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美V-22鱼鹰飞机全面投产 军方订购458架(附图)

http://jczs.sina.com.cn 2005年11月11日 09:56 科技日报
美V-22鱼鹰飞机全面投产军方订购458架(附图)

V-22“鱼鹰”偏转旋翼飞机

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  近日,美国国防部批准开始全面生产V-22“鱼鹰”偏转旋翼飞机。消息传出后,结构奇特的“鱼鹰”再次引起世人的关注。目前,贝尔直升机公司正加紧生产,美国海军陆战队计划购买360架MV-22,空军计划装备50架CV-22特种作战改进型,海军48架HV-22,预计首批12架V-22将在2007年投入使用。

  奇特的结构

  现代喷气式飞机的最高速度已超过音速的3倍,而目前直升机最快速度只有音速的1/3。如何使飞行器既能垂直起降,又具有较快的飞行速度呢?于是,人们就开始了复合式旋翼———固定翼飞行器的研究和探索工作,陆续提出了倾转旋翼、倾转机翼、鸭式旋翼/机翼方案,其中倾转旋翼是目前技术最为成熟的一种。

  所谓倾转旋翼,简单地说,就是指飞机依靠旋翼倾转来调节飞行技术状态。具体方案是在机翼两端分别安上

发动机短舱,内装涡轮发动机用以驱动旋翼系统。该型机的关键是发动机短舱可以绕机翼轴进行由朝上到朝前及由朝前到朝上的直角转动,并且要求这两套动作完整连续,一般在十几秒钟内完成。这样就可以改变旋翼的推力方向。当发动机短舱呈水平状态时,旋翼就变成了螺旋桨,加上原有的一段机翼,飞机就变成了涡桨固定翼飞机了。反之,则变成一架双旋翼或多旋翼的直升机。

  谁都知道,直升机和飞机是两种完全不同的飞行器。直升机靠旋翼产生升力,可以垂直起降和悬停。而飞机则靠固定翼产生升力,速度快,航程远。倾转旋翼就是将直升机和固定翼飞机的特点和长处集于一体,实现了二者的完美结合。其结构可任意变换固定翼和旋翼的两种形态,航速是直升机的2倍多,各种指标是任何直升机无法比拟的。飞机上有3套驾驶操纵系统,飞机转换形态时,驾驶系统也自动转换。2台发动机由变速控制器相连,当一台发动机转速下降到息火时,另一台发动机便通过变速控制器转换成带动2副螺旋桨的工作状态;发动机舱内采取增压措施,能有效地阻止海上潮湿空气侵蚀;机身下方两侧的主起落架舱较大,起飞后自动封闭,紧急情况下在海上迫降时有一定的浮力,可使飞机不致沉没。

  曲折的历程

  1972年贝尔公司接到了由美国陆军和NASA共同提出的发展XV-15倾转旋翼飞机的合同。几年后,XV-15研制成功,并于1980年首次在巴黎航展上亮相,打破了当时直升机飞行速度的世界记录,引起不小的轰动。美国军方因此对XV-15表示出极大的兴趣,从而导致1981年美国国防部“多军种先进垂直起降飞机”计划的提出,其目的是研制一种能同时满足四个军种(海军陆战队、空军、海军和陆军)需求的中型垂直起降运输机。1985年依据这一计划研制的飞机被正式命名为V-22“鱼鹰”。当时美陆军已表示退出该计划,另外三个军种分别提出了各自的型号要求,即海军陆战队的MV-22、空军的CV-22和海军的HV-22。1989年3月V-22顺利首飞。但首飞一个月后,美国国防部停止了对该计划的全部投资,理由是单机3000万美元的价格太高,另外其技术风险较大。然而不久,美国一次救援人质的行动失败,参加这次行动的一架军用运输机被击落,8人死亡。这个事件使军方重新考虑对V-22计划的态度,并于1994年决定全面恢复投资。这之后,受益于航空材料、电子系统和推进系统技术的长足进步,V-22的发展进入了快车道,并被美国海军陆战队奉为“未来之星”。到2000年已有9架V-22原型机成功地完成了验证试飞任务,其中MV-22已进入小批量生产阶段,并有20多架交付海军陆战队进行作战使用论证。

  然而,这种被美国海军陆战队奉为“未来之星”的V-22“鱼鹰”一直事故频频,其中光是7架原型机就毁了4架。1991年6月11日,一架“鱼鹰”在试飞中突然坠毁,造成两名人员受伤。1992年7月20日,又一架实验型的“鱼鹰”准备在加利弗尼亚匡蒂科海航站降落时坠入波多马克河,造成3名陆战队员和4名平民百姓丧生。7年后,即2000年4月8日,一架“鱼鹰”在进行作战评定飞行中突然坠毁,造成19人丧生。时隔8个月,即12月11日晚,又一架美海军陆战队的MV-22“鱼鹰”在北加利福尼亚州进行训练时坠毁,4名机组人员全部遇难。次日,美国防部就下令推迟这种创新的倾转旋翼飞机的大规模生产。自此以来,“鱼鹰”计划面临搁浅的危险。

  然而,天有不测风云。“鱼鹰”几度恢复飞行试验后,美国海军的使用试验与评估部队终于确认V-22“鱼鹰”倾转旋翼飞机达到了作战效能和作战适用性要求,海军陆战队也认为该项目基本上接近了可以大批量生产的阶段。于是,经过二十年研发历程的“鱼鹰”,终于得到了海军陆战队的认可。

  强捍的能力

  比普通直升机快得多V-22“鱼鹰”直升机在设计上吸收了固定翼和旋翼的优点,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,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,还使前飞速度提高到600-700千米/小时。

  采用了大量的复合材料由于结构的需要,“鱼鹰”采用了大量的复合材料,其中碳纤维材料约占60%%,玻璃纤维占10%%,整个机体金属材料不到20%%,其空重仅14.5吨,而最大短距起飞重量却达27.4吨,可同时运载24名全副武装的海军陆战队员或外挂4.5吨的货物。

  最大航程近4000千米在直升机和固定翼飞机工作状态下,V-22“鱼鹰”的海平面巡航速度分别为每小时185千米和每小时509千米,实用升限为7900米。在正常短距起飞重量情况下,其起飞滑跑距离小于152米。其最大航程近4000千米,是普通直升机的3倍多。

  多方面的优越性能V-22“鱼鹰”速度快、航程远、运输能力强等多方面的优越性能,具备空中加油能力,还有“全球自部署能力”,可进行全天候低空飞行和低空导航,自卫能力强,维护工时比较少。特别是它为满足海军陆战队在两栖攻击舰上着舰的使用要求,机翼可翻转到与机身并行的位置,旋翼可在90秒钟内折叠起来。“鱼鹰”可以通过空中加油,从美国本土直接起飞至世界任何地区。它从美国西海岸飞往太平洋中部岛屿仅需要一天多时间,而普通直升机则需要一周多时间。因此,有人说,假如美国在海湾战争期间采用“鱼鹰”,就可以在24小时内将亚洲美军基地的海军陆战队运抵伊科边界,减少几百亿美元的耗费。难怪美国前国防部长科恩曾夸赞“鱼鹰”正是“急需的、可迅速将美军士兵送到世界任何热点地区的飞行器”。

  据称,“鱼鹰”可满足30余种任务需求,主要执行突击作战、突击支援、战术空运以及战斗搜索与救援任务,特别适于遂行特种作战、缉毒和反恐怖主义行动。MV-22“鱼鹰”将取代现役的CH-46和CH-53D直升机。美国海军陆战队计划到2014年购买360架MV-22,用以装备18个正规中队和4个预备中队,每个中队12架。空军购买的50架CV-22和海军购买的48架HV-22也将陆续装备部队。届时,美军真正具备了“全球自部署能力”,作战能力也将大为增强。

  -新闻背景

  英国《防务系统日刊》二○○五年十月二十一日报道,美海军陆战队位于北卡罗来纳州新河的航空基地正在进行作为MV-22“鱼鹰”倾转旋翼机重要基地的准备工作。在九月二十八日举行的美国防部“国防采购委员会”会议上,MV-22“鱼鹰”项目被批准进入全速生产阶段,从而结束了该机为期十八年的试验。

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