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速度高于一切——专为美国陆军打造的挑衅者复合式直升机

军事

2019-03-13 23:11

“未来的直升机是什么样的?”

不少读者私信我交流的时候都会谈到这个问题,我们在探讨的过程中给出了很多考虑,比如说:

  • 更安静,谁也不希望听到头顶上的飞行器发出类似拖拉机但更吵的噪音;
  • 飞控系统更强,相比于固定翼飞机,直升机的操纵难度要上一个档次,一个简单方便的“民航客机”式操纵还是相当有吸引力的;
  • … …

然而,无数种的可能在美国陆军严重都比不上一点——“高速”。美国陆军甚至曾表示过即便牺牲直升机的部分性能(有效载荷、燃油效率等),也必须要未来的直升机飞行器具备高速飞行能力,这个“高速”的标准是——至少超过400千米/时。更高的速度意味着更快的响应效率、更快的突袭、更快地撤离、更快地搜索、更快地拯救伤员的性命,所有这一切都是建立在“高速”的基础上的,没有高速,都是妄谈。因此,自美国陆军提出联合多任务计划(Joint Multi-Role;JMR)开始,高速就成了美国陆军下一代直升机的必备条件,而西科斯基-波音联合打造的SB1就是在这种背景下诞生的“未来型”复合式直升机

图——2011美国陆军展示的JMR项目发展计划


去年11月份,来自西科斯基和波音的联合团队公开了SB1挑衅者(Defiant)直升机的原型机。该型复合式直升机的首次公开亮相对于这两家公司而言算是一次重大突破,尽管该机的首飞计划显然又得延期了。

图——机场上的SB1可以看出,该机还没有加装桨毂整流罩,涂装也很简单

在2018年的11月26日,洛克希德马丁公司(西科斯基如今已经是洛马的一部分了)发布了一组挑衅者复合式直升机的图片,宣告了该机原型机的正式亮相。SB1最早是美国陆军的“联合多任务技术验证项目”的产物,其主要竞争者是贝尔的V-280 勇气倾转旋翼机,我之前在写关于V-280的文章的时候,多有谈到两者之间日趋激烈的竞争关系,感兴趣的读者可以翻阅。如今,JMR已经转变为“未来垂直升力计划”(Future Vertical Lift;FVL),而SB1对应的就是FVL计划中的“中型垂直升力”部分,该部分计划的最终目的是寻求能够代替美国陆军大名鼎鼎的两型现役直升机——UH-60黑鹰运输直升机(Black Hawk Transport Helicopter)和AH-64阿帕奇武装直升机(Apache Gunship)。

# 设计特点

挑衅者是一型非常先进的复合式直升机,它的总体布局特点为:刚性共轴双旋翼复合尾部推进螺旋桨。通过这种复合式布局,挑衅者能够实现超越常规直升机的飞行速度和机动性,在西科斯基的预测中,该机的最大前飞速度能够比当前的黑鹰高出约177千米/时。西科斯基-波音团队同时还称,相比于常规直升机,SB1的悬停稳定性大幅增加,而其产生的噪音则大幅降低。

就设计方面而言,这一新型复合式直升机大量借鉴了西科斯基X2和S-97掠夺者复合式直升机的设计特点。其中,X2是西科斯基的一型技术验证机,该机于2008年曝光,其主要验证的就是前行桨叶概念旋翼技术(Advancing Blade Concept Rotor),当然还有其他一系列最后应用在SB1上的先进技术,比如主动振动控制,该技术能够显著降低这类复合式直升机飞行中产生的巨大噪音。

图——主动振动控制技术是当前旋翼飞行器领域的研究热点之一

西科斯基对S-97也给予了厚望,他们希望2015年就已经完成首飞的S-97掠夺者能够在“未来垂直升力计划”的“轻型升力”竞标中占据一席之地,据称,“轻型升力计划”中美国陆军关注的重点是获得一型武装侦察直升机用以替代已经退役的OH-58D基奥瓦勇士。

波音目前也正在复合式直升机领域深耕,昨天我在文中就介绍了波音正在打造的复合式阿帕奇,而且波音在先进材料和制造加工工艺方面有着丰富的技术和经验积累,想必能将不少有意思的东西带进SB1的研制中。波音和西科斯基也不是第一次合作了,早在上世纪末,两架伟大的公司就合作研制了一型伟大的旋翼飞行器——也就是声名赫赫的RAH-66A科曼奇(Comanche)隐身直升机,遗憾的是该项目由于种种原因在本世纪初被取消了。就从SB1这名字就能看出,西科斯基+波音的组合是绝对的1+12。

图——SB1的研制计划时间线

# 导致延期的“小小”问题

西科斯基和波音希望是能够在本年首季度实现挑衅者原型机首飞计划,但是目前来看,这一计划还是很有难度的。去年他们曾计划是让挑衅者在年底试飞,但是在进行动力传动系统试验的时候,他们发现了“某个不可告知”的问题,试飞计划就此搁置。

波音当时表示这只是个非常微小的问题,“仅仅是”试验仪表得到的数据和期望的不同,说不准是飞行器出了问题还是测试仪表出了问题,他们必须要进行认真的排查,来确保挑衅者在上天的时候不会出现任何差错。总之,挑衅者的原型机已经完成了,现在他们要做的只是调试和修补工作,绝不会需要对某个部件进行重新设计。

当然,这仍不时挑衅者的第一次计划延期,雄心勃勃的西科斯基和波音早前曾夸下海口要让挑衅者在2017年底试飞。当时,美国陆军迫切希望SB1和贝尔的V-280同时展开试飞工作以进行对比,但是研发进度一度超越V-280的挑衅者在这节骨眼上出现了问题,结果无法顺利执行试飞计划,V-280反倒是在2017年的12月完成了反超,实现了首飞。

图——贝尔的V-280项目进度最初是落后于SB1的,但却在2017年末完成了首飞,从某种意义上来说 已经在很大程度上超越了SB1

那时候,西科斯基还曾表示挑衅者所用的霍尼韦尔T55涡轴发动机(类似于CH-47支奴干所用的发动机)性能太差,致使挑衅者无法发挥全部的优势。美国陆军也正为现役的UH-60黑影和AH-64阿帕奇谋求更新更强的通用发动机,这项发动机升级计划与“联合多任务计划”和“未来垂直升力计划”是同步进行的,美国陆军同样希望该型发动机能够用于“未来”的旋翼飞行器上。

毋庸置疑的是,美国陆军已经非常迫切看到联合多任务计划的成过在未来垂直升力计划中“大显神威”。陆军发言人不止一次表示现役黑影和阿帕奇并非他们所构想的未来飞行器,尤其是在飞行速度方面。在他们看来,“预设”的竞争对手已经在大力发展“未来直升机”技术,因此他们必须要跟上时代的脚步,当然,他们也必须慎重,至少不能重复在“科曼奇隐身直升机项目”中曾经犯过的错误。

V-280已经开始飞行测试了,西科斯基和波音的挑衅者也接近首飞了,在今年年内,我们将非常有希望看到两者直接的飞行测试对比,这必将是美国陆军跨向“未来旋翼飞行器”的重要一步。