《軍武次位面》作者:軍武菌
你知道殺死美國海軍陸戰隊員最多的武器是什麼嗎?是反美武裝手中的AK?RPG?路邊炸彈?還是用一號電池就能發射的107毫米火箭彈?都不是!其實是「四等人」裝備的「魚鷹」旋翼機。這不,前兩天就又又又又出事兒了。
據央視新聞援引日本時事通信社12月6日報道,美國總統拜登於5日發表聲明,稱11月29日在日本鹿兒島縣屋久島附近海域墜毀的MV-22B「魚鷹」運輸機上的8人已全部死亡,並稱美方將繼續搜集相關信息,對墜毀原因展開徹底調查。
MV-22B「魚鷹」
「魚鷹」從服役至今,事故頻繁,截至目前,已有 17 架在事故中受損無法修復,共造成至少 70 人死亡,而這次都已經是2022年至今第四起魚鷹墜毀事件了,每次都是機上乘員傷亡慘重,幾乎全部死亡,隨後美軍宣布停飛全部魚鷹。
據統計,大多數「魚鷹」的墜機事故都是美國海軍陸戰隊裝備的MV-22B,美國空軍特種作戰司令部的CV-22B只發生了幾次墜機,而美國海軍的艦載型CMV-22B尚未發生過墜機事故。
航母上部署的CMV-22B「魚鷹」
可以說在裝備「魚鷹」及其變型機的美國空軍、海軍和海軍陸戰隊中,唯獨海軍陸戰隊占了大頭,堪稱「美國海軍陸戰隊殺手」了。
眼看這飛機總掉,嚇得日本民眾連年抗議在當地部署魚鷹,生怕那天砸在自己頭上,可為什麼美國非要裝備這「魚鷹」不可呢?
直升機和固定翼飛機結合的混血兒,貝爾-波音V-22「魚鷹」傾轉旋翼機(Bell Boeing V-22 Osprey)自從正式服役以來,就備受全世界關注。
它既擁有傳統直升機垂直起降的能力,又具備固定翼螺旋槳飛機速度快、航程遠、耗油低的優勢,所以被稱為「空中變形金剛」。
傾轉旋翼機的歷史最早可以追溯到二戰剛開始那會兒,德國的福克和艾徹格里斯從1941年開始研製Fa 269垂直起降戰鬥機,它的每側機翼短艙後部都具有一副三葉推進式旋翼,在起降時旋翼可以向下傾轉提供懸停升力。
Fa 269風洞模型
按說Fa 269要是研製成功了,就會成為史上第一種傾轉旋翼機,但隨著納粹德國的覆滅,該機最後止步於風洞測試和模型製造階段。後來,美國的貝爾直升機公司在50年代中期研製了一種原始的傾轉旋翼機XV-3,並一直試飛到20世紀60年代中期。
略顯簡陋的XV-3奠定了貝爾傾轉旋翼機的基本布局
但是XV-3畢竟只是一架簡陋的驗證機,正好七十年代初美國陸軍和NASA都需要垂直起降飛機,於是二者一拍即合,給了貝爾公司一個單子,讓他們造兩架Model 301傾轉旋翼研究機,軍用編號XV-15。
懸停中的XV-15
這兩架驗證機分別於1977年和1979年成功首飛,雖然也是驗證機,但XV-15遠比XV-3要完善得多,其H形尾翼、安裝在平尾兩端的後掠雙垂尾、安裝在翼尖的傾轉發動機艙,都被後來的V-22「魚鷹」全盤繼承。
兩架XV-15驗證機的合影
後來,這兩架XV-15驗證機又進行了一系列試飛,服役了很長一段時間,但實際上美軍在80年代以前對這種傾轉旋翼運輸機並不怎麼感冒,因為他們認為傳統直升機就已經夠用了。
直到1980年4月24日,美國試圖從伊朗救援人質的「鷹爪行動」中,參加行動的RH-53D表現實在拉跨,導致行動失敗,這才開始想起確實有必要搞航程更遠、速度更高的下一代垂直起降運輸機了。
「鷹爪行動」中墜毀的RH-53D
於是,美軍就在1982年啟動了「三軍先進垂直起降飛機」(JVX)項目,並在兩年後將計劃規範推廣到海軍、陸軍、空軍及陸戰隊,而這項研究的成果就是V-22「魚鷹」原型機。
「魚鷹」的原型機機身長(除空中加油探管)17.48米,機高(至垂尾頂)6.63米,機艙容積24.3立方米,可運載24名全副武裝的士兵或12副擔架及醫務人員,也可在機內裝9噸和外掛6.8噸貨物。
「魚鷹」原型機
其海平面巡航速度185千米/小時(直升機狀態)和510千米/小時(固定翼狀態),滿載條件下,垂直起飛時航程為648千米,短距起飛時為1759千米,它還具備空中受油能力,可進行全天候低空飛行和低空導航。
「魚鷹」原型機的問世可以說非常驚艷,它的機翼兩端各有一個短艙,內裝勞斯萊斯-艾利森T406型渦輪軸發動機,裝備三片槳葉組成的旋翼,根據需要可繞機翼軸轉動,在十幾秒鐘內就能完成機翼軸朝上或朝前的轉換,而旋翼摺疊收納的過程也只需要90秒。
當它的旋翼短艙垂直時,就像一架橫列式雙旋翼直升機,由螺旋槳旋翼提供全部升力,而通過周期變距和總距杆來進行飛行控制;當在空中將旋翼短艙轉換成水平狀態時,旋翼則負責提供向前飛行所需的動力,而飛機的操控就變成通過機翼和機尾的氣動控制而來實現了。
理論上講,「魚鷹」兼具了直升機的靈活性以及固定翼飛機速度高航程遠等特點,完美實現了固定翼飛機和直升機的有機結合,然而事實上「魚鷹」的成長之路卻充滿坎坷。
「魚鷹」自打誕生那天起,各種問題就沒斷過。
「魚鷹」原型機一共有六架,首架於1989年成功首飛,但是到1991年第5架就在首飛時墜毀了,然後到了1992年,第4架就在給國會議員和其他高級官員的演示飛行時,因為一台發動機起火而墜毀,機上所有七名海軍陸戰隊員都喪生。
第五架V-22原型機的殘骸
這可就太打臉了,所以質疑「魚鷹」的聲音越來越大,甚至遭到了參議院的否決,不過好在當時的柯林頓政府非常支持這個項目,並投入了巨額資金,最後軍方在1997年簽了後續4架預生產型飛機的合同。
這4架預生產型「魚鷹」做了大幅改進,包括採用結構重量更輕的機身,改進發動機和驅動系統,重新設計的旋翼系統和爆破逃生艙門。
試飛中的MV-22B預生產型
最先接納「魚鷹」的是美國海軍陸戰隊,他們把裝備的預生產型「魚鷹」命名為MV-22B,目的是取代現役CH-46E和CH-53E直升機。
這個MV-22B為滿足海軍陸戰隊在兩棲攻擊艦上著艦的使用要求,主翼可以中心點為圓心旋轉到與機身並行的位置,旋翼可在90秒鐘內完成摺疊,以儘量減少占「地」面積,便於在甲板上和機庫內操作,後來空軍又從海軍陸戰隊借了一架MV-22B做評估,結果發現還挺香。
於是,空軍特種作戰司令部就決定採購兩架回去執行特戰任務,在1999年就把兩架預生產型「魚鷹」改裝成了CV-22B原型機。
預生產型「魚鷹」
但此時「魚鷹」依然厄運不斷。2000年4月,第四架低速生產型MV-22B在試飛中因飛行員操作失誤墜毀,機上19人全部遇難,結果同年12月,又有一架MV-22因為液壓系統問題墜毀,導致四名機組死亡。
「魚鷹」之所以總是容易出問題,最主要的原因就是它獨特的傾轉旋翼結構布局,導致氣動特性異常複雜。
一般來說,當直升機前飛速度很低且下降速度較大時,它就會陷入自身的下陷氣流當中,此時極易導致渦環狀態的發生。
而一旦直升機進入渦環狀態,空氣就會繞著旋翼槳葉的葉尖呈環形流動,形成了類似炸麵包圈的渦流,渦流內部的空氣壓力下降,這導致旋翼會損失一部分升力。
「魚鷹」採用的是橫列雙旋翼結構,一旦出現飛行過程中出現一側旋翼進入渦環狀態,而另一側則正常工作的情況,就會導致左右兩側的升力釋放,如果此時飛行員試圖通過加大油門、增大槳葉工作迎角的辦法來彌補因渦流而損失的那部分升力,那麼渦環運動就會加速,導致旋翼損失更多的升力,「魚鷹」就會失去平衡墜毀。
所以,「魚鷹」要求兩個旋翼旋轉角度必須嚴格同步,這不僅對飛行員的操縱技術是極大的考驗,更是對計算機飛控技術和液壓系統的極端考驗,因為一旦出現紕漏,後果就可能是墜機。
即便如此,「魚鷹」還是深受美國軍方的青睞,畢竟它比傳統直升機速度更快、航程更遠、有效載荷更大的優點實在是太香了,有問題還可以慢慢改嘛。
2005年,「魚鷹」終於開始全面量產,2007年首架MV-22B被部署到伊拉克,2009年,CV-22B開始交付空軍特種作戰司令部,事實證明,「魚鷹」在阿富汗戰場上的表現其實還是很不錯的。
這些戰場上的「魚鷹」戰鬥半徑是直升機的好幾倍,飛行速度又快,兵力投送時間短,搶救傷員也更及時,美國空軍特戰司令部司令托馬斯·特拉斯克少將曾這樣評價「魚鷹」:
「飛行員們喜歡這架飛機,飛起來很舒服,很容易就適應了。該機具有大多數直升機都不具備的的靈活性。最重要的是,它飛起來很讓人愉悅。」
在服役期間,「魚鷹」的確出了十幾起事故,但是如果從整體來看,這個故障率並不算太高,畢竟傾轉旋翼機作為新生事物,總要有摸索和走彎路的過程。
正是因為傾轉旋翼機的優良性能,美國才會繼續研製新一代的V-44、V-280傾轉旋翼機以及V-247傾轉旋翼無人機,儘管當前的困難重重,但並不妨礙這種同時擁有直升機和固定翼飛機優勢的飛行器,成為未來軍用飛機的發展方向。
V-280傾轉旋翼機
眾所周知,兔子才是最大的美粉,那自然鷹醬有什麼,兔子就要有什麼。
早在2018年珠海航展上,彩虹-10大型傾轉旋翼無人機就已經亮相,這款無人機翼展6.7米、最大起飛重量450千克(垂直起降狀態下),最大巡航時間7小時,航程可達1500公里,作戰半徑可達500公里左右,可用於查證識別目標、飛彈通信中繼、校正對岸攻擊、毀傷效能評估、前沿偵察監視。
彩虹-10採用了獨特的大展弦比,機翼外翼段與旋翼同步傾轉的結構,儘管被外界被稱為「中國魚鷹」,但從整體上看,彩虹-10的布局更像美國貝爾-V247無人機傾轉旋翼機。
由於當時展出的只是個模型,很多人並沒有太在意,結果到今年7月份,中國航發突然發布消息稱與中國航天科技彩虹公司達成採購協議,將使用自主研發的1000千瓦級AES100型先進渦軸發動機作為動力裝置,裝備到彩虹-10大型傾轉旋翼無人機上。
AES100型先進渦軸發動機
也就是說,中國也進入了研發傾轉旋翼機隊列之中,當然了,光有無人機肯定不夠,在今年9月份舉辦的第六屆天津國際直升機博覽會上,還出現了一個名為ZN-1的雙人小型傾轉旋翼機,採用的是和MV-22B類似的發動機短艙整體傾轉的設計。
比起起飛重量巨大的MV-22B,咱們的這個載人傾轉旋翼機確實比較袖珍,也比較初級,甚至可以說是簡陋。但是,我們要看到的是它身上很有可能蘊藏著我軍新一代直升機的火種,相信用不了太久,我們一定會看更大更強的「中國魚鷹」。