美國V-22傾轉旋翼機
根據日本有關新聞報道；美國第一批MV-22“魚鷹”傾轉旋翼機將會在本月底布署在山口縣巖國基地，第二批將會布署在沖繩縣普天間基地。
V-22“魚鷹”傾轉旋翼機具備速度快、載重能力強、應急反應能力高、對于機場要求低的優點，是美國海軍未來垂直登陸作戰的主力，因此在釣魚島問題日益升溫的今天，美國在沖繩布署該機值得我們關注和警惕。
我們知道直升機利用旋翼產生的升力實現垂直起降，這樣就避免了固定翼飛機對跑道的依賴，但是旋翼從根本上限制了前飛速度。旋翼尺寸和槳葉數的限制不談，飛機的前飛速度不可能超過旋翼翼尖的線速度，在極限情況下，假定飛機的前飛速度和翼尖速度都為音速的一半，前行方向上，翼尖速度在 3 點鐘方向已經達到音速，而后行方向上，翼尖在 9 點鐘方向的速度就為零，要發生失速。實際上，翼尖失速速度要高于零速度，所以飛行速度比理論上的極限情況要低。另外，由于半徑的關系，旋翼前傾時，旋翼翼尖附近是產生推力的部分，中間部分的線速度低，實際上不產生推力，是在迎風氣流的作用下像風車一樣地自旋，靠近圓心的部分的線速度低于失速速度，已經處在失速區了。由于前飛時旋翼前傾，阻力在旋翼上形成一個向下的分量，造成速度越大，“降力”越大的尷尬局面，必須用增加的升力來補償，白白浪費發動機功率。據計算，直升機的理論速度不能超過 420 公里/小時。現代直升機對旋翼翼尖進行加大后掠角的修形，使直升機速度有了不小的提高，但還是沒有突破這個理論限制。
旋翼提高直升機的升力，但是也限制它的速度
為了解決直升機這個先天限制，許多國家進行了所謂復合式直升機的研究，首先是為直升機增加機翼，這樣在飛行的時候，機翼可以產生一部分升力，從而降低旋翼的負擔，我們比較熟悉的米-6采用的就是這種方法，但是它并沒有從根本上解決問題，所以有的國家為直升機增加一個發動機，這樣飛機水平飛行的時候，發動機全部由推進發動機提高，旋翼只提供垂直起飛時的升力，水平飛行的時候保持自轉即可，復合式直機雖然可以將直升機速度提高到500公里左右，但是飛機有兩套發動機及傳動、操縱系統，結構比較復雜、重量也比較大，飛機的經濟性能不好，另外由于旋翼的存在，其產生的阻力和反流區仍舊阻止了飛機速度的進一步提高，因此復合直升機目前仍舊停留在試驗階段，距離實用還有一定的距離。
復合直升機存在著種種限制，距離實用還有一段路要走
在這種情況下，傾轉旋翼機就出現了，它最大的特點就是具備直升機和固定翼飛機兩種飛行狀態，但是發動機只有一種，通過發動機姿態的變化，來實現飛機不同飛行狀態之間的轉換，這樣飛機即可以象直升機那樣垂直起落，又可以象飛機那樣飛行，速度和航程都得到提高，20世紀60年代美國貝爾公司天XV-3研究機上對傾轉旋翼機的基礎理論和研究進行了探索和研究，在此基礎上又研制了XV-15試驗機，突破了一系列的關鍵技術，證明了傾轉旋翼機可以象直升機那樣垂直起降，也可以具備普通運輸機那樣的速度和航程。初步確定這種技術的可行性、 飛行包線范圍及應用潛力。
XV-15是V-22的基礎
XV-15表明傾轉旋翼機是可行的
1982年美國國防部提出“多軍種先進垂直起落飛機計劃(JVX)“，貝爾公司提出的傾轉旋翼機方案中標，這就 V-22”魚鷹“，該機1983年開始研制，1988年首架原型機出廠，1989年試飛，并進行了兩種飛行狀態之間的轉換，1990年進行了首次著艦試驗，1997年V-22進入低速生產，2001年美國海軍陸戰隊開始接收V-22直升機，但是由于種種原因，一直到2005年V-22才進入全速生產階段，2007年V-22獲得初始作戰能力，開始替代美國海軍陸戰隊的CH-46直升機，同年該機被派往伊拉克和阿富汗，執行作戰任務，同時還在中洲一些國家執行人道主義援助等任務，在這些任務中，V-22都顯現出自己比直升機更強的速度和航程，具備更好的戰術技術性能，目前美國海軍陸戰隊擁有97架V-22，編成11個作戰中隊和1個訓練中隊。美國空軍裝備有13架，配備3個中隊，V-22計劃共耗費27億美元，而每架飛機的單價超過6000萬美元。
機翼與螺旋槳折疊的V-22
V-22的機長為19米左右，翼展15米，最大垂直起飛重量為23噸，最大短距起飛重量為27噸，其中空重15噸，最大內部載重為9噸，最大外部吊掛能力為7噸，最大MV-22可以達到4噸，而CV-22則超過6噸，如果使用內部副油箱，最大載油可以超過10噸，最大航程超過3500公里，作戰半徑；用于兩棲突擊的時候可以達到950公里，帶4噸載荷，短距起飛的時候可以達到1400公里，座艙最多可以裝載24名全副武裝的士兵，或者12副擔架，飛機的發動機為兩部艾利遜T406渦軸發動機，起飛功率為4500KW，旋翼為復合材料制成的三片槳葉，一條貫穿機翼的橫軸將兩部發動機連接起來，以保證旋翼兩個旋翼同轉速，如果一臺發動機出現故障，另外一臺發動機還可以通過這條軸帶到兩個旋翼旋轉。
V-22的飛行控制系統比較復雜
V-22采用了三余度電傳操縱系統，具備自動駕駛、全自動飛行和編隊飛行模式，飛行員可以用一套操縱系統來控制兩種不同的飛行方式，在運渡飛行中，飛機的構型變化、氣動翼面、旋翼槳距的變化都是由飛行操縱系統自動進行的，飛行員可以依靠這一套系統控制飛機不同的飛行狀態，飛機的航空電子系統是基于1553B數據總線的聯合式航空電子系統，系統以AYK-14任務計算機為核心，將戰術空中導航系統、慣性導航系統、任務計算機、衛星導航定位系統、雷達高度表以及通信系統等有機相連，形成一個統一的數據處理系統，實現數據的綜合處理和顯示，機頭還裝有地形跟蹤雷達，具備地形跟蹤和回避能力，提高了飛機的突防能力，考慮到飛機需要在對方區域作戰，所以還配備有較為完善的電子戰系統，包括箔條/照明彈投放架、雷達告警系統和主動雷達干擾機，另外用于特種作戰的CV-22還配備有前視紅外探測系統和激光測距儀等。飛機座艙實現了玻璃化，儀表板安裝有6個多功能顯示器，用于飛行數據和戰術信息的顯示。
V-22采用了玻璃化座艙
V-22雖然性能優良，但是它的缺點也十分明顯，首先V-22獨特的飛行方式造成它的氣動布局與普通直升機和直升機都不同，如它的旋翼槳葉采用很大的負扭轉，并且沿展向翼型布置與弦長變化大，另外旋翼尺寸比同級的直升機要小，這樣，為了產生同樣的升力，旋翼的下洗氣流要比一般的直升機強的多。這樣對于飛機的起降是非常不利的。另外由于螺旋槳(旋翼)位于機翼的翼尖上方，螺槳旋翼系統產生的下沖氣流，有相當一部分會打在主翼的上表面。而為了保證發動機在轉動和固定于某一位置時，機翼有足夠的剛度和強度，它的主翼翼尖必須設計得很寬，從而增大了阻擋滑流向下運動的面積。在需要螺槳旋翼產生較大動力升力的時候，V-22的布局設計不但要損失正升力，而且根據作用力與反作用力原理，還得付出一定的負升力的代價，這是很不合算的。其垂直起飛時的效率，又要比普通的直升機降低許多。同時發動機短艙在不同飛行狀態下其支持剛度是在變化的，另外傾轉旋翼機的空氣動力學特性、動力學特性及飛行動力學特性與常規直升機和普通運輸機有較大的差異，特別是旋翼傾轉過程中的動態氣動特性、飛行動力學及飛行控制等問題都是以前沒有遇到過的，這些對于飛行控制律的摸索、飛行控制硬/軟件的研制帶來的較大的困難，所以美國人即使有雄厚的航空技術實力做為后盾，研制V-22的時候仍然頗不順利，還有一個問題就是傾轉旋翼機的飛行時候需要機翼提高升力，因此翼展較大，相應的兩側發動機距離較遠萬一兩側因為任何原因而有所不平衡，兩側的升力差別被翼展大大地放大，很難恢復安全的飛行狀態。理論上，任一發動機可以通過兩根半軸同時驅動兩側旋翼，但一旦有一臺發動機故障，V-22 可能立即失穩，根本不給系統以連接轉換的時間。另外，如果驅動旋翼的齒輪箱受損，即使橫軸連起來了也不頂用。因此美國人給V-22的評價是；技術先進、性能好，但是系統過于復雜、操縱維護都比較困難，造價也比較昂貴，所以盡管傾斜旋翼機已經表現出來的較好的戰術技術指標，但是除了美國以外，別無分店，另外由于其經濟性不好，民用領域的運用也受到限制，貝爾公司和阿古斯塔公司曾經聯合推出的BA609型9座傾轉旋翼機，并且于2005年試飛，但是并沒有引起太大的反應。
V-22的優點和缺點一樣鮮明
從美國即將布置V-22的普天間基地來看，它距離我國的釣魚島不到500公里，而V-22以普通運輸機狀態飛行的時候，巡航速度也在500公里/小時左右，因此從普天間基地起飛的V-22大約只需要一個小時就可以飛抵釣魚島，反應速度非常快，另外以每架可載24名全副武裝士兵，每個人以100公斤計算，那么這個時候載重在2700公斤以下，這個時候，V-22可以有1300公里以上的航程，足夠從釣魚島飛個來回，這樣以美國在普天間基地布署24架飛機，以70%的完好率，那么至少一次可以出動15架飛機，一次最多可以釣魚島投送一個步兵營的兵力，這個數字已經相當可觀了，如果向前抵近布署，如從石恒島機場起飛，或者以日本22DDH等直升機驅逐艦作為基地，V-22的較強的吊掛能力，還可以將戰術車輛、輕型火炮及防空導彈發射車等吊運上島，增加島上守軍的防御能力，另外V-22還可以利用自己的較大的載重，對島上的守軍進行空運補給，從普天間到釣魚島的距離來看，V-22一個航次可以內裝大約6噸左右的載重，采用短距起飛的方式，這對于缺乏碼頭、機場的釣魚島來說是十分寶貴的。正是因為V-22這些優點，日本也打算引進V-22飛機。
V-22的運輸能力遠強于直升機
近期日本通過一系列動作，進行所謂“加強”“ 釣魚島控制”，除了日本自身的原因外，美國對東亞采取離岸平衡戰略也是重要原因，而在沖繩布署V-22也是這個戰略的反應。因此對于我國來說，提高海洋方向斗爭能力是今后軍事斗爭建設的主要方向。
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注：
參考資料：
1、世界直升機手冊
2、直升機總體設計
3、本文配圖來源于網上，權利歸原作者所有
