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美军新型倾转旋翼机首飞 中国技术积累太弱无法仿制

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美国的V280倾转旋翼机成功实现了首飞,这意味着它在迈向成功的道路上,又跨出了关键性的一步。

飞机和直升机,都是依靠气流高速经过机翼,形成上下表面的压力差,从而获得升力以克服重力上天的。而飞机的机翼是固定的(变后掠翼飞机并无本质不同),因此它要整个机体都加速起来,才能获得足够的升力。

C130火箭助推,缩小起飞距离

因此绝大多数飞机,都需要很长的跑道来完成加速起飞和减速降落;而垂直起降飞机,就得安装升力发动机或者升力风扇等装置。

直升机则采取了完全不同的思路,它通过自行高速旋转机翼来获取升力;然后通过整个桨盘的倾斜,分出一部分升力来驱使机体获得前进的动力。这种原理使得直升机不仅能垂直起降,还能完成侧向平移甚至倒退这样的动作。

直升机的机翼在头顶上

直升机前进的原理

而代价则是,直升机的绝大部分动力,都消耗在了旋翼的自我高速旋转上——并且形成了很大的阻力;真正推动直升机前进的,只是其中非常小一部分。由于动力效率异常的低下,相比于螺旋桨动力的固定翼飞机,直升机载重量非常小,而且飞不快、飞不远。

虽然实际上螺旋桨和旋翼的差异颇大,但在很多人看起来;飞机的螺旋桨和直升机的旋翼其实并差不多嘛,不就是方向不一样么?把飞机的螺旋桨设计成方向可变的,起降时候朝天,飞行时候朝前,不就能兼得两者优点了么?

在付出结构复杂、技术困难、成本高昂等代价以后;倾转旋翼机通过旋翼状态的变化,确实实现了能够以直升机的原理起降、以螺旋桨固定翼飞机的原理飞行;从而一举获得了前者的垂直起降能力,后者的飞行速度和航程能力。

比如V280和它要取代的黑鹰直升机相比,其最大速度从361公里/小时(UH-60A/L/Q型数据)提升到520公里/小时,巡航速度则至少高出50%以上;其航程更是从592公里,提升到了惊人的3900公里。

这使得V280在快速、远距离投放兵力和装备的能力上,相比于黑鹰有了突破性的、不可相提并论的革命性突破。

V280并不是美国首种服役的倾转旋翼机,更早的V22原本计划用作美国各军种的通用装备。但是由于V22为了上舰,牺牲了太多性能——包括操纵性和安全性,而成本又非常高昂;因此陆军最后变卦,拒绝装备V22。

V97高速直升机

和V22相比,V280不必采用折叠机构,旋翼和机翼的长度可以做的更大;这都大大减小了V280的研制成本、技术风险,以及使用中的操纵限制。特别是在竞争对手S97在坠机事故以后,V280的进度和技术风险劣势被大大抹销,其赢得竞争的几率急剧上升。

如果V280成功赢得竞争服役,美国陆军在快速运输人员、吊运和空投轻型车辆、火炮时,将在速度和距离上获得极其巨大的提升;捕捉战机、快速远程调动兵力的能力都是过往所难以想象的。虽然不能说是革命性的变革,但至少将会是突破性的跨代能力提升。

中国现在也在探索新一代垂直飞行器的发展方向。和美国不同的是,中国在倾转旋翼机上的积累太弱,可能会先发展和装备技术上与传统设计继承性更高、跨度更小的高速直升机。

但从长远来看,高速直升机不仅速度提升有限,而且不能从原理上克服诸多根本缺陷——特别是航程,但造价却相当昂贵;投入和性能收益相比,并不是特别划算。最终的方向,还是要转到倾转旋翼机的路子上来。(作者署名:候知健)

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