上圖為中國“絕影8”無(wú)人飛行器，下圖為美國S-97新概念旋翼機。
日前，美國陸軍對外發(fā)布消息，根據聯(lián)合多功能驗證機(JMR-TD)項目的安排，他們已經(jīng)同4家公司簽定了技術(shù)開(kāi)發(fā)投資協(xié)議，用以研發(fā)新的技術(shù)驗證機，進(jìn)而尋求和確定未來(lái)軍用旋翼機的發(fā)展方向。
根據已經(jīng)簽定的投資協(xié)議，4家公司將各自研制一款技術(shù)驗證機，并完成所有的測試，從而為未來(lái)垂直運輸系統(FVL)項目積累數據，FVL的目標是取代現役數量龐大的軍用直升機群。在軍方的計劃里，未來(lái)的FVL系統無(wú)論是飛行速度，還是任務(wù)半徑以及航程，都遠遠超過(guò)現役的直升機。
實(shí)力雄厚的美國團隊
4家被選中的公司分別是AVX飛機公司、貝爾直升機公司、Karem飛機公司(2004年該公司被波音并購，之后整合進(jìn)波音防衛系統分部)以及西科斯基公司。據美國陸軍介紹“被選中的公司提交的方案，在技術(shù)指標上要滿(mǎn)足未來(lái)的需求，包括飛行速度、航程等，這些數據未來(lái)將直接應用于FVL項目�！绷硗�，未來(lái)的FVL項目將會(huì )發(fā)展成為一個(gè)包括諸多型號的飛機家族，而不是單一的飛機型號。
獲得資金支持的4家公司所提出的方案大體分為兩種，一種是傾轉旋翼機方案，兼有直升機和傳統布局飛機的優(yōu)點(diǎn)；另一種是與傳統直升機類(lèi)似的概念，采用固定旋翼系統＋推進(jìn)式螺旋槳布局。
AVX謀求后來(lái)居上
AVX公司與西科斯基公司的方案屬于后者，其中AVX公司的方案采用共軸雙旋翼＋兩個(gè)管道式風(fēng)扇布局，雙主旋翼提供垂直起飛的能力，管道式風(fēng)扇提供前進(jìn)的動(dòng)力。
2005年，幾位從貝爾直升機公司出走的技術(shù)人員組建了自己的公司，這就是AVX飛機公司。AVX公司在成立之后的短短幾年內，就亮出了幾個(gè)讓業(yè)界震驚的大動(dòng)作，包括參與OH-58D直升機升級計劃，競爭美國陸軍JMR-TD項目等。
更準確地說(shuō)，AVX提出的設計概念采用的是共軸雙旋翼＋兩個(gè)管道風(fēng)扇的無(wú)尾氣動(dòng)布局，其中管道風(fēng)扇可以提供40%的升力，而主旋翼則可以提供60%的升力。同時(shí)在前機身兩側設計了短翼，這樣可以在高速飛行時(shí)提供額外的升力。該方案的機艙采用了與大型運輸機類(lèi)似的斜坡式尾艙門(mén)，能夠滿(mǎn)足同時(shí)裝載兩個(gè)460升標準貨盤(pán)，而人員和輕型車(chē)輛等裝備也能更快速地裝卸。攻擊型還可以在機艙內安裝30毫米口徑的炮塔以及反裝甲導彈系統，這些武器雖然安裝在機艙內部，但是可以通過(guò)機艙底板上的艙門(mén)滑出進(jìn)行發(fā)射。
在機身設計上，為了減小飛行時(shí)的氣動(dòng)阻力，該機的機頭設計有輕微的上反角。同樣出于減小機身機動(dòng)阻力的考慮，兩個(gè)推進(jìn)螺旋槳采用了管道式設計，這種結構比常用的開(kāi)放式推進(jìn)螺旋槳的結構要輕，并且在飛行過(guò)程中的阻力也更小。
據AVX公司的官方數據顯示，在運載12名士兵以及4名機組乘員的情況下，該方案的起飛重量為12噸。與陸軍現役UH-60M相比，該方案的最大外掛能力達到5.9噸(UH-60M為3.8噸)，能夠吊運陸軍裝備的M777A2型155毫米榴彈炮等重火力裝備；其機艙截面尺寸達到6英尺×6英尺，幾乎相當于UH-60M的2倍，所以其內部載荷能力達到了3.6噸。
飛行過(guò)程中，該方案在不使用管道風(fēng)扇的情況下，飛行速度為320千米/時(shí)，而在使用管道風(fēng)扇的情況下最大速度可以達到430千米/時(shí)。
西科斯基：S-97進(jìn)展迅速
西科斯基的S-97型設計概念，則采用共軸雙旋翼＋后機身推進(jìn)式螺旋槳布局，該布局已經(jīng)在之前的X-2技術(shù)驗證機上完成了大量測試。目前，S-97首架原型機的機身已經(jīng)完成裝配。
西科斯基研制S-97的初衷，是希望將其發(fā)展成為一款多功能武裝偵察直升機，并能夠贏(yíng)得國防部的訂貨。但是，包括美國國防部和美國陸軍在內，都沒(méi)有對西科斯基明確表態(tài)。而這次選中該公司參與JMR-TD項目，也算為S-97找到了新的出路。
S-97的設計完全基于西科斯基公司的X-2技術(shù)驗證機，采用共軸反轉雙旋翼，尾部裝推力螺旋槳。NASA在70年代的研究中發(fā)現，通過(guò)采用剛性共軸雙旋翼布局的直升機是未來(lái)高速直升機的出路之一，因為上下兩個(gè)互相反轉的旋翼在直升機的兩側始終同時(shí)都存在前行槳葉，從而彌補了后行槳葉失速的缺陷，獲得更大的飛行速度，但是為了充分發(fā)揮前行槳葉的升力特性，必須采用剛性旋翼。而西科斯基在與NASA聯(lián)合開(kāi)展研制的過(guò)程中獲益匪淺，并將此技術(shù)一直傳承下去。西科斯基公司的資料顯示，X-2在之前試驗中已達到253海里/時(shí)(469千米/時(shí))的前飛速度，且只需要消耗最大功率的70%。在進(jìn)行一些改進(jìn)后(如加裝旋翼頭整流罩)，X-2將能夠達到280海里/時(shí)(520千米/時(shí))的前飛速度。
該構型具備更高的機動(dòng)性，與常規構型直升機相比，其加速/減速性能更高。在懸停性能方面，該構型比機械結構和氣動(dòng)特性更加復雜的V-22相比更好。
S-97的極限速度限定為220海里/時(shí)(407千米/時(shí))，這個(gè)指標明顯達不到陸軍JMR-TD項目的要求，但是在西科斯基看來(lái)提升其速度并不是難事，X-2已經(jīng)打下了雄厚的基礎。西科斯基公司計劃于2013年開(kāi)始首架S-97的建造，并希望能夠在2014年完成首飛。
貝爾：用V-280重寫(xiě)V-22輝煌
貝爾公司的V-280傾轉旋翼方案，與目前已經(jīng)在美國空軍和美國海軍陸戰隊服役的V-22屬于同一類(lèi)型，只是機身外形更大，裝備的發(fā)動(dòng)機功率也更大，傾轉旋翼技術(shù)更為成熟。一個(gè)月前，貝爾公司宣布與洛克希德馬丁公司結成合作伙伴，共同致力于V-280項目的研制。
貝爾直升機公司參與V-280項目的技術(shù)高管表示，V-280能夠很好地滿(mǎn)足美國陸軍對于高速飛行能力的需求，其巡航速度可以達到519千米/時(shí)。而美國陸軍在其JMR-TD項目中，對參與競爭的機型提出的巡航速度要求則為425千米/時(shí)，在FVL項目中對巡航速度的要求也是如此。
作為第三代傾轉旋翼機的技術(shù)探索者，V-280上的許多技術(shù)盡管都是基于貝爾/波音聯(lián)合研制的V-22傾轉旋翼機，但是都進(jìn)行了大幅的升級和改進(jìn)。V-280在低速靈活性、高速大過(guò)載機動(dòng)性能、燃油效率等各方面都大大優(yōu)于V-22，并且能飛更遠的航程。當然，這些都需要經(jīng)過(guò)實(shí)際驗證。此外，貝爾直升機公司希望通過(guò)為V-280研制一套全新的三余度電傳飛控系統，以保證其擁有出色的操縱性能。
V-280傾轉旋翼機在35 的高溫環(huán)境下，無(wú)地效懸停高度可達1830米，在保持519千米/時(shí)巡航速度條件下作戰航程可以達到930~1480千米；其無(wú)空中加油情況下最大航程可以達到3890千米，具備出色的全球自部署能力。
Karem：TR36TD以快取勝
Karem公司提出的傾轉旋翼機方案，最大的亮點(diǎn)在于其采用的轉速優(yōu)化旋翼技術(shù)，即根據起飛重量、飛行高度和飛行速度的不同，對旋翼的轉速進(jìn)行調整優(yōu)化，從而提高飛機在整個(gè)包線(xiàn)內的飛行性能。目前，這項轉速優(yōu)化旋翼技術(shù)已經(jīng)在波音的A160“蜂鳥(niǎo)”無(wú)人機上完成了總計18個(gè)小時(shí)的飛行測試。
不出意外的話(huà)，Karem公司的方案將在其之前已經(jīng)公布的TR36TD基礎上發(fā)展而來(lái)，該方案采用傾轉旋翼設計，并采用了上述提到的轉速優(yōu)化旋翼技術(shù)，最大速度可以達到670千米/時(shí)。TR36TD應該是4家公司方案中速度最快的一種。
盡管4家公司方案進(jìn)展有快有慢，但是根據美國陸軍要求，所有的方案都要在2017年開(kāi)始飛行測試。
崛起的中國勢力
對于下一代高速垂直起降飛行器，中國一直都沒(méi)有停止過(guò)探索和追趕的腳步。在今年的天津直升機博覽會(huì )上，中航工業(yè)就展出了兩種新的未來(lái)高速垂直起降飛行器概念，即“絕影”和“藍鯨”，兩者分別采用了已經(jīng)被普遍接受的氣動(dòng)布局。
“絕影”8高速直升機概念采用了與西科斯基X-2驗證機類(lèi)似的共軸雙旋翼+螺旋槳布局，只不過(guò)螺旋槳改為了前置雙排對轉拉進(jìn)式。
直升機在飛行時(shí)，兩副旋翼共軸反轉相互平衡反扭矩，同時(shí)提供飛行器垂直起降、懸停及前飛時(shí)所需的升力；雙排對轉拉力槳提供前飛所需的拉力，穩定性更好，大速度前飛時(shí)，螺旋槳工作，以提供高速前飛時(shí)所需的拉力，而經(jīng)過(guò)特殊設計的槳葉能夠很好地解決后行槳葉失速問(wèn)題，從而實(shí)現直升機的高速飛行。
在機身外形上，“絕影”采用了兩頭尖中間大的類(lèi)似梭型的設計，這種設計既能減小機身的氣動(dòng)阻力，還能有效降低機身的雷達反射截面。此外，該機還采用了可收放式起落架，同樣有利于降低機身阻力，從而對提升速度有所幫助。據業(yè)內專(zhuān)家表示，采用該布局的“絕影”直升機概念，未來(lái)的最大速度有可能超越500千米/時(shí)。
而按照國外的發(fā)展思路，在概念出來(lái)之后，會(huì )先制造技術(shù)驗證機，用以對飛機的外形、氣動(dòng)性能以及各主要子系統進(jìn)行可行性和可靠性測試，然后才會(huì )在驗證機的基礎上制造原型機�！敖^影”則可以走一條有自身特色的發(fā)展之路，現在概念的基礎上制造大型的無(wú)人機驗證機，用以對各項技術(shù)和子系統進(jìn)行測試，然后再發(fā)展出原型機。
(原標題：中美高速直升機大比拼：中國2款新機驚艷亮相)
