上圖為中國“絕影8”無人飛行器，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(jù)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)開發(fā)投資協(xié)議，用以研發(fā)新的技術(shù)驗證機，進而尋求和確定未來軍用旋翼機的發(fā)展方向。
根據(jù)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，從而為未來垂直運輸系統(tǒng)(FVL)項目積累數(shù)據(jù)，F(xiàn)VL的目標是取代現(xiàn)役數(shù)量龐大的軍用直升機群。在軍方的計劃里，未來的FVL系統(tǒng)無論是飛行速度，還是任務半徑以及航程，都遠遠超過現(xiàn)役的直升機。
實力雄厚的美國團隊
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，之后整合進波音防衛(wèi)系統(tǒng)分部)以及西科斯基公司。據(jù)美國陸軍介紹“被選中的公司提交的方案，在技術(shù)指標上要滿足未來的需求，包括飛行速度、航程等，這些數(shù)據(jù)未來將直接應用于FVL項目�！绷硗�，未來的FVL項目將會發(fā)展成為一個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(zhuǎn)旋翼機方案，兼有直升機和傳統(tǒng)布局飛機的優(yōu)點；另一種是與傳統(tǒng)直升機類似的概念，采用固定旋翼系統(tǒng)＋推進式螺旋槳布局。
AVX謀求后來居上
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＋兩個管道式風扇布局，雙主旋翼提供垂直起飛的能力，管道式風扇提供前進的動力。
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(nèi)，就亮出了幾個讓業(yè)界震驚的大動作，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，AVX提出的設計概念采用的是共軸雙旋翼＋兩個管道風扇的無尾氣動布局，其中管道風扇可以提供40%的升力，而主旋翼則可以提供60%的升力。同時在前機身兩側(cè)設計了短翼，這樣可以在高速飛行時提供額外的升力。該方案的機艙采用了與大型運輸機類似的斜坡式尾艙門，能夠滿足同時裝載兩個460升標準貨盤，而人員和輕型車輛等裝備也能更快速地裝卸。攻擊型還可以在機艙內(nèi)安裝30毫米口徑的炮塔以及反裝甲導彈系統(tǒng)，這些武器雖然安裝在機艙內(nèi)部，但是可以通過機艙底板上的艙門滑出進行發(fā)射。
在機身設計上，為了減小飛行時的氣動阻力，該機的機頭設計有輕微的上反角。同樣出于減小機身機動阻力的考慮，兩個推進螺旋槳采用了管道式設計，這種結(jié)構(gòu)比常用的開放式推進螺旋槳的結(jié)構(gòu)要輕，并且在飛行過程中的阻力也更小。
據(jù)AVX公司的官方數(shù)據(jù)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(xiàn)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(nèi)部載荷能力達到了3.6噸。
飛行過程中，該方案在不使用管道風扇的情況下，飛行速度為320千米/時，而在使用管道風扇的情況下最大速度可以達到430千米/時。
西科斯基：S-97進展迅速
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，并能夠贏得國防部的訂貨。但是，包括美國國防部和美國陸軍在內(nèi)，都沒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(zhuǎn)雙旋翼，尾部裝推力螺旋槳。NASA在70年代的研究中發(fā)現(xiàn)，通過采用剛性共軸雙旋翼布局的直升機是未來高速直升機的出路之一，因為上下兩個互相反轉(zhuǎn)的旋翼在直升機的兩側(cè)始終同時都存在前行槳葉，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)合開展研制的過程中獲益匪淺，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(469千米/時)的前飛速度，且只需要消耗最大功率的70%。在進行一些改進后(如加裝旋翼頭整流罩)，X-2將能夠達到280海里/時(520千米/時)的前飛速度。
該構(gòu)型具備更高的機動性，與常規(guī)構(gòu)型直升機相比，其加速/減速性能更高。在懸停性能方面，該構(gòu)型比機械結(jié)構(gòu)和氣動特性更加復雜的V-22相比更好。
S-97的極限速度限定為220海里/時(407千米/時)，這個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V-22輝煌
貝爾公司的V-280傾轉(zhuǎn)旋翼方案，與目前已經(jīng)在美國空軍和美國海軍陸戰(zhàn)隊服役的V-22屬于同一類型，只是機身外形更大，裝備的發(fā)動機功率也更大，傾轉(zhuǎn)旋翼技術(shù)更為成熟。一個月前，貝爾公司宣布與洛克希德馬丁公司結(jié)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。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，在FVL項目中對巡航速度的要求也是如此。
作為第三代傾轉(zhuǎn)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(zhuǎn)旋翼機，但是都進行了大幅的升級和改進。V-280在低速靈活性、高速大過載機動性能、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)過實際驗證。此外，貝爾直升機公司希望通過為V-280研制一套全新的三余度電傳飛控系統(tǒng)，以保證其擁有出色的操縱性能。
V-280傾轉(zhuǎn)旋翼機在35 的高溫環(huán)境下，無地效懸停高度可達1830米，在保持519千米/時巡航速度條件下作戰(zhàn)航程可以達到930~1480千米；其無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(zhuǎn)旋翼機方案，最大的亮點在于其采用的轉(zhuǎn)速優(yōu)化旋翼技術(shù)，即根據(jù)起飛重量、飛行高度和飛行速度的不同，對旋翼的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整優(yōu)化，從而提高飛機在整個包線內(nèi)的飛行性能。目前，這項轉(zhuǎn)速優(yōu)化旋翼技術(shù)已經(jīng)在波音的A160“蜂鳥”無人機上完成了總計18個小時的飛行測試。
不出意外的話，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，該方案采用傾轉(zhuǎn)旋翼設計，并采用了上述提到的轉(zhuǎn)速優(yōu)化旋翼技術(shù)，最大速度可以達到670千米/時。TR36TD應該是4家公司方案中速度最快的一種。
盡管4家公司方案進展有快有慢，但是根據(jù)美國陸軍要求，所有的方案都要在2017年開始飛行測試。
崛起的中國勢力
對于下一代高速垂直起降飛行器，中國一直都沒有停止過探索和追趕的腳步。在今年的天津直升機博覽會上，中航工業(yè)就展出了兩種新的未來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驗證機類似的共軸雙旋翼+螺旋槳布局，只不過螺旋槳改為了前置雙排對轉(zhuǎn)拉進式。
直升機在飛行時，兩副旋翼共軸反轉(zhuǎn)相互平衡反扭矩，同時提供飛行器垂直起降、懸停及前飛時所需的升力；雙排對轉(zhuǎn)拉力槳提供前飛所需的拉力，穩(wěn)定性更好，大速度前飛時，螺旋槳工作，以提供高速前飛時所需的拉力，而經(jīng)過特殊設計的槳葉能夠很好地解決后行槳葉失速問題，從而實現(xiàn)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似梭型的設計，這種設計既能減小機身的氣動阻力，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(jù)業(yè)內(nèi)專家表示，采用該布局的“絕影”直升機概念，未來的最大速度有可能超越500千米/時。
而按照國外的發(fā)展思路，在概念出來之后，會先制造技術(shù)驗證機，用以對飛機的外形、氣動性能以及各主要子系統(tǒng)進行可行性和可靠性測試，然后才會在驗證機的基礎上制造原型機。“絕影”則可以走一條有自身特色的發(fā)展之路，現(xiàn)在概念的基礎上制造大型的無人機驗證機，用以對各項技術(shù)和子系統(tǒng)進行測試，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)
