,一架“鱼鹰”飞机在试飞中突然坠毁,造成两名人员受伤。1992年7月20日,又一架实验型的“鱼鹰”飞机准备在加利弗尼亚匡蒂科海航站降落时坠入波多马克河,造成3名陆战队员和4名平民百姓丧生。2000年4月8日,一架“鱼鹰”飞机在进行作战评定飞行中突然坠毁,造成19人丧生。2000年12月11日晚,又一架美海军陆战队的MV-22“鱼鹰”飞机在北加利福尼亚州进行训练时坠毁,4名机组人员全部遇难。次日(即2000年12月12日),美国国防部就下令推迟这种创新的倾转旋翼飞机的大规模生产。

  巡航速度: 214 节(246 英里/小时,396 公里/小时)(水面)

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