|
|
长期以来,直升机是中国航空的短板。直-9先进适用,但毕竟小了点。直-10一波三折,还是留有遗憾。直到直-20出现,中国直升机才算赶上西方主流水平。但现在在赶超西方先进水平,中国联合飞机公司的“镧影R6000”就是一个例子。
4 Z2 b- ~' W& J/ Y. u! N* A- N
. i% m7 ^- v1 W% c- W“镧影R6000”+ T' }+ p8 ^, Q: K- N+ Z
8 y2 l; e3 Y" S5 t) @" O现代意义上的直升机是伊戈尔·西科斯基在1939年发明的,二战后逐步发展、大量使用,越南战争已经被称为“直升机的战争”了。但是传统直升机在本质上阻力较大,速度和航程很受制约。倾转旋翼结合直升机和螺旋桨飞机的特点,在保持直升机垂直起落能力的同时,解决了速度和航程问题。
5 o6 G% L) M. d9 ~: }/ t7 V7 Z t% y, N! X- u% }2 h3 t
. M& l) U3 {( H9 }" q% ^6 f5 |贝尔XV-15首创倾转旋翼
3 `9 i, a& i3 h5 w1 o8 n1 }# A" ?
( L* k) p7 y2 B+ l8 w z* X
% `8 N' E, R1 z5 |4 I在此基础上,贝尔推出MV-22“鱼鹰”,成为美国海军陆战队的主力直升机
1 ]6 h% P4 z7 j1 A! y/ c$ D
/ c j; `( f5 w+ y0 P
- T! \; y. `+ l8 Y速度和航程对远程作战特别有用,美国空军使用战斗搜救型的CV-224 _$ C6 E0 i: q7 t
0 [$ I0 [/ m4 V9 |
+ n% F. K0 `7 c7 m) |' J
总统专机队都有一架,不过至今主要用于副总统和随行记者的运输6 q5 G3 D- u# t- N* m1 s9 y7 P
$ @/ S4 _- d' b4 D0 @8 W8 a
贝尔与NASA合作,在1979年成功首飞了倾转旋翼的XV-15,在技术上验证了翼尖倾转发动机的可行性。以后,贝尔利用XV-15上验证的基本技术,推出了MV-22“鱼鹰”,1989年首飞。
& |: [- Q/ S. |3 q B1 Q1 V; N- Q+ d O) t) _/ l
但MV-22的历史充满波折,臭名昭著的涡流环问题导致好几起灾难性的坠机事件,令人谈虎色变。和车轮在泥泞地打滑一样,进入涡流环状态好比旋翼“打滑”,转得越快,升力损失越大。这是倾转旋翼的本质问题,只能通过精细操作和飞控软限来解决。
) m5 } Z2 V! y5 A% d! d+ k8 H* v+ A/ B% g, E J( Y
在实用中,MV-22的倾转旋翼设计还发现有其他问题。
% m$ L8 K1 o# ^
8 G* r4 Y: O9 a% i! D. _3 A* X在阿富汗和伊拉克的高沙环境里,发动机吸入过量沙尘,导致严重损坏。传统直升机的发动机进气口与旋翼分离,容易安装大型空气滤清器。传统螺旋桨飞机的发动机进气口和桨叶在一起,没法安装大型空气滤清器,但在跑道上起飞、降落、暴露于沙尘的时间很短。倾转旋翼正好在这个问题上把两者的缺点结合在一起了,这个问题也没法从根本上解决。) f/ |( g( k9 ?4 q2 ~, y
6 }7 u( j- t$ Y2 j3 E
倾转旋翼的另一个问题是向下的炽热喷流。在垂直起飞、着陆状态下,发动机的炽热喷流不仅直接对着地面,而且离地面非常近,对地面造成极大的热应力。钢质甲板需要特别加强和冷却,否则甲板下的支撑结构都可能过热软化。混凝土地面会被直接烤裂,然后在下洗气流的强烈吹拂下向子弹一样射向四周,包括直接击中机体。7 P* o J5 w5 l9 f& C& C [1 o
. {; M* d) w0 @8 W) U6 p* |' [
还有一个问题是翼展。大翼展意味着更高的升阻比,但翼尖的发动机也意味着“挑扁担”,更大的翼展意味着更大的翼根弯折力矩,而且横滚转动惯量也太大。! T2 m. x# X1 D
) F' J1 v8 q/ N2 M! M9 ]
在无人机大潮中,贝尔在2016年推出V-247概念,“247”在这里是双关的。在英文里,“247”意为“7天、24小时”,这是对“连轴转”的常用表述,念做“twenty four seven”,而不是“two hundred and seven”。贝尔V-247要求两架飞机就能达到24小时连续运作,这对旋翼类飞机是前所未有的长航时。 O/ V% K! i. L7 m4 z$ K4 c
! G! ~6 M6 W1 n6 t6 z贝尔没有简单地把MV-22缩小,而是在倾转短舱的外侧增加了外翼段,翼展增加到20米,只比MALE无人机MQ-9“死神”短了30厘米,改善了长航时性能。外翼段可以向上折叠,在舰上减小占地,机翼横转到机体上方后,与“黑鹰”直升机占地相同,方便上舰使用,或者用C-17运输。
2 f. p7 h _* Z, L) D
h V3 B$ D, t. F
0 Z- X0 s* t, E0 v8 `2 K贝尔V-247不是贝尔MV-22的简单缩小和无人化,而是增加了外翼段,加大翼展
- K& {, q% B# V) v- w
9 W- N& i2 O! q8 Q( ^贝尔V-247的巡航速度要求达到250节(460公里/小时),最大速度300节(560公里/小时),实用升限7600米,作战半径450海里(830公里),携带600磅(270公斤)载荷时在战位上的留空时间不少于11-15小时。机内燃油时最大航程2600公里,续航时间17小时,可空中加油。
1 p. v9 m' f9 P% Z' ]" _0 t9 P# Q: N+ M+ U( P4 U: D
空重7300公斤,可携带5900公斤燃油、武器、传感器,最大起飞重量13000公斤。机内载重不低于910公斤,外挂载重不低于4100公斤。除了机内载重外,翼下可以外挂,可挂载副油箱、雷达吊舱、激光吊舱、声纳浮标、Mk50轻型鱼雷、“地狱火”反坦克导弹、JAGM导弹等。
0 [' g8 J9 t5 F/ Y0 J- {" j3 K% P. n* u- ~- r
V-247实际上是单发,5000-6000轴马力的发动机位于机舱内,通过两侧翼内的传动轴驱动旋翼,硕大的短舱是整流的需要。0 O9 J( \* o: L! Q8 x; Z0 J
7 O T# F/ Y) m" M1 o不过V-247依然是个概念。不断有全尺寸模型在各种防务展上招摇过市,但公司没有正式启动研发,军方也没有立项。
1 Y; y2 t3 F ?' [) U1 y1 F x
9 e& L! O T. c# _) u1 x. f5 u贝尔也没有停步,在军方“未来大型旋翼飞机”(FLRAA)计划里,用“鱼鹰之子”贝尔V-280“勇敢”投标,计划与升级延寿的UH-60一起,成为未来很长时间里美国陆军通用直升机的主力。
0 E E9 `+ L" a9 ?3 ~
' C- }1 [0 j# s0 d" B
. Q, Y$ P- P, i" N& z' h美国陆军对V-280的速度和航程寄予众望
/ N' P0 `9 q; V
" d0 K9 F% A" H& _' r$ IV-280将具有MV-22的速度和航程,将使空中突击作战达到新的境界,但避免了MV-22的很多问题。V-280的旋翼通过之字形伞齿轮驱动,但发动机是固定的。这解决了发动机的空气滤清器和炽热喷流冲刷地面的问题,降低了维修工作量。
G0 `7 W; b/ ?! c# G
2 }+ L _7 e2 [9 c8 v1 }! H在战术使用方面,解放了机侧、翼下的横向空间,便于部署传统的两侧舱门和舱门机枪,极大有利于与传统机降战术相整合。MV-22的倾转发动机短舱使得侧门很难使用,舱门机枪在关键的垂直起飞、降落阶段根本没法使用。# V5 S9 J; ~ P0 z1 h4 g) J
) G. C) Q* j# ~4 e) Z* A5 H8 m* T中国在倾转旋翼方面也在下力气。在2018年的珠海航展上,中国航天科技推出彩虹-10无人机,就是倾转旋翼。
: a7 e4 d: o5 |; h6 u& b1 }8 ^! l1 e9 _+ m/ I! N9 P$ `5 F5 l" U7 B
+ f5 U4 U: u& U- H9 u
彩虹-10倾转旋翼无人机
& W& s% Q% t, G& s, p3 l
4 P, u# V" p" g* a彩虹-10与贝尔V-247很相似,在倾转短舱外有外翼段。接下来就是中国联合飞机公司的“镧影R6000”,在2024年2月的新加坡航展上首先推出设计概念,日前第一架整机已经下线交付,一般预计会在不久后的珠海航展正式推出,2027年投入使用。, K% | U: U$ B5 s
% ]0 Z; C9 J& V. t
“镧影R6000”比V-247小,最大起飞重量6100公斤,最大商载2000公斤,巡航速度550公里/小时(从先前宣布的500公里/小时提高了),实用升限7620米,最大航程4000公里。
5 `9 t6 D6 C9 z5 w" w3 q9 v' e+ T1 @& U( ?
值得注意的是,“镧影R6000”一步到位,直接采用了类似V-280的之字形伞齿轮驱动。应该也是双发。
0 {" {- v, e/ ?9 n4 Q. F' d7 ~
- L, ^" e( D$ |
5 Q% M$ B6 l4 U# e外侧喷管应该是发动机,内侧“喷管”应该是伞齿轮滑油冷却器的排风口
1 b# b1 {' L# _9 H
0 v- ?1 J3 q! y: P& w“镧影R6000”是民用的,可载客10人,但具有显而易见的军用潜力。
9 B! D9 B; M" A, N( E! b! j% x9 I
. K; E7 \, O/ h1 D9 f$ m2 |. g7 E& H( J
/ f, y3 `. S' ^8 [( \
“镧影R6000”是民用的,可载客10人7 w' ]% @# u7 a" m, H3 M
- T2 Y+ n( P9 @! E
# ?0 |. X Q3 h" ~7 j% ]' R3 Q# d; a也有显而易见的军用潜力
; A( Q* W6 A& x" |$ w* C X; }
3 I0 w+ G. L8 R, `, L( a6 t作为民用,尤其是客运,“镧影R6000”首先需要跨过认证关,中国民航也要跨过法规关。这样的大型载人无人机在认证和法规方面在世界上都是处女地,中国有吃螃蟹的实力和需求,但也必须坚持安全第一。安全的低空经济才可持续,才是有利可图的。- L1 N& P% \4 o" K
: p" k; J4 b1 q, r6 O一旦通过认证关和法规关,“镧影R6000”可能特别适合小流量而且交通不便的偏远地区的中短途运输,或者人烟稠密但缺乏直通交通的地区,比如湾区、湖区、山区。
, A2 t1 H4 b( c! p
) ~2 e3 e: i* a* c7 r) \) M在准军事应用方面,“镧影R6000”在森林防火、边防巡逻、山区搜救、海警护渔、反毒缉私等方面大有用武之地。
* w% O$ [% q2 _1 P6 |% L- K* q/ z9 J9 U
在军用方面,“镧影R6000”在上舰和空突两方面都有大用。舰载直升机是舰艇战斗力的重要部分,但中国海军使用很多的直-9受制于航程和留空时间,还是不尽如意。“镧影R6000”是很有用的补充,可用于各种反潜、ISR、攻击、垂直补给等任务。) P( i0 A0 i* S/ _1 w, k, k
# t' g0 ?1 @* Z
在空突作战中,载运兵员是一个方面,补充弹药和物资是另一个方面。倾转旋翼结合了直升机的垂直起落和螺旋桨飞机的速度和航程,有用性不言自明。在空中突击作战中,第一波有突然性的优势,但后续的增援和补给往往只有通过有限的路径和隘口“硬冲”,倾转旋翼直升机不仅避开了陆地通道尚未打通的问题,还可以利用速度和机动性避开堵截,实施有效的增援和补给。6 S1 T& ~( i" c1 \8 B
- y% q+ k. r8 R# _; b( }作为无人机,“镧影R6000”的起飞重量和载重量大于很多常用的“大型”无人机。比如说,典型的MQ-9“死神”的最大起飞重量为4763公斤,最大载重量为386公斤(机内)和1361公斤(外挂),都低于“镧影R6000”。在缺乏宽大起落场地的地方,“镧影R6000”可以有效地代替常规MALE无人机,执行ISR和察打一体任务。2 D2 A; f7 X+ o# l
' r3 ]* | {0 v
在岛屿(尤其是南海)之间,“镧影R6000”也可用于岛间运输和巡逻。! f( ?5 c2 m1 H6 M% ]
5 }* j% W& Q8 u最重要的是:“镧影R6000”只是第一个。与老资格的贝尔在2016年推出V-247但磨叽到现在还没有实机飞起来相比,在中国都是小字辈的中国联合飞机公司在2021年刚启动“镧影R6000”,第一架飞机已经下线,首飞在即。! Q) W+ D: |9 V. v, k9 y
- w, T$ P3 b, a' a
这是中国速度,联合飞机还不是唯一拥有中国速度的。现在流传的“中国产能”不是传说,“镧影R6000”打开成功先例后,马上会有从国家队到“街道作坊”蜂拥而来的大竞赛,技术、性能更先进的倾转旋翼无人机指日可待。8 ^- w) Q9 w3 Q! h; `0 t7 J
/ F4 G1 c9 e% v3 ^
无人机也提供了历史上前所未有的机会,特别便于尝试和验证新思路、新技术。假以时日,有人驾驶、更加对标MV-22的“直-30”出现的时候,或许已经波澜不惊了。中国鱼鹰不再只是传说与梦想。
R( a) o# y2 }1 M5 h* F2 W+ V5 z7 s
至于现在,希望在即将到来的珠海航展上看到“镧影R6000”的真容和更多的信息。
* k$ x3 j$ H' K5 L |
评分
-
查看全部评分
|