日前，美國(guó)陸軍對(duì)外發(fā)布消息，根據(jù)聯(lián)合多功能驗(yàn)證機(jī)（JMR-TD）項(xiàng)目的安排，他們已經(jīng)同4家公司簽訂了技術(shù)開(kāi)發(fā)投資協(xié)議，用以研發(fā)新的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，進(jìn)而尋求和確定未來(lái)軍用旋翼機(jī)的發(fā)展方向。

根據(jù)已經(jīng)簽訂的投資協(xié)議，4家公司將各自研制一款技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，并完成所有的測(cè)試，從而為未來(lái)垂直運(yùn)輸系統(tǒng)（FVL）項(xiàng)目積累數(shù)據(jù)，F(xiàn)VL的目標(biāo)是取代現(xiàn)役數(shù)量龐大的軍用直升機(jī)群。在軍方的計(jì)劃里，未來(lái)的FVL系統(tǒng)無(wú)論是飛行速度，還是任務(wù)半徑以及航程，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)役的直升機(jī)。

實(shí)力雄厚的美國(guó)團(tuán)隊(duì)

4家被選中的公司分別是AVX飛機(jī)公司、貝爾直升機(jī)公司、Karem飛機(jī)公司（2004年該公司被波音并購(gòu)，之后整合進(jìn)波音防衛(wèi)系統(tǒng)分部）以及西科斯基公司。據(jù)美國(guó)陸軍介紹，“被選中的公司提交的方案，在技術(shù)指標(biāo)上要滿(mǎn)足未來(lái)的需求，包括飛行速度、航程等，這些數(shù)據(jù)未來(lái)將直接應(yīng)用于FVL項(xiàng)目。”另外，未來(lái)的FVL項(xiàng)目將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)包括諸多型號(hào)的飛機(jī)家族，而不是單一的飛行型號(hào)。

獲得資金支持的4家公司所提出的方案大體分為兩種，一種是傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)方案，兼有直升機(jī)和傳統(tǒng)布局飛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)；另一種是與傳統(tǒng)直升機(jī)類(lèi)似的概念，采用固定旋翼系統(tǒng)+推進(jìn)式螺旋槳布局。

AVX謀求后來(lái)居上

2005年，幾位從貝爾直升機(jī)公司出走的技術(shù)人員組建了自己的公司，這就是AVX飛機(jī)公司。AVX公司在成立之后的短短幾年內(nèi)，就亮出了幾個(gè)讓業(yè)界震驚的大動(dòng)作，包括參與OH-58D直升機(jī)升級(jí)計(jì)劃，競(jìng)爭(zhēng)美國(guó)陸軍JMR-TD項(xiàng)目等。

更準(zhǔn)確地說(shuō)，AVX提出的設(shè)計(jì)概念采用的是共軸雙旋翼+兩個(gè)管道風(fēng)扇的無(wú)尾氣動(dòng)布局，其中管道風(fēng)扇可以提供40%的升力，而主旋翼則可以提供60%的升力。同時(shí)在前機(jī)身兩側(cè)設(shè)計(jì)了短翼，這樣可以在高速飛行時(shí)提供額外的升力。該方案的機(jī)艙采用了與大型運(yùn)輸機(jī)類(lèi)似的斜坡式尾艙門(mén)，能夠滿(mǎn)足同時(shí)裝載兩個(gè)460升標(biāo)準(zhǔn)貨盤(pán)，而人員和輕型車(chē)輛等裝備也能更快速地裝卸。攻擊型還可以在機(jī)艙內(nèi)安裝30毫米口徑的炮塔以及反裝甲導(dǎo)彈系統(tǒng)，這些武器雖然安裝在機(jī)艙內(nèi)部，但是可以通過(guò)機(jī)艙底板上的艙門(mén)滑出進(jìn)行發(fā)射。

在機(jī)身設(shè)計(jì)上，為了減小飛行時(shí)的氣動(dòng)阻力，該機(jī)的機(jī)鼻設(shè)計(jì)有輕微的上反角。同樣處于減小機(jī)身機(jī)動(dòng)阻力的考慮，兩個(gè)推進(jìn)螺旋槳采用了涵道式設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)比常用的開(kāi)放式推進(jìn)螺旋槳的結(jié)構(gòu)要輕，并且在飛行過(guò)程中的阻力也更小。

據(jù)AVX公司的官方數(shù)據(jù)顯示，在運(yùn)載12名士兵以及4名機(jī)組乘員的情況下，該方案77a4e0ae8e289d0a91cc6c3f81484051ba2ddfc3bcfd708abf80c1b926bb256a的起飛重量為12噸。與陸軍現(xiàn)役UH-60M相比，該方案的最大外掛能力達(dá)到5.9噸（UH-60M為3.8噸），能夠吊運(yùn)陸軍裝備的M777A2型155毫米榴彈炮等重火力裝備；其機(jī)艙截面尺寸達(dá)到6英尺×6英尺，幾乎相當(dāng)于UH-60M的2倍，所以其內(nèi)部載荷能力達(dá)到了3.6噸。

飛行過(guò)程中，該方案在不使用管道風(fēng)扇的情況下，飛行速度為320千米/時(shí)，而在使用管道風(fēng)扇的情況下最大速度可以達(dá)到430千米/時(shí)。

S-97進(jìn)展迅速

而西科斯基的S-97型設(shè)計(jì)概念，則采用共軸雙旋翼+后機(jī)身推進(jìn)式螺旋槳布局，該布局已經(jīng)在之前的X-2技術(shù)驗(yàn)證機(jī)上完成了大量測(cè)試。目前，S-97首架原型機(jī)的機(jī)身已經(jīng)完成裝配。

S-97的設(shè)計(jì)完全基于西科斯基公司的X-2技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，采用共軸反轉(zhuǎn)雙旋翼，尾部裝推力螺旋槳。NASA在70年代的研究中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采用剛性共軸轉(zhuǎn)雙旋翼布局的直升機(jī)是未來(lái)高速直升機(jī)的出路之一，因?yàn)樯舷聝蓚€(gè)互反轉(zhuǎn)的旋翼在直升機(jī)的兩側(cè)始終同時(shí)都存在前行槳葉，從而彌補(bǔ)了后行槳葉失速的缺陷，獲得更大的飛行速度，但是為了充分發(fā)揮前行槳葉的升力特性，必須采用剛性旋翼。而西科斯基在與NASA聯(lián)合開(kāi)展研制的過(guò)程中獲益匪淺，并將此技術(shù)一直傳承下去。西科斯基公司的資料顯示，X-2在之前試驗(yàn)中已達(dá)到253海里/時(shí)（469千米/時(shí)）的前飛速度，且只需要消耗最大功率的70%。在進(jìn)行一些改進(jìn)后（如加裝旋翼頭整流罩），X-2將能夠達(dá)到280海里/時(shí)（520千米/時(shí)）的前飛速度。

該構(gòu)型具備更高的機(jī)動(dòng)性，與常規(guī)構(gòu)型直升機(jī)相比，其加速/減速性能更高。在懸停性能方面，該構(gòu)型比機(jī)械結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)特性更加復(fù)雜的V-22相比更好。西科斯基公司于2013年初開(kāi)始首架S-97的建造，并希望能夠在2014年完成首飛。

V-280要重寫(xiě)V-22輝煌

貝爾公司的V-280傾轉(zhuǎn)旋翼方案，與目前已經(jīng)在美國(guó)空軍和美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)服役的V-22屬于同一類(lèi)型，只是機(jī)身外形更大，裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)功率也更大，傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)更為成熟。一個(gè)月前，貝爾公司宣布與洛克希德·馬丁結(jié)成合作伙伴，共同致力于V-280項(xiàng)目的研制。

作為第三代傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的技術(shù)探索者，V-280上的許多技術(shù)盡管都是基于貝爾/波音聯(lián)合研制的V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，但是都進(jìn)行了大幅的升級(jí)和改進(jìn)。V-280在低速靈活性、高速大過(guò)載機(jī)動(dòng)性能、燃油效率等各方面都大大優(yōu)于V-22，并且能飛更遠(yuǎn)的航程。當(dāng)然，這些都需要經(jīng)過(guò)實(shí)際驗(yàn)證。此外，貝爾直升機(jī)公司希望通過(guò)為V-280研制一套全新的三余度電傳飛控系統(tǒng)，以保證其擁有出色的操縱性能。

V-280傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在35℃的高溫環(huán)境下，無(wú)地效懸停高度可達(dá)1830米，在保持519千米/時(shí)巡航速度條件下作戰(zhàn)航程可以達(dá)到930～1480千米；其無(wú)空中加油情況下最大航程可以達(dá)到3890千米，具備出色的全球自部署能力。

TR36TD以快取勝

Karem公司提出的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)方案，最大的亮點(diǎn)在于其采用的轉(zhuǎn)速優(yōu)化旋翼技術(shù)，即根據(jù)起飛重量、飛行高度和飛行速度的不同，對(duì)旋翼的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，從而提高飛機(jī)在整個(gè)包線(xiàn)內(nèi)的飛行性能。目前，這項(xiàng)轉(zhuǎn)速優(yōu)化旋翼技術(shù)已經(jīng)在波音的A160“蜂鳥(niǎo)”無(wú)人機(jī)上完成了總計(jì)18個(gè)小時(shí)的飛行測(cè)試。

不出意外的話(huà)，Karem公司的方案將在其之前已經(jīng)公布的TR36TD基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，該方案采用傾轉(zhuǎn)旋翼設(shè)計(jì)，并采用了上述提到的轉(zhuǎn)速優(yōu)化旋翼技術(shù)，最大速度可以達(dá)到670千米/時(shí)。TR36TD應(yīng)該是4家公司方案中速度最快的一種。

歐洲X3功成身退

說(shuō)到高速垂直起降飛行器的研究，就不能不提歐直公司的X3復(fù)合式直升機(jī)。X3利用“海豚”直升機(jī)的機(jī)體，配備兩臺(tái)渦軸式發(fā)動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)5槳葉主旋翼和兩副螺旋槳，后者則安裝在機(jī)身兩側(cè)新增的小翼展短翼上。X3于2010年9月開(kāi)始試飛，這種復(fù)合式氣動(dòng)布局很好地將直升機(jī)的垂直起降能力和固定翼飛機(jī)的高巡航速度結(jié)合了起來(lái)。2010年11月，X3在降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率情況下達(dá)到333千米/時(shí)的飛行速度。此后的幾個(gè)月里，該機(jī)屢屢刷新自身速度紀(jì)錄，充分顯示了混合推進(jìn)系統(tǒng)突出的加速性能。2011年5月12日， X3在穩(wěn)定水平飛行時(shí)達(dá)到了430千米/時(shí)的速度里程碑。

今年6月初，X3更是創(chuàng)下了直升機(jī)平飛速度472千米/時(shí)的新紀(jì)錄，這也是該機(jī)迄今為止的最好成績(jī)。而在這之前的另一次試飛中，X3下降俯飛時(shí)達(dá)到了487千米/時(shí)的高速。打破了之前由西科斯基的X2驗(yàn)證機(jī)所保持的469千米/時(shí)的直升機(jī)最高飛行速度紀(jì)錄。

歐直公司曾經(jīng)計(jì)劃攜X3參加美國(guó)陸軍的JMR-TD項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)，然而后來(lái)由于美國(guó)軍方在該項(xiàng)目上所承諾的前期研發(fā)資金太過(guò)有限，故而中途退出競(jìng)爭(zhēng)。但是，據(jù)歐直公司表示， X3驗(yàn)證機(jī)所取得技術(shù)具有很廣泛的用途，退出JMR-TD項(xiàng)目之后，將更有助于這些技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

崛起的中國(guó)勢(shì)力

對(duì)于下一代高速垂直起降飛行器，我國(guó)一直都沒(méi)有停止過(guò)探索和追趕的腳步。在今年的天津直升機(jī)博覽會(huì)上，中航工業(yè)就展出了兩種新的未來(lái)高速垂直起降飛行器概念模型，即“絕影”8和“藍(lán)鯨”，并分別采用了已經(jīng)被普遍接受的氣動(dòng)布局。

“絕影”8高速直升機(jī)概念采用了與西科斯基X-2驗(yàn)證機(jī)類(lèi)似的共軸雙旋翼+螺旋槳布局，只不過(guò)螺旋槳改為了前置雙排對(duì)轉(zhuǎn)拉進(jìn)式。直升機(jī)在飛行時(shí)，兩副旋翼共軸反轉(zhuǎn)相互平衡反扭矩，同時(shí)提供飛行器垂直起降、懸停及前飛時(shí)所需的升力；雙排對(duì)轉(zhuǎn)拉力槳提供前飛所需的拉力，穩(wěn)定性更好。在機(jī)身外形上，“絕影”8采用了兩頭尖中間大的類(lèi)似梭型的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)既能減小機(jī)身的氣動(dòng)阻力，還能有效降低機(jī)身的雷達(dá)反射截面。據(jù)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家表示，采用該布局的“絕影”8直升機(jī)概念，未來(lái)的最大速度有可能超越500千米/時(shí)。

除了“絕影”8，中航工業(yè)在天津直博會(huì)上還展出了另一款頗具發(fā)展?jié)摿Φ母咚俅怪?短距起降飛行器，即代號(hào)“藍(lán)鯨”的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。

從已經(jīng)公開(kāi)的模型和數(shù)據(jù)來(lái)看，“藍(lán)鯨”采用了無(wú)尾式4發(fā)傾轉(zhuǎn)旋翼布局，前后機(jī)身各設(shè)計(jì)有一對(duì)主翼，主翼翼尖安裝有渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，并配備大直徑螺旋槳。而為了解決前后兩對(duì)螺旋槳在飛行過(guò)程中的干擾，前端主翼的翼展要小于后端主翼翼展。

在機(jī)身設(shè)計(jì)上，“藍(lán)鯨”采用可收放起落架，具備垂直起降和滑跑起降能力，使其能夠滿(mǎn)足野外機(jī)場(chǎng)起降作業(yè)要求。據(jù)相關(guān)專(zhuān)家介紹，“藍(lán)鯨”未來(lái)的商載可以達(dá)到20噸，與早期的運(yùn)8型飛機(jī)相當(dāng)，巡航速度538千米/時(shí)，航程則可以超過(guò)3100千米，作戰(zhàn)半徑大于815千米。上述性能指標(biāo)，完全可以滿(mǎn)足未來(lái)民用領(lǐng)域的人道主義救援任務(wù)需要，同時(shí)也可以依靠自身出色的垂直/短距起降性能，滿(mǎn)足未來(lái)軍方快速部署的需要。