【簡介:】在各種飛行器中,最奇特的是直升機。它在空中能自如地向前飛,后退飛,側(cè)著飛,甚至翻筋斗,它可以不需要機場,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,但
在各種飛行器中,最奇特的是直升機。它在空中能自如地向前飛,后退飛,側(cè)著飛,甚至翻筋斗,它可以不需要機場,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,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。這些缺點,特別是速度低,安全性差,是直升機與生俱來的,難以根本改進。因此人們夢想著能設(shè)計出新的更好的飛行器以超越直升機 。
傾轉(zhuǎn)旋翼機是一種將固定翼飛機和直升機特點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)旋翼機的發(fā)展經(jīng)歷了漫長曲折的發(fā)展過程,在過去
半個多世紀中,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,但多數(shù)以失敗而告終。只有美國貝爾直升機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。經(jīng)過漫長的探索研究之后,傾轉(zhuǎn)旋翼機終于真正地投入了實際應(yīng)用。
早在20世紀40年代末期,美國貝爾直升機公司就開始了對傾轉(zhuǎn)旋翼機技術(shù)進行研究。1951年,貝爾直升機公司在軍方的支持下開始研制 XV-3傾轉(zhuǎn)旋翼機。1955年8月第一架XV-3傾轉(zhuǎn)旋翼試驗機以直升機模式進行了首次垂直起降飛行試驗。通過風(fēng)洞試驗發(fā)現(xiàn),XV-3旋翼系統(tǒng)存在氣動彈性不穩(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第二架原型機在美國愛得華空軍基地試飛。同月18日,該機成功地完成了兩副旋翼傾轉(zhuǎn)90°的飛行試驗,整個傾轉(zhuǎn)過程只需10秒鐘。這標志著傾轉(zhuǎn)旋翼機技術(shù)取得了重大的進展。在飛行試驗中,該機以固定翼飛機的模式飛行的最大速度為213千米/小時。小角度俯沖速度為287千米/小時。由于XV-3沒有完全解決好氣動彈性不穩(wěn)定性的技術(shù)問題,該機的性能受到了很大的限制。1965年第二架原型機在風(fēng)洞實試中,旋翼與機身脫離,從而結(jié)束了XV-3的歷史使命。
XV-3傾轉(zhuǎn)旋翼機的飛行試驗成功,證明了傾轉(zhuǎn)旋翼機具有強大的生命力,同時也引起了美國航空航天局和軍方的高度關(guān)注,為傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。開創(chuàng)了傾轉(zhuǎn)旋翼機這一新型飛行器發(fā)展的新局面。
1972年,美國航空航天局和陸軍開展了一項全新的、以渦輪軸發(fā)動機驅(qū)動的傾轉(zhuǎn)旋翼機計劃。貝爾直升機公司于1973年獲得研制合同,并將原型機取名為XV-15。1977年5月,貝爾直升機公司生產(chǎn)的第一架原型機完成首次懸停試驗。該原型機經(jīng)過3小時的飛行后,轉(zhuǎn)入風(fēng)洞試驗,以遙控的方式試驗原型機不同飛行模式的情況和尋找動力不平衡的原因。第二架原型機于1979年4月23日進行首次懸停試驗,同年7月24日完成了旋翼的傾轉(zhuǎn)試驗。試驗中,XV-15原型機在短距起落時的最大起飛重量為6804千克,以飛機模式飛行時的水平飛行速度達到555千米/小時,最大俯沖速度達到639千米/小時。XV-15原型機還能以74千米/小時的速度后退飛行。 基于XV-15的出色表現(xiàn),美國政府于1981年年底提出了“多軍種先進垂直起落飛機”(JVX)計劃,要求在XV-15的基礎(chǔ)上研制三軍共用的傾轉(zhuǎn)旋翼機。1982年這項計劃由美國陸軍負責(zé),1983年1月后該計劃轉(zhuǎn)交給了美國海軍。
1981年,第一架XV-15原型機代表貝爾直升機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同行們留下了深刻的印象。XV-l5傾轉(zhuǎn)旋翼機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)旋翼機計劃的誕生。XV-15的 2架原型機一直進行著飛行試驗,直至1992年第一架原型機失事。第二架原型機于1994年由美國國家航空航天局返還給貝爾直升機公司,用作民用傾轉(zhuǎn)旋翼機的試驗機,并進行有關(guān)聲學(xué)的試驗。
V-22“魚鷹”飛機是由美國貝爾直升機公司和波音直升機公司共同研制的,其是按照美國空、海、陸軍及海軍陸戰(zhàn)隊4個軍種的作戰(zhàn)使用要求而設(shè)計的。1973年,貝爾直升機公司就開始了這種傾轉(zhuǎn)旋翼飛機的研究,XV-15傾轉(zhuǎn)旋翼研究機便是V一22“魚鷹”飛機的雛形。1983年美國國防部批準了貝爾直升機公司和波音直升機公司的設(shè)計方案。
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飛機將制造10架原型機:6架用于飛行試驗:4架用于地面試驗。用于飛行試驗的6架原型機,除l架已V一22飛機的基本設(shè)計布局與貝爾直升機公司1973年開始研制的XV-15(貝爾301)傾轉(zhuǎn)旋翼研究機一樣,發(fā)動機和旋翼/螺旋槳安裝在翼尖處,方向可調(diào),飛機垂直起飛到高速巡航時,可傾轉(zhuǎn)90度。V一22飛機由于在機翼翼尖處安裝可傾轉(zhuǎn)的發(fā)動機和直徑達11.57米的旋翼,可像直升機那樣垂直起飛著陸并懸停。發(fā)動機直立時,飛機垂直起飛著陸;發(fā)動機轉(zhuǎn)到水平方向時,飛機則如同固定翼的渦輪螺旋槳飛機那樣,可高速巡航飛行。
1983年4月26日,貝爾/波音直升機公司與美國海軍航空系統(tǒng)司令部簽訂了一項為期24個月的合同,對V-22進行初步設(shè)計。 1985年1月正式將這種旋翼機命名為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公司簽訂了合同。這個合同是 V-22旋翼機為期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,以及用于靜力試驗、地面試驗和疲勞試驗的機體。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狀態(tài)向定翼機狀態(tài)過渡的飛行轉(zhuǎn)換。1990年4月美國政府開始對“魚鷹”進行試驗,其中包括三軍試飛員15個小時的飛行試驗。1990年12月4~7日,在美海軍“大黃蜂”號航空母艦上進行了海上試飛,其中包括3號機的起飛和著艦試飛,以及4號機的設(shè)備和功能試飛。到1990年底已完成起飛著陸轉(zhuǎn)換試飛、機翼失速試飛、單發(fā)試飛以及飛行速度高達647千米/小時的試飛。同年獲得美國國家航空協(xié)會頒發(fā)的“航空重大進步獎”。1992年7月在V-22總計飛行643個起落763小時后,由于4號機在試飛中發(fā)動機艙起火后墜毀而造成臨時停飛。1993 年,2號和3號機又重新試飛,并且改進了防火墻、發(fā)動機艙、放泄口及驅(qū)動軸的防熱層。 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)隊試用。
2000年美國海軍陸戰(zhàn)隊對MV-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機進行了一系列的測試。美國海軍陸戰(zhàn)隊自從1999年11月開始對海軍型MV- 22進行使用鑒定計劃以來,獨立測試小組對MV-22進行了廣泛的測試,測試地點包括艦船、機場、野外地點、受限區(qū)域以及測試站。對MV-22進行了包括部署、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加油機進行空中加油、人員和貨物的空中運輸、登陸、從艦船起飛著陸等一系列測試,用以評估MV-22的作戰(zhàn)能力。但在經(jīng)過8個多月522架次、804個飛行小時的使用鑒定試驗之后,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)該機的可靠性、維護性、可用性和互用性仍然存在不少問題。測試結(jié)果表明MV-22傾轉(zhuǎn)翼機暫時不符合使用要求。
據(jù)測試報告稱,MV-22達到了重大故障時間間隔的要求,但是該機只滿足平均故障間隔時間(MTBF)要求的一半。為了實現(xiàn)MTBF的要求,海軍陸戰(zhàn)隊已發(fā)現(xiàn)該機有149處需要修改,并隨后進行了改進。經(jīng)過測試表明,MV-22能滿足甚至超過其他重要的性能指標,其中巡航速度達到了 478千米/小時,比要求的高33千米/小時;海上部隊運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,該機可在8小時內(nèi)實現(xiàn) 3890千米外的部署,比要求的12小時大大縮短。 2000年,在美國傾轉(zhuǎn)旋翼機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計劃。造成這兩起災(zāi)難的原因有液壓系統(tǒng)故障、機電問題和飛行控制軟件缺陷。在海軍、海軍陸戰(zhàn)隊、國防部和工業(yè)部門協(xié)商擬訂一項計劃、并通過改進一系列硬件和軟件以及提高MV-22安全性和性能后,于2002年5月29日恢復(fù)了該機的飛行試驗。在此次試飛中,MV-22完成了20次起降,并且在空中連續(xù)多次進行了從直升機模式轉(zhuǎn)換到飛機模式的飛行。在整個測試過程中,直升機沒有出現(xiàn)異常情況。與以往的機型相比,這架MV-22在液壓系統(tǒng)設(shè)計上作了很大的改動,動力系統(tǒng)上也作了相應(yīng)的調(diào)整。MV- 22經(jīng)過一系列飛行測試后,于2004年年底重新進行評估。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)隊已要求波音公司和貝爾直升機公司就增加V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機槳葉升力和推力的技術(shù)途徑進行競爭。V-22計劃官員正在評審提高槳葉15%~20%性能的可能性。計劃在2005財年進行新槳葉技術(shù)的原型機飛行驗證并做出決定,2006財年將決定是否繼續(xù)進行設(shè)計。
2005年10月,MV-22“魚鷹”項目被批準進入全速生產(chǎn)階段,將于2007年形成初始戰(zhàn)斗力。美國海軍陸戰(zhàn)隊于2000年開始,訓(xùn)練V-22的飛行員,并在2007年派出,將用于補充且最后將取代CH-46海上騎士。美國空軍在2009年開始引進V-22。自進入美國海軍陸戰(zhàn)隊和美國空軍,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。
2011年2月18日,海軍陸戰(zhàn)隊指揮官James Amos表示, 美國海軍陸戰(zhàn)隊部署到阿富汗的MV-22飛行超過10萬小時,并指出MV-22已成為最安全或接近最安全的飛機。MV-22在過去十年每飛行小時的事故發(fā)生率大約只有美國海軍陸戰(zhàn)隊飛行機隊平均事故發(fā)生率的一半。V-22已成為海軍陸戰(zhàn)隊中事故發(fā)生率最低的旋翼機。