美国倾转旋翼直升机的发展

倾转旋翼直升机是一种将固定翼飞机和直升机特点融为一体的新型飞行器，它介于直升机和飞机之间。受传统旋翼的限制，飞行速度低已成为制约直升机发展的致命弱点。因此，美、俄、日等国正突破传统旋翼原理的旧框，加紧研制飞行速度更快、机动性更好的倾转旋翼直升机，并已取得进展。其中最具有代表性的是美国的第一代V-22“鱼鹰”式倾转旋翼直升机。V-22“鱼鹰”把传统直升机与固定翼飞机的优点结合起来，既能实现直升机的垂直起降，又能发挥固定翼飞机速度快的长处，其最大平飞速度已达600千米/ 小时以上，大大超过常规直升机的飞行速度。之后，美国又研制出了第二代V-44式倾转旋翼直升机，最近又开发了第三代V-280“勇气”倾转旋翼机高速直升机，使航空界看到了直升机高速飞行的光明和希望。

艰难探索

我们知道，在所有航空器中，飞机具有速度快、载重量大和飞行效率高的优点。直升机则不同，它是为解决飞机需要长长的跑道、不能垂直起飞、使用灵活性差而发明出来的，它具有飞机所不具备的垂直起落和悬停能力，但它的飞行效率低，载重量也远远不如飞机，而且它的速度实在太慢了，最快的也只有400千米/ 小时，连第二次世界大战以前老旧的活塞式飞机都比它飞得快。

多少年来，人们一直在想，能否把飞机和直升机各取所长、合二为一呢？在直升机诞生的60多年时间里，围绕这一难题，科学家和设计师们开始了艰难的探索，他们想尽办法却没有很大收获。看来，要想较大幅度地提高飞行速度，必须采用新的原理。无疑，倾转旋翼机是最有希望实现固定翼飞机和直升机合二为一的最佳方案和技术途径。

捷足先登

美国的贝尔公司是倾转旋翼机的先行者，早在20世纪40年代末就以竞标形式启动“垂直起落转换式飞行器”计划，还举行过两次工业界的“可转换式飞行器会议”，此后就开始了倾转旋翼技术研究。

1950年，美国凯利特公司的格里埃林和利希再次提出研制倾转旋翼机，他们称其为“卓越性能直升机”，引起了广泛重视。1972年，贝尔公司正式接到美国陆军和美国国家航天航空局《关于共同发展XV-15倾转旋翼机》的合同，根据陆军和宇航局的要求，1973年开始研制倾转旋翼试验机XV-15。1977年第一架原型机进行了首次悬停飞行，1979年首次完成了由直升机飞行方式过渡到定翼机飞行方式的转换飞行。它的最大速度可达674千米/小时远远超过了任何直升机。

为了进一步考察这种新原理的直升机，美国陆军和宇航局利用原型机进行了大量的试飞，以解决这种飞行器存在的技术问题。1981年底美国政府提出“多种先进垂直起落飞机”计划。根据这个计划，贝尔公司和波音公司合作，又在XV-15的基础上开始研制实用型倾转旋翼机，1983年开始初步设计，1985年1月正式将其命名为V-22“鱼鹰”。经过长时间的研究和大量的试飞，发现许多问题是当时的技术水平根本无法解决的，特别突出的是稳定

问题以及由悬停到前飞等转换过程中的控制与操纵问题。到20世纪80年代中期，这些问题得到了一定程度的解决。1989年3月，V-22“鱼鹰”成功地完成首次试飞。同年9月完成了由直升机飞行方式转换到定翼机飞行方式的首次过渡飞行，从而圆了倾转旋翼直升机的梦。

作为一种倾转旋翼机，V-22“鱼鹰”的机身、机翼和普通固定翼飞机基本相似，它有普通飞机的机翼，在翼尖部各安装一台发动机，位于机翼两端的螺旋桨发动机却可以上下转动。螺旋桨发动机处于垂直状态时，就可以使V-22“鱼鹰”像直升机一样实现垂直起降和悬停；螺旋桨发动机处于水平状态时，就能给飞机一个向前的推力，使它能像固定翼飞机一样飞行；在螺旋桨发动机处于这两种状态之间时，既产生了升力，又产生了推力，能使飞机以低速飞行。

V-22“鱼鹰”在设计上吸收了固定翼和旋翼飞机的优点，又克服了普通直升机前飞速度慢的弱点。起降时，使用水平的旋翼，可实现垂直起降；前飞时，旋翼向前偏转，实际就成为巨大的螺旋桨，它不仅提高了机动飞行能力，还使前飞速度提高为600～700千米/小时，比普通直升机要快得多。在相当大的速度范围内，它都很容易地从依靠旋翼升力飞行变为依靠固定翼升力飞行，较好地解决了固定翼飞机不能垂直升空悬停，直升机活动半径小、航程短、航速慢的缺陷，为飞行器的发展开辟了新领域。

V-22“鱼鹰”不仅结构独特，而且突破了飞机和直升机的原有飞行模式。飞行中它可任意变换固定翼和旋翼两种形态，航速是直升机的两倍多，各种指标也是任何直升机无法比拟的。它机内装有3套驾驶操纵系统，转换形态时，驾驶系统也自动转换。两台发动机由变速

控制器相连，当一台发动机转速下降到熄火时，另一台发动机便通过变速控制器转换成带动两副螺旋桨的工作状态；发动机舱内采取增压措施，在海上能有效阻止潮湿空气侵蚀；机身下方两侧和主起落架舱较大，起飞后自动封闭，紧急情况下在海上迫降时具有一定浮力，可使V-22“鱼鹰”不致沉没。

V-22“鱼鹰”的座舱是全新的，大量采用多功能的阴极射线显示技术。正副驾驶员均有操纵杆、脚镫和油门。V-22“鱼鹰”对起降的条件要求不高，可在大型舰船上起降，因而可在未来的两栖登陆作战中大显身手。美国海军陆战队视该机为实现高速度、超视距两栖突击的一个至关重要的工具，并指出如果没有V-22“鱼鹰”，美国海军陆战队的作战原则和战术将退回到20年以前。

与直升机相比，倾转旋翼机航程远，航速高。在特种作战中，一般都是以直升机作为运载工具，以CH-46D“海上骑士”直升机为例，其最大巡航速度为268千米/小时、航程仅为366千米，如此短的航程和过慢的航速已不能满足特种行动的需要。而在满载、垂直起降的情况下，倾转旋翼机航程超过2200千米，在满载、短距起降条件下，甚至能达到约3000千米的航程。据称，一架V-22“鱼鹰”从夏威夷起飞后，通过各个美军基地的转场飞行，即可到达世界上大部分地区，这样的高航程，使行动部队深入到偏远地区实施作战任务成为了现实。

2004年10月，美国空军部长、空军参谋长以及负责特种作战的国防部副部长等一批美军方官员在试乘了V-22“鱼鹰”后，都给予其高度评价，他们认为V-22“鱼鹰”所发出的声音比普通直升机更小，而降落和起飞更迅速。V-22“鱼鹰”能够做到美军战机以前没有做到的事情，赋予了美军前所未有的作战能力、速度和作战方式。因此，美国各军种都看好V-22“鱼鹰”，根据需求提出了适合军种发展的型号。如海军型HV-22A主要用于战斗、搜索、反潜，空军型CH-2A主要用于特种部队的远程运输。

力拨千斤

世界上比较成熟的重型旋翼机是美国的V-44联合重型直升机，它兼有直升机与固定翼飞机的优点，被认为是直升机技术的革命性变革。美国贝尔-波音公司已获得陆军的新型飞行器V-44联合重型直升机的研制经费，以进行四发倾转旋翼重型运输直升机的研究，使新概念重型直升机的研制步伐加快。

2005年初，美国国防部同意陆军提出发展下一代“战区运输旋翼机”计划，并要求陆军开展联合重型旋翼机方案研究。美陆军要求V-44联合重型直升机能运输重达20吨的“未来作战系统”车辆，规划性能指标是悬停升限约3000米，能携带一个3.4米宽、15.2米长的集装箱，最大航程3900千米，能在没机场的地方起降。

V-44联合重型直升机是由V-22“鱼鹰”倾转旋翼机技术发展而来，采用V-22“鱼鹰”的3叶螺旋桨和传动系统，由贝尔公司负责发动机短舱、变速箱、桨毂和旋翼桨叶的研制以及整个系统的集成。它的概念于1998年提出，2005年成为美国陆军V-44联合重型直升机概念设计和分析合同中所开发的五种设计方案之一。

据报道，V-44联合重型直升机的载重比V-22“鱼鹰”大，机身内部大得足以容纳几架直升机、几辆各种型号的多用途轻型装甲战车或70多名全副武装的士兵，共计20吨的载荷，并能以509千米/小时的速度到达1600～3200千米以外的地方垂降落。

陆军在概念设计和分析阶段，将联合重型直升机的五种方案分成三个速度段：波音的串列双旋翼直升机和西科斯基的X2共轴旋翼技术验证机的巡航速度为305千米/小时，被列为主要由传统直升机占据的低速段；西科斯基的X2高速直升机的速度为389千米/小时，为中速段；而贝尔-波音公司的四发倾转旋翼重型运输机和前沿电子系统公司的优化高速倾转旋翼机速度则达到509千米/小时，为高速段，这种速度将令传统直升机望尘莫及。

独领风骚

2013年4月，在美国陆军航空协会年度例会上，贝尔公司展出了为美国陆军开发的第三代倾转旋翼直升机V-280“勇气”。作为第三代倾转旋翼直升机，V-280“勇气”脱胎于V-22“鱼鹰”倾转旋翼直升机。据美国贝尔直升机公司CEO约翰·加里森介绍，该型机可像V-22“鱼鹰”一样进行垂直起飞和降落，最大起飞重量约6.8吨左右，巡航速度为280节，最大作战半径达到1481千米，最大续航能力3889千米。按照美军的预想，V-280“勇气”研制定型后，将用于取代现役的UH-60“黑鹰”及AH-64“阿帕奇”。

据悉，贝尔直升机公司已为V-280“勇气”设计了两种类型，一种是通用型，可搭载11名战斗人员和4名机组人员；另一种是攻击型，采用同样的机身，以取代AH-64“阿帕奇”直升机。

结 语

倾转旋翼机作为一种新的飞行器，不仅改写了传统直升机和飞机作战的很多数据，而且将使空中飞行与作战进入一个新时代。随着新材料、新设计和微电子技术的飞速发展，及其在直升机上的广泛应用，各类新型倾转旋翼直升机，必将以新的身影展翅于信息化战场，称霸于“一树之高”。