【簡(jiǎn)介:】在各種飛行器中,最奇特的是直升機(jī)。它在空中能自如地向前飛,后退飛,側(cè)著飛,甚至翻筋斗,它可以不需要機(jī)場(chǎng),只要有塊小空地,便能起飛降落,并可垂直升降,平穩(wěn)地懸停在空中!雖有以上優(yōu)點(diǎn),但
在各種飛行器中,最奇特的是直升機(jī)。它在空中能自如地向前飛,后退飛,側(cè)著飛,甚至翻筋斗,它可以不需要機(jī)場(chǎng),只要有塊小空地,便能起飛降落,并可垂直升降,平穩(wěn)地懸停在空中!雖有以上優(yōu)點(diǎn),但仍有速度低、航程短、可靠性差、噪音大、操縱復(fù)雜、事故率高的缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn),特別是速度低,安全性差,是直升機(jī)與生俱來的,難以根本改進(jìn)。因此人們夢(mèng)想著能設(shè)計(jì)出新的更好的飛行器以超越直升機(jī) 。
傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)是一種將固定翼飛機(jī)和直升機(jī)特點(diǎn)融為一體的新型飛行器,有人形象地稱其為――空中“混血兒”。 傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)曲折的發(fā)展過程,在過去
半個(gè)多世紀(jì)中,共開發(fā)研究過XV-3、X-22A、XC-124A、CL-84、“伏托爾”76等43 種不同的型號(hào),但多數(shù)以失敗而告終。只有美國貝爾直升機(jī)公司成功地研制出了XV-3,XV-15,并在XV-15的基礎(chǔ)上成功地研制出軍用型“魚鷹”及民用型BA609傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。經(jīng)過漫長(zhǎng)的探索研究之后,傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)終于真正地投入了實(shí)際應(yīng)用。
早在20世紀(jì)40年代末期,美國貝爾直升機(jī)公司就開始了對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)技術(shù)進(jìn)行研究。1951年,貝爾直升機(jī)公司在軍方的支持下開始研制 XV-3傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。1955年8月第一架XV-3傾轉(zhuǎn)旋翼試驗(yàn)機(jī)以直升機(jī)模式進(jìn)行了首次垂直起降飛行試驗(yàn)。通過風(fēng)洞試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),XV-3旋翼系統(tǒng)存在氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定的問題,為了解決這一問題,技術(shù)人員將XV-3的3片槳葉鉸接式旋翼系統(tǒng)改為2片槳葉半剛性旋翼系統(tǒng)。1958年12月12日,XV-3第二架原型機(jī)在美國愛得華空軍基地試飛。同月18日,該機(jī)成功地完成了兩副旋翼傾轉(zhuǎn)90°的飛行試驗(yàn),整個(gè)傾轉(zhuǎn)過程只需10秒鐘。這標(biāo)志著傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)技術(shù)取得了重大的進(jìn)展。在飛行試驗(yàn)中,該機(jī)以固定翼飛機(jī)的模式飛行的最大速度為213千米/小時(shí)。小角度俯沖速度為287千米/小時(shí)。由于XV-3沒有完全解決好氣動(dòng)彈性不穩(wěn)定性的技術(shù)問題,該機(jī)的性能受到了很大的限制。1965年第二架原型機(jī)在風(fēng)洞實(shí)試中,旋翼與機(jī)身脫離,從而結(jié)束了XV-3的歷史使命。
XV-3傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行試驗(yàn)成功,證明了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)具有強(qiáng)大的生命力,同時(shí)也引起了美國航空航天局和軍方的高度關(guān)注,為傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。開創(chuàng)了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)這一新型飛行器發(fā)展的新局面。
1972年,美國航空航天局和陸軍開展了一項(xiàng)全新的、以渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)計(jì)劃。貝爾直升機(jī)公司于1973年獲得研制合同,并將原型機(jī)取名為XV-15。1977年5月,貝爾直升機(jī)公司生產(chǎn)的第一架原型機(jī)完成首次懸停試驗(yàn)。該原型機(jī)經(jīng)過3小時(shí)的飛行后,轉(zhuǎn)入風(fēng)洞試驗(yàn),以遙控的方式試驗(yàn)原型機(jī)不同飛行模式的情況和尋找動(dòng)力不平衡的原因。第二架原型機(jī)于1979年4月23日進(jìn)行首次懸停試驗(yàn),同年7月24日完成了旋翼的傾轉(zhuǎn)試驗(yàn)。試驗(yàn)中,XV-15原型機(jī)在短距起落時(shí)的最大起飛重量為6804千克,以飛機(jī)模式飛行時(shí)的水平飛行速度達(dá)到555千米/小時(shí),最大俯沖速度達(dá)到639千米/小時(shí)。XV-15原型機(jī)還能以74千米/小時(shí)的速度后退飛行。 基于XV-15的出色表現(xiàn),美國政府于1981年年底提出了“多軍種先進(jìn)垂直起落飛機(jī)”(JVX)計(jì)劃,要求在XV-15的基礎(chǔ)上研制三軍共用的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。1982年這項(xiàng)計(jì)劃由美國陸軍負(fù)責(zé),1983年1月后該計(jì)劃轉(zhuǎn)交給了美國海軍。
1981年,第一架XV-15原型機(jī)代表貝爾直升機(jī)公司和美國陸軍在巴黎航展上展出,它在連續(xù)11天的飛行表演中,給參觀者尤其是直升機(jī)同行們留下了深刻的印象。XV-l5傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)在此次航展上卓越的、具有創(chuàng)造性的表演,促使后來的V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)計(jì)劃的誕生。XV-15的 2架原型機(jī)一直進(jìn)行著飛行試驗(yàn),直至1992年第一架原型機(jī)失事。第二架原型機(jī)于1994年由美國國家航空航天局返還給貝爾直升機(jī)公司,用作民用傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的試驗(yàn)機(jī),并進(jìn)行有關(guān)聲學(xué)的試驗(yàn)。
V-22“魚鷹”飛機(jī)是由美國貝爾直升機(jī)公司和波音直升機(jī)公司共同研制的,其是按照美國空、海、陸軍及海軍陸戰(zhàn)隊(duì)4個(gè)軍種的作戰(zhàn)使用要求而設(shè)計(jì)的。1973年,貝爾直升機(jī)公司就開始了這種傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的研究,XV-15傾轉(zhuǎn)旋翼研究機(jī)便是V一22“魚鷹”飛機(jī)的雛形。1983年美國國防部批準(zhǔn)了貝爾直升機(jī)公司和波音直升機(jī)公司的設(shè)計(jì)方案。
1986年5月與兩公司簽訂了耗資37.14億美元的研制合同。V一22飛機(jī)將制造10架原型機(jī):6架用于飛行試驗(yàn):4架用于地面試驗(yàn)。用于飛行試驗(yàn)的6架原型機(jī),除l架已V一22飛機(jī)的基本設(shè)計(jì)布局與貝爾直升機(jī)公司1973年開始研制的XV-15(貝爾301)傾轉(zhuǎn)旋翼研究機(jī)一樣,發(fā)動(dòng)機(jī)和旋翼/螺旋槳安裝在翼尖處,方向可調(diào),飛機(jī)垂直起飛到高速巡航時(shí),可傾轉(zhuǎn)90度。V一22飛機(jī)由于在機(jī)翼翼尖處安裝可傾轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)和直徑達(dá)11.57米的旋翼,可像直升機(jī)那樣垂直起飛著陸并懸停。發(fā)動(dòng)機(jī)直立時(shí),飛機(jī)垂直起飛著陸;發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)到水平方向時(shí),飛機(jī)則如同固定翼的渦輪螺旋槳飛機(jī)那樣,可高速巡航飛行。
1983年4月26日,貝爾/波音直升機(jī)公司與美國海軍航空系統(tǒng)司令部簽訂了一項(xiàng)為期24個(gè)月的合同,對(duì)V-22進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。 1985年1月正式將這種旋翼機(jī)命名為V-22“魚鷹”。1986年5月2日,美國海軍航空系統(tǒng)司令部又與貝爾和波音直升機(jī)公司簽訂了合同。這個(gè)合同是 V-22旋翼機(jī)為期7年的全尺寸研制(FSD)總合同的第一期合同。合同要求制造6架試飛原型機(jī),以及用于靜力試驗(yàn)、地面試驗(yàn)和疲勞試驗(yàn)的機(jī)體。1989 年3月19日完成首次試飛,同年9月14日完成首次由直升機(jī)狀態(tài)向定翼機(jī)狀態(tài)過渡的飛行轉(zhuǎn)換。1990年4月美國政府開始對(duì)“魚鷹”進(jìn)行試驗(yàn),其中包括三軍試飛員15個(gè)小時(shí)的飛行試驗(yàn)。1990年12月4~7日,在美海軍“大黃蜂”號(hào)航空母艦上進(jìn)行了海上試飛,其中包括3號(hào)機(jī)的起飛和著艦試飛,以及4號(hào)機(jī)的設(shè)備和功能試飛。到1990年底已完成起飛著陸轉(zhuǎn)換試飛、機(jī)翼失速試飛、單發(fā)試飛以及飛行速度高達(dá)647千米/小時(shí)的試飛。同年獲得美國國家航空協(xié)會(huì)頒發(fā)的“航空重大進(jìn)步獎(jiǎng)”。1992年7月在V-22總計(jì)飛行643個(gè)起落763小時(shí)后,由于4號(hào)機(jī)在試飛中發(fā)動(dòng)機(jī)艙起火后墜毀而造成臨時(shí)停飛。1993 年,2號(hào)和3號(hào)機(jī)又重新試飛,并且改進(jìn)了防火墻、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、放泄口及驅(qū)動(dòng)軸的防熱層。 1997年5月7日,首架MV-22B開始生產(chǎn),1999年5月開始交付14架給海軍陸戰(zhàn)隊(duì)試用。
2000年美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)對(duì)MV-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)進(jìn)行了一系列的測(cè)試。美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)自從1999年11月開始對(duì)海軍型MV- 22進(jìn)行使用鑒定計(jì)劃以來,獨(dú)立測(cè)試小組對(duì)MV-22進(jìn)行了廣泛的測(cè)試,測(cè)試地點(diǎn)包括艦船、機(jī)場(chǎng)、野外地點(diǎn)、受限區(qū)域以及測(cè)試站。對(duì)MV-22進(jìn)行了包括部署、著陸和艦上作業(yè)、兩棲攻擊、掠海飛行、夜間飛行、低空飛行、吊掛飛行、與C-130加油機(jī)進(jìn)行空中加油、人員和貨物的空中運(yùn)輸、登陸、從艦船起飛著陸等一系列測(cè)試,用以評(píng)估MV-22的作戰(zhàn)能力。但在經(jīng)過8個(gè)多月522架次、804個(gè)飛行小時(shí)的使用鑒定試驗(yàn)之后,發(fā)現(xiàn)MV-22的槳葉折疊系統(tǒng)有缺陷,而該系統(tǒng)是MV-22艦載所不可缺少的,并且發(fā)現(xiàn)該機(jī)的可靠性、維護(hù)性、可用性和互用性仍然存在不少問題。測(cè)試結(jié)果表明MV-22傾轉(zhuǎn)翼機(jī)暫時(shí)不符合使用要求。
據(jù)測(cè)試報(bào)告稱,MV-22達(dá)到了重大故障時(shí)間間隔的要求,但是該機(jī)只滿足平均故障間隔時(shí)間(MTBF)要求的一半。為了實(shí)現(xiàn)MTBF的要求,海軍陸戰(zhàn)隊(duì)已發(fā)現(xiàn)該機(jī)有149處需要修改,并隨后進(jìn)行了改進(jìn)。經(jīng)過測(cè)試表明,MV-22能滿足甚至超過其他重要的性能指標(biāo),其中巡航速度達(dá)到了 478千米/小時(shí),比要求的高33千米/小時(shí);海上部隊(duì)運(yùn)輸半徑幾乎比要求的增加了一倍,并可攜帶770千克的外掛。值得指出的是,該機(jī)可在8小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn) 3890千米外的部署,比要求的12小時(shí)大大縮短。 2000年,在美國傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)MV-22“魚鷹”發(fā)生兩次重大事故后,停止了其所有的飛行試驗(yàn)計(jì)劃。造成這兩起災(zāi)難的原因有液壓系統(tǒng)故障、機(jī)電問題和飛行控制軟件缺陷。在海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、國防部和工業(yè)部門協(xié)商擬訂一項(xiàng)計(jì)劃、并通過改進(jìn)一系列硬件和軟件以及提高M(jìn)V-22安全性和性能后,于2002年5月29日恢復(fù)了該機(jī)的飛行試驗(yàn)。在此次試飛中,MV-22完成了20次起降,并且在空中連續(xù)多次進(jìn)行了從直升機(jī)模式轉(zhuǎn)換到飛機(jī)模式的飛行。在整個(gè)測(cè)試過程中,直升機(jī)沒有出現(xiàn)異常情況。與以往的機(jī)型相比,這架MV-22在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)上作了很大的改動(dòng),動(dòng)力系統(tǒng)上也作了相應(yīng)的調(diào)整。MV- 22經(jīng)過一系列飛行測(cè)試后,于2004年年底重新進(jìn)行評(píng)估。2002年9月11日,空軍特種作戰(zhàn)型CV-22在愛德華茲空軍基地也恢復(fù)了試飛。另外,2002年9月,美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)已要求波音公司和貝爾直升機(jī)公司就增加V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)槳葉升力和推力的技術(shù)途徑進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。V-22計(jì)劃官員正在評(píng)審提高槳葉15%~20%性能的可能性。計(jì)劃在2005財(cái)年進(jìn)行新槳葉技術(shù)的原型機(jī)飛行驗(yàn)證并做出決定,2006財(cái)年將決定是否繼續(xù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2005年10月,MV-22“魚鷹”項(xiàng)目被批準(zhǔn)進(jìn)入全速生產(chǎn)階段,將于2007年形成初始戰(zhàn)斗力。美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)于2000年開始,訓(xùn)練V-22的飛行員,并在2007年派出,將用于補(bǔ)充且最后將取代CH-46海上騎士。美國空軍在2009年開始引進(jìn)V-22。自進(jìn)入美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)和美國空軍,V-22已被部署在伊拉克,阿富汗和利比亞用于戰(zhàn)斗及救援行動(dòng)。
2011年2月18日,海軍陸戰(zhàn)隊(duì)指揮官James Amos表示, 美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)部署到阿富汗的MV-22飛行超過10萬小時(shí),并指出MV-22已成為最安全或接近最安全的飛機(jī)。MV-22在過去十年每飛行小時(shí)的事故發(fā)生率大約只有美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)飛行機(jī)隊(duì)平均事故發(fā)生率的一半。V-22已成為海軍陸戰(zhàn)隊(duì)中事故發(fā)生率最低的旋翼機(jī)。