美军下一代直升机最有可能获胜的方案!高速的V280倾转翼飞机

从直升机发展到今天,诞生了非常多的经典型号,而直升机本身的结构也在不断的进化和扩展,比如最主流的就是单旋翼带尾桨形式,还有卡莫夫比较擅长使用的共同反转结构,以及波音皮亚塞茨基曾经使用的纵列式双旋翼。

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在过去的几十年间,单旋翼带尾桨直升机一直是直升机最主要的形式。如果你是一个比较懂军事比较懂飞行器的人,那么你见到了共轴反转直升机或者纵列式双旋翼直升机,一般都不会觉得很惊讶。但是对于一般人来说,见到这种比较奇特的直升机都会觉得有一丝奇怪。其实到了下一代直升机,这种单旋翼带尾桨的形式很有可能会被取代。

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美国目前进行的新直升机项目中就有两架与众不同的飞机,其中一架是相对比较传统的SB1共轴反转高速直升机,而另一架就是我们今天要说的第2代倾转翼飞机V 280。

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倾转翼飞机其实从本质上来讲并不是一种直升机,区分直升机和飞机的方式非常简单。一般的固定翼飞机需要有跑道进行起飞和降落,在平飞过程中主要依靠各种发动机产生推力或者拉力使飞机进行高速运动。飞机在高速飞行的时候,通过机翼和机身产生升力,也就是说飞行器是否是飞机最重要的决定点是它的机身和机翼是否能通过气动布局来产生最主要的升力。

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所以通过发动机产生垂直向上推力的火箭就不是飞机,但是航天飞机这种返回大气层中依靠机翼和机身产生升力的就是飞机。滑翔机严格来说也是飞机的一种,而像F35B和鹞式战斗机这种垂直起降战斗机这类飞机也是绝对的飞机,只不过他们在起降阶段会通过发动机向下偏转来产生一部分生力来抵消重力,但是在正常的飞行过程中他们和一般的飞机是完全一样的。

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直升机从本质上讲是一种垂直起降的飞行器,在日常的口语中也是飞机的一种。直升机主要通过旋翼来产生向上的升力,在飞行过程中则需要旋翼产生的分力来提供向前运动的力,但是主要的升力还是由螺旋桨来提供。虽然有部分直升机两侧的短翼可以提供非常大的升力,但是只要螺旋桨向上提供的升力其主要作用,它就不能算是一种严格意义上的飞机。如果直升机在进行起飞之后,旋翼彻底不提供升力,主要通过飞机机翼和机身来产生升力,那么这种就可以称作是垂直起降飞机或者混合型飞机。大家可以想象一下,如果将阿帕奇的两侧短翼延长,并且提供足够大的升力,在起飞的过程中旋翼将飞机带到一定高度之后,飞机通过发动机产生推力向前飞行,这时候旋翼折叠起来,那么阿帕奇就完全成为一架低速攻击机。

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阿帕奇是传统的直升机,短翼的升力非常有限

倾转翼飞机就有点像刚才所说的这个道理,在起飞的时候,他通过螺旋桨旋转或者其他结构的旋转来产生直接向上的升力来抵消重力,而在飞行的过程中,发动机产生推进力,这时候的倾转翼飞机和一般的低速螺旋桨飞机没有什么本质的区别。

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MV22三种飞行情况下的倾转角度不一样

早期有很多国家和公司都研制过倾转翼飞机,那么这自然是因为倾转翼飞机的优点。简单来说,直升机的优点是对起降地点的要求非常低,所以德国早在二战期间就将研制成功的直升机装备在军舰上,而且直升机也凭借着对起降地点要求低的优点在民间发挥了重大的作用。大型的客机和战斗机的确要比直升机更贵,但是小型的民用直升机往往要比非常小的单座甚至双座小型螺旋桨飞机更贵,这是由于直升机的天然复杂结构决定的。

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倾转翼飞机的龙头老大自然是我们非常熟知的贝尔直升机公司。早在上世纪50年代,贝尔就开始研制实用化的倾转翼飞机,虽然那个时候的结构还比较简单,但是已经有了如今倾转翼飞机的整体思路。比较有意思的是,当时的贝尔公司竞标的并不是陆军的直升机项目,还是轻型战术运输机。尽管那会儿美国陆军和空军对直升机的认识还不够,陆军可能还没有意识到自己未来唯一能使用的飞行器就是直升机,但是倾转翼飞机在那个时候就给很多人留下了深刻的印象,其先进和科幻程度是要高于直升机的。

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倾转翼飞机的里程碑式机型就是贝尔公司的XV15,这架飞机完全可以看作是MV22的原型,两者的整体布局非常相似,而且诸如两台发动机通过传动轴连接的结构也被继承了下来。也正是因为SV15的成功,所以美国便确定了JVX计划,而且诞生的结果就是后来的MV22。

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在这当中其实诞生过一个比较另类的飞机,XC 142。这架飞机其实已经非常接近投产,但是当时美国军队特别喜欢直升机,便放弃了这架倾转翼飞机。如果当时美国能够更早的选择这类型的飞机,恐怕美国后来的直升机发展将会受到非常大的影响,因为这架飞机整整比MV22服役早了30多年。

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倾转翼飞机的历史和MV22就先暂时说到这里,因为它并不是本文的主角。很多人都会说倾转翼飞机的安全性不好,两个螺旋桨分别放在两边,如果打掉了一个它就会失去平衡。这个说法当然是对的,虽然有两根轴来将发动机连接在一起,但这个也仅仅能防止一台发动机失效的时候另一台发动机可以驱动两个螺旋桨。但是如果敌方在击中发动机的时候,也损伤了旋翼,那么飞机还是要坠毁。

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从这里也能看出来,那就是倾转翼飞机在垂直起降的阶段是比较危险的,直升机如果在这个时候损伤了发动机或者旋翼,还能勉强迫降,甚至保证机组人员安全安然无恙。但是倾转翼飞机往往会失去平衡而翻滚坠毁,成员成活的概率是非常小的。不过在平飞过程中倾转翼飞机因为拥有巨大的机翼,所以可以像一般的固定翼飞机那样进行紧急迫降,安全性反倒有所提升。所以综合来讲,直升机和倾转翼飞机的安全性各有优势。我们在这里也提出一个观点,如果美军未来是以运输和高速飞行和对地打击为主,那么倾转翼飞机的获胜几率相当大,如果美国需要像传统直升机一样进行垂直机降作战或者需要能像传统直升机那样灵活的作战能力,只是在飞行过程中的速度要增加,同时尽可能地提升经济性,那么SB!可能有更大的获胜几率。

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V280虽然看起来和MV22以及其他倾转翼飞机比较类似,但是实质性的区别还是有的。贝尔V280的核心机构称为第2代倾转翼技术,最大的区别就是V280在旋转螺旋桨的时候只需要将变速器和螺旋桨部分进行旋转就可以,不需要转换整台发动机。这样做的优势是减少结构重量,而且降低整架飞机的复杂性,提高可靠性。

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V280的主翼比较宽大而且很平直,这样一来,在平飞的时候就可以提供特别大的升力。机身的结构其实和一般的直升机比较类似,机头安装有设备和飞行座舱,后面则是和黑鹰比较类似的机舱。主起落架在前为单轮的结构,分别位于机身两侧的短翼上,尾部起落架是双轮结构,都是可以收放的。

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由于之前的鱼鹰设计更偏向于舰上使用,所以成员的上下只能通过尾门。当然正常的运输作战或者是在舰上使用的时候,这种布局并没有什么不妥之处。然而陆军在使用直升机的时候,往往需要成员通过两侧的舱门快速上下飞机,这样可以很快形成掩护队形。正因为此,贝尔特意修改了机身尾部的结构,尾部明显收窄,并且使用了更加简单的V型尾翼,更加接近一般的直升机。

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V280选择了和黑鹰直升机比较类似的滑动舱门设计,这种舱门其实广泛应用于一些比较大的载具上面,最常见的就是我们日常生活中的五菱宏光,可以非常的方便上下人员或者搬运货物。在进行机降作战的时候,大型舱门可以快速扔下机降绳索,士兵则通过绳索快速下降。然而还是前面说的那个问题,在进行垂直起降阶段,尤其是垂直索降的时候,这架飞机其实是比较危险的。因为一旦RPG或者其他武器伤到了旋翼,那么这架飞机基本上没有存活的可能。不过话又说回来,如果地面的火力真正凶猛的话,可能也不见得非要像黑鹰坠落那样强行让人员下飞机,在真正令人绝望的地面防空面前,任何飞机任何形式的结构都是没用的。

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V280最大的优势就是极快的飞行速度,如果V280从基地起飞,那么只要比较短的跑道,它就可以以满载的形式起飞。而降落地点如果也有跑道的话,那么也可以采用正常的降落方式,这样可以保证最大的运载重量,而这个是直升机所做不到的。

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按照目前公布的数据,V280的无地效悬停高度可以达到1830米,巡航速度至少为519千米每小时,而且在以最大巡航速度飞行的时候航程可以达到1480千米,采取最经济的巡航速度飞行时,最大巡航距离可以高达3890千米。这些数字一般都是轻型固定翼飞机的数据,这架可以垂直起降的飞机居然拥有如此强的飞行性能。在正常作战的时候,V280甚至可以跟上一些低速飞行的喷气式飞机。这样一来,作战的突然性和灵活性就会得到非常大的提升,也能有效缩短部队的反应时间,以往的黑鹰直升机和阿帕奇速度要比这慢得多。

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由于新选中的飞机将会替代黑鹰直升机和阿帕奇直升机,甚至有可能将以前的CH47系列直升机取代掉,那么就需要V280拥有安装武器的能力。我们来看看黑鹰是如何安装武器的,黑鹰直升机本身是一种10吨级的突击运输型直升机,比如像我国在80年代采购的那一批黑鹰直升机就是民用版的,没有加装任何的武器。黑鹰加装武器一般是在机舱门的两侧加装一挺机枪或者小口径机炮以及榴弹发射器。

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在进行索降任务的时候,这些武器可以用来警戒,在营救人员的时候,这些武器也可以用来攻击一些武装分子。如果需要黑鹰进一步使用更加强大的武器,那么往往会给黑鹰增加一对可以挂载武器的短翼,这个短翼一般用来挂载副油箱或者火箭弹发射器,甚至还可以使用很多导弹,完全让黑鹰直升机达到了阿帕奇的火力水准。

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V280在安装武器的时候有一些难度,因为它的主旋翼面积非常大,在悬停或者垂直飞行的时候还好,如果以正常的固定翼状态飞行的时候,会挡住翼下武器的发射轨迹。所以贝尔目前计划的是将导弹武器安装在机腹下面的武器弹舱当中,一般是地狱火或者其他反坦克导弹,而火箭发射巢则安装在两侧的短翼下方,这倒是和直升机比较类似。而且机头下方还安装了一门机炮,可以看到这样的设计其实让V280的火力得到非常大的提升。在安装了各种装甲的情况下,V280其实是完全不逊于阿帕奇直升机的。V280在对地攻击的时候比较接近于A10攻击机,但是想要悬停攻击地面的人员,就没有阿帕奇灵活,受到打击后造成更大损失的可能性也要比阿帕奇更高。但是无论如何这是一种全新的结构和全新的作战方式,孰优孰劣,还真不一定。

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而且贝尔公司表示,V280在飞行测试中很多指标都已经超过了美军陆军的最高指标要求,V280甚至可以以无人形式进行飞行,未来的发展潜力是非常深的。

其实从整体的外观造型上来看,V280的确要比MV22更加紧凑而且更加小巧一些。按照贝尔的说法,第2代倾转翼技术的维护保养难度也要比MV22低了不少。相比于其对手SB1的共同反转结构和推进尾桨技术,V280的整体技术其实更为先进,而且更具有革命意义的。贝尔之前已经拥有了很多倾转翼飞机的技术储备,所以这次的V280相比于之前的MV22鱼鹰更为成熟,加上这种结构可以进行垂直起降,也可以在短小的机场跑道进行起飞,所以V280未来将在民用市场上有非常大的作为。即便军队不选择这架飞机,在民间执行任务的时候也很少会出现到处都是火箭筒的情况,所以V280在民间是有前途的。

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不过到目前却有了变化,按照原来的计划,V280的竞争对手是SB1。V280的优势是比较成熟,所以进度比较快,赶在SB1之前就完成了首飞。而美国陆军其实一直对高速飞机有一定的需求,所以在当时很多人都认为V280很有可能要比SB1更有可能胜出,SB1本身就相对保守一些,虽然这个保守仅仅是相对于美国而言的。不过大家如果经常注意美国的军事武器研发项目,就会发现进度拖沓是一个非常明显的关键点,SB1和V280的进度其实都要比美国预想的更慢,其中的关键原因可能就是资金和支持问题。

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美国军队虽然是一个比较追求高新武器的军队,但是在很多时候美国也不得不采取改进老装备来减少资金投入。美国陆军其实早就想采购倾转翼飞机,这就是专门为美国陆军改装的UV22。但是因为成本的原因,美国陆军不得不放弃了UV 22。鱼鹰其实早在当时就有可能完成统一三军的可能,但是最后只有海军陆战队和空军采购了V22系列,陆军和海军并没有使用。

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到了V280和SB1竞争的阶段,其实问题是更多的。美国原本计划在2020年左右就会选择获胜者并且开始装备部队。然而美军意识到进度延缓之后,便采用了改进老飞机的方式,升级了大量的黑鹰直升机。升级黑鹰直升机貌似没有什么过错可言,但是中国已经在最近几年开始大量生产与黑鹰直升机比较类似的直20型直升机,这就使得美国对中国的技术领先优势变得更小。无论是V280还是SB1最后获得胜利,采购的成本无疑是非常高昂的,对于军队来讲,只要资金不受限制当然会选择非常好的武器。然而由于疫情和种种情况的影响,美国陆军不见得就有那么多的资金去购买这种全新的直升机,而自己现在的黑鹰直升机在某些程度上讲是完全够用的。在优先进行升级的情况下,总不至于采购的新飞机将这些升级后的黑鹰直升机完全淘汰掉。

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其实美国宣布改进黑鹰并且继续服役,就证明美国有意的延长新计划。不过这个延长新计划倒也不见得是一个坏事,首先就是给未来发展留下充足的发展时间。由于SB1直升机的进度过于缓慢,美国选择V280的可能性是非常高的。无论美国选择哪一种飞机,对于其他国家来说,美国的技术优势都会进一步的拉大。因为在全世界范围内,类似于这两种飞机并且真正通过试验甚至决定量产的飞机只有这两架。美国现在虽然有很多大大小小的问题,加上陆军一直是军种中发展比较缓慢的。因此新机型的实际装备时间很有可能比我们想象的还要延后。如果美国的经济受到比较大的影响,进而导致军费变得更少,那么美国很有可能将采购一部分新机型,慢慢替换掉黑鹰直升机。毕竟现在的黑鹰也有很多机龄是非常短的,并不着急替换。选择了V280之后,美国将真的像预想中的那样慢慢将黑鹰直升机阿帕奇直升机甚至CH47甚至多种飞机全部替换掉,以一种机型来承担多种任务。这样一来就可以有效的减少资金的投入和维护保养的成本,美国陆军航空兵也将迎来越战后最大的升级。

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