倾斜式旋翼机——未来理想轻型运输机的选择

倾斜式旋翼机作为一款“可垂直起飞的小型运输机”，随着MV22鱼鹰的服役而走进了中国军迷的视野。在这两年的热点事件中，无论是冲绳美军MV-22坠毁，印度尼西亚和日本采购MV22，都让这种飞机名声大噪。但很多军迷并不知道，倾斜式旋翼机不仅比垂直起飞战斗机历史悠久，而且它的历史能够追溯到世界上第一代直升机的时代。

本文可以算这一篇的姊妹篇。

那么让我们简明扼要，从倾斜旋翼机的缘起，再到它的成熟，最后到中国该领域的发展来谈谈这位“年轻的老兵”的历史吧。

部分资料来自维基百科。

雏鹰起飞——倾斜旋翼机的诞生

制造一种能垂直起飞，然后水平推进的飞机的想法存在很久。从达芬奇的直升机，再到儒勒凡尔纳的《征服者罗比尔》的“信天翁号”，这种东西一直是人类科幻作品的想法。在儒勒凡尔纳的作品里，他甚至还预言了铝、纸（其实类似于目前碳纤维复合材料）在航空器的发展。不过由于那个时候技术局限，这些东西只能存在于人的梦想之中，但人类奋斗的历史却从未终结。

随着技术发展，停留在纸面的“垂直起飞飞行器”开始初具雏形，在莱特兄弟1903年做出飞机后的两年，也就是1905年，一对有着法国血统的日内瓦兄弟Henri ，Armand Dufaux便展出了他们首个样品——一架仅有47千克的飞行器。它可以像直升机一样起飞，然后水平飞行。不过由于它不成功，二人后来转向传统的双翼机开发，并且在1910年公开表演了飞跃日内瓦湖。从此之后，这种飞机陷入了沉寂。

在1940年代，德国航空工程师针对于前线屡战屡败的困境，开始思考新的飞机设计。其中既包括了战前就流行过一段时间的飞翼布局Ho-229，又有如开创现代喷气式飞机Me262的发明，更多的就是各种测试飞机，如可变机翼测试机，以及本篇提到的垂直起飞验证机——Fa269。

Fa269设计源自于1941年，该飞机采用一台BMW 801发动机，分别伸出两个驱动轴，带动两个可以向后折叠的螺旋桨轴。在理想情况下，该飞机可以垂直起飞，然后把螺旋桨转到水平，推动飞机飞行，这个理论和目前火爆的V-280的“发动机固定+螺旋桨轴旋转”如出一辙。不过由于纳粹节节败退，飞机场也被轰炸，所以1944年研发停止，仅仅停留在地面风洞测试和木制模型阶段。因此，最终第一架实现了飞行的旋翼机的桂冠，归属到了美国人。

这架以现在眼光看起来非常原始的飞机是1947年成立的Transcendental 公司，在1947年开始研发，并在1954年首飞的1-G型旋翼机。和FA 269相同，它采用1台活塞式发动机，并采用动力轴把推力均匀推到两个螺旋桨上。但由于以当时技术配平两个螺旋桨的推力很难，也很难做差动，所以这架飞机在1955年就坠毁了。由于该公司规模小，并未取得美国政府的青睐，真正得到美军重视的，正是MV-22的祖爷爷——1955年试飞的贝尔XV-3型倾斜旋翼机。

作为当时赫赫有名的UH-1直升机的供应商，贝尔公司推出的这个机型很快就受到了美国军方的赏识。不过，由于技术困难，该飞机在1956年10月，便因为转轴在转到17°时引发的共振导致飞行员晕厥而坠毁。贝尔公司汲取了教训，更换了螺旋桨，使得该飞机实验得以继续到1966年。之后，由于越南战争大部分的工作都用于损失的直升机的补充，XV-3又不具备实际的军用价值，便在1966年停止飞行，并丢弃在一处军事基地的户外。直到1984年，贝尔公司的XV-15实验组来到了这个基地，才意识到这架飞机还没有丢失，此后修复作为博物馆展品。

从1905到1966的这50年里，倾斜旋翼机虽然从纸面成为了现实，但因为动力过于复杂，操作风险度太高，最终也未能批量服役。不过，人们在倾斜旋翼机的投资并未白费，这为他的进一步发展奠定了初步的理论基础。

鹰击长空——从XV-15到MV-22 

从FA 269到XV-3，人们的思路一直被那个该死的可旋转驱动轴所困扰。一方面，回转驱动轴对于万向节的要求极高，并且控制系统比起可变后掠翼还要苛刻；另一方面，单独的发动机设计让飞机功率受到极大限制，无法承载足够的物资。这导致军方对这种机型失去了耐心，只有NASA还在继续研究。从1966到1971，NASA会同波音，贝尔等公司对XV-3进行了大量研究，终于得出继续采用传动轴设计是不可能的。之后，在NASA的支持之下，XV-15的研发提上了日程。

XV-15的研发是NASA接手XV-3后提出的，当时研究者有西科斯基，波音和贝尔公司，NASA提供的科研预算仅有可怜的50万美金。不过，由于前期风洞设计是NASA和贝尔、波音等公司共同进行的，这使得前期研发费可以压低很多。最后，贝尔做出了革命的设计——把发动机和螺旋桨都移动到翼尖，并且整个作为可旋转的机构。这一来，就省去了复杂的万向轴和长长的驱动轴，使得飞机得以使用两台大型发动机。这一作品就是XV-15倾斜旋翼机。

XV-15倾斜旋翼机换成了2台Avco Lycoming LTC1K-4K 发动机，每台动力1156KW（1500马力），这使得该飞机的动力和后来的直10差不多，都达到了2000KW级别。因此XV-15比起它仅有3吨的父辈XV-3足足重了一倍，达到了6吨的起飞重量，可携带650公斤燃油飞行825公里。而且由于采用了可旋转螺旋桨设计，它平飞速度达到了300节（550千米每小时），平飞下失速速度100节。这使得它比起世界最快的高速武装直升机AH-56还要快50%，甚至超过了E-2预警机的机体C-2，充分展现了倾斜旋翼机的强大优势。

虽然美国因为越南战争的惨败、1972石油危机而削减了很多项目，但XV-15仍然等到了一个机遇——美国驻伊朗大使馆事件。在伊朗革命事件中，美国大使馆遭遇伊朗占领，而美国军方却无法找到一种“速度足够快，并且能够像直升机一样垂直起降”的飞机进行营救。因此在听说NASA正在继续倾斜旋翼机的计划之后，美国军方立即想起了被他们抛弃的1-G和XV-3，又去找贝尔公司开发新的倾斜旋翼机。由于XV-15计划中贝尔和波音都展现了自己的实力，这次美国军方决定两家一起招来研发更大，更具备实用性的倾斜旋翼机，这就是后来的MV-22鱼鹰倾斜旋翼机。

比起XV-15只有6吨的小身板，MV-22保持了MV-15翼尖发动机的布局，但一口气把起飞重量提升到了超过E-2D的27吨。产生如此大飞跃的原因是它换装了两台4590KW（6100马力）的涡轴发动机，其功率已经达到了E-2预警机的级别。虽然它比起现役最大的米26直升机小了一半，但其高达9吨的内部荷载（或6.8吨的吊挂，可以吊挂一整个M777榴弹炮）已经足够胜任大部分的工作，其巡航速度310节更是远胜于慢吞吞的CH-53E/K直升机。因此，MV-22以其强大的载重（仅次于CH-53E/K）和不低的速度（接近E-2D），以及折叠后机身和CH-46相当的综合性能，很快就成了海军陆战队和空军的宠儿，在两栖攻击舰上得到了广泛的运用，替换了老旧的CH-53D直升机和CH-46直升机。

除了在两栖攻击舰上接替了老旧的CH-46的班以外，海军也有意引进MV22用于航母。由于MV-22起飞重量超过了S-3和C-2/E-2，海军便看上了可以像直升机一样起飞，又可以像固定翼飞机一样高速巡航的MV-22。早在1980年美国海军就考察过当时还是V-22的鱼鹰，企图用SV-22替换航母上S-3预警机，并随后开发预警机型。虽然冷战结束后海军认为苏联潜艇威胁不复存在而放弃了SV-22飞机，但相关研究并未停止，未来随着中美竞争的加剧，E-2的老朽，以及美国海军对反潜巡逻机、大容量加油机的兴趣重新燃起，MV-22进入海军并成为多功能机型的可能性仍然很大，甚至有传言将有配置三面固定相控阵的EV-22。所以，未来这款具有较大改装空间和运用模式的倾斜旋翼机，在美国的前途仍然非常看好。倘若美国海军广泛使用MV-22和其改装的预警机、反潜机和加油机变形，配合大量F-35B飞机的储备，完全可以在战时使用MV-22配合F-35B将两栖登陆舰、大型油轮变成“短距起降飞机航母”，执行二线海域的制空巡逻、反潜巡逻的任务，解放出更重要的核动力航母用于一线。

在空军，海军和陆战队转向MV-22后，美国陆军终于坐不住了，他们邀请贝尔公司为陆军的直升机换代计划研发出了V-280 勇气式旋翼机。

陆军对倾斜旋翼机的要求相对简单，就是要开发一款能够高速飞行，隐形能力还不错的新式直升机替代者，在某些场合替换早已年近半百的UH-60黑鹰直升机。因此贝尔公司在2017年便开发出了V-280旋翼机。它一反MV-22发动机连同螺旋桨一同旋转的方式，重新改为通过万向轴连接可旋转的螺旋桨。不过，它比起XV-3早已经是今非昔比，现代技术制造的传动轴，电传飞控旋转机构和动力总成都让它变得更加稳定可靠。它使用2台久经考验的GE T64涡轴发动机（该引擎也用于CH-53E和AH-56，1959年开始生产），起飞重量和MV-22相当，空载约15吨，最大可达26吨，速度也超过500公里每小时，外部可吊挂M777 155榴弹炮，内部也可运载9吨货物。同时作为一款通用直升机，它外部也可挂载导弹和机关炮，可谓是同时兼顾了AH-56的速度、CH-53的运载能力和科曼奇的隐形能力。虽然它还未进入现役，但其前景也非常广阔。

祖国之鹰——国产倾斜旋翼机的发展

相比于美国批量服役的MV-22和闪亮登场的V-280，国产旋翼机的进展相对缓慢，除了老生常谈的国产发动机技术不足以外（中国目前制造的最大的涡轴发动机仅仅是用于直20的涡轴10发动机，功率1500-2000KW，仅有MV-22的一半），在直升机飞控，结构领域的欠缺也导致中国设计大型直升机/倾斜旋翼机存在一些难度。

2012年珠海航展上，中国展出了4旋翼的“蓝鲸”旋翼机。当然，受制于那时候中国航空工业水平，这种飞机最终留在了模型阶段。不过到了2018年，中国在权衡了有人旋翼机的风险后，中国决定仿效以攻击11验证飞翼模型的手段，以无人机验证复杂的倾斜旋翼机。这就是CH-10（彩虹10）无人旋翼机。

CH-10无人机是彩虹系列无人机的型号，它与MV-22一样都采用了发动机舱一起旋转的布局。它自重320千克，巡航速度150公里每小时，最大速度300公里每小时，可携带50千克载荷飞行7小时。虽然该尺度比起美国MV-22的27吨少了90倍之多，但是这仍然是我国倾斜旋翼机第一次现实中的出现，值得我们发扬和支持。未来随着国产直升机技术和旋翼机相关控制技术的进一步突破，国内大型倾斜旋翼机是值得我们期盼的。