造型科幻的美國“黑鷹”直升機后繼者露面，中國的下一代在哪里？
據(jù)美國《TheDrive》網(wǎng)站《戰(zhàn)爭地帶》專欄1月25日報道，波音和洛馬公司展示了“黑鷹”直升機的后繼者：雙旋翼高速突擊直升機。
[波音和洛馬公司合作研制的“無畏 X”（Defiant X）直升機的渲染圖]
這款直升機是為美國陸軍的“未來遠(yuǎn)程突擊飛機”FLRAA項目研制的，而FLRAA項目又是美國陸軍的“未來垂直起飛”FVL計劃的一部分。FVL計劃還包括一個“未來攻擊偵察機”FARA項目，目的是取代現(xiàn)在的AH-64武裝直升機，而FLRAA項目的目的是為了取代現(xiàn)在的UH-60“黑鷹”系列通用直升機。FLRAA項目要求未來的垂直起降飛機擁有比UH-60直升機快得多的飛行速度，以提供更高的生存力和戰(zhàn)術(shù)突擊能力。具體來說，F(xiàn)LRAA項目要求最大持續(xù)巡航速度的最低要求為250節(jié)（460公里/小時），期望達到280節(jié)（520公里/小時）。這個要求基本是現(xiàn)有通用直升機最大持續(xù)巡航速度的一倍還多。
這款直升機名為“無畏 X”（Defiant X），是波音公司與西科斯基公司（后者已被洛克希德馬丁公司收購）聯(lián)合研制的。它是基于西科斯基公司的“SB-1 無畏”技術(shù)驗證機開發(fā)的，與“SB-1 無畏”具有相同的基本構(gòu)造。
“無畏X”最大的特點是具有兩個剛性同軸旋翼，并在尾部具有一個推進螺旋槳，這是它能夠?qū)崿F(xiàn)高速的關(guān)鍵技術(shù)。西科斯基公司的“SB-1無畏”技術(shù)驗證機在2019年就首飛了，在水平飛行時能夠達到211節(jié)的速度，并在俯沖時能夠達到232節(jié)的速度。
FLRRA項目還有另外一個競爭對手：美國貝爾直升機公司的V-280Valor傾轉(zhuǎn)旋翼機。該機的原理與已經(jīng)服役的V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機基本相同，走的是另一條技術(shù)路線。
[西科斯基公司對高速直升機研制的技術(shù)路線圖]
傳統(tǒng)的直升機為何飛不快？
在人們的印象中，直升機的飛行速度是非常快的，在許多好萊塢影片中，我們可以看到直升機追趕汽車和高鐵的場面。但實際上，傳統(tǒng)的直升機的速度并不是很高。比如，著名的AH-64“阿帕奇”武裝直升機的最高速度是293公里/小時，歐洲“虎”式武裝直升機的最高速度是280公里/小時，而俄羅斯的卡-52“短吻鱷”的最高速度是310公里/小時。這些最高速度基本是在無外掛武器，加少量油的情況下測試出的極限速度。武裝直升機在外掛武器時的最高速度基本在200公里/小時多一點。民用直升機的最高速度也基本上差不多。這個速度追趕汽車可以，想要追趕上我國時速350公里的高鐵，就基本不可能了。
直升機飛不了太快的原因主要有兩個：
一方面是由于它的基本飛行原理：直升機旋轉(zhuǎn)的旋翼向前方傾斜，產(chǎn)生的推力在垂直方向上的分力用來抵銷重力，在水平方向的分力用來提供向前的推力。這樣的工作原理效率比固定翼飛機要低很多。發(fā)動機的功率往往是瓶頸，要提高速度必須大幅度提高發(fā)動機的功率，油耗也會增大很多。
另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)直升機的飛行速度極限通常被認(rèn)為在270節(jié)（約500公里/小時）左右，這是因為在飛行中，直升機的螺旋槳在旋轉(zhuǎn)時，有的槳葉向著前進的方向揮動，稱為前進槳葉，還會有槳葉逆著前進的方向揮動，稱為后退槳葉。前進槳葉是旋轉(zhuǎn)線速度和前進速度疊加產(chǎn)生升力，而后退槳葉是旋轉(zhuǎn)速度和前進速度相減，就導(dǎo)致后退槳葉的升力隨著速度的增大會迅速下降，而前進槳葉隨著速度的增大升力也會迅速增加，導(dǎo)致直升機的左右兩側(cè)的升力不平衡。這個問題通過周期變距做到一部分的抵銷，但是當(dāng)直升機到達一定速度以后，通過周期變距也不足以彌補這兩側(cè)的不平衡了，這就會導(dǎo)致直升機失去平衡。而在極限速度附近，前進槳葉的速度將要接近音速，會遇到音障使阻力急劇增加。這就是直升機無法進一步提高速度的原因。
[“無畏 X”（Defiant X）直升機吊運M-777火炮的渲染圖]
而“無畏X”解決這個問題時，一方面采用了剛性共軸反槳雙旋翼，槳葉的長度要遠(yuǎn)小于單旋翼直升機，而槳葉的旋轉(zhuǎn)速度并不增加。這就使得前進槳葉和后退槳葉升力失衡的問題大大緩解。同時在尾部又有增加一個螺旋槳提供前進的推力，使得旋翼不必前傾，不再需要產(chǎn)生水平分量來提供推力了，使得旋翼只需提供垂直的升力，槳葉的負(fù)載下降，需要的旋轉(zhuǎn)速度可以進一步降低。
我國在這一領(lǐng)域的研究
我國在直升機領(lǐng)域與美國差距比在戰(zhàn)斗機領(lǐng)域還大。美國UH-60“黑鷹”直升機在1979年就開始量產(chǎn)，而我國與之相當(dāng)?shù)闹?20在過去兩年才開始量產(chǎn)，相差了將近40年。但是我國在未來高速直升機領(lǐng)域也有所布局。
早在2013年的天津直博會上，航空工業(yè)就展出了“絕影-8”高速無人直升機的模型。旁邊還有“藍鯨”偏轉(zhuǎn)旋翼機的模型。
[筆者在2013年天津直博會上拍攝的照片，紅圈中就是“絕影-8”模型]
[“絕影-8”高速無人直升機模型的細(xì)節(jié)]
從“絕影-8”模型的細(xì)節(jié)可一個看出，該機也采用了剛性共軸反槳雙旋翼的設(shè)計，與“無畏X”的區(qū)別在于，它的推進螺旋槳沒有放在機尾，而是放在了機頭，一個是“推”，一個是“拉”，而推進螺旋槳也是共軸反槳雙旋翼的。
[“絕影-8”高速無人直升機試飛的照片]
在之后幾年，從航空工業(yè)的官方新聞中，我們得知“絕影-8”的真機已經(jīng)開始試飛。而據(jù)《中國航空報》在2015年報道，我國在剛性雙旋翼技術(shù)上也取得了突破。以俄羅斯卡-27直升機為代表的共軸反槳雙旋翼技術(shù)采用的是傳統(tǒng)直升機的相對“柔性”的槳葉。它的缺點是槳葉容易上下擺動，因此上下兩套旋翼槳有可能相撞造成機毀人亡的事故。剛性雙旋翼則解決了這個問題，大大拉近共軸雙旋翼直升機兩個旋翼之間的距離，可以大大降低阻力，減少重量，同時提高動力性能。
筆者認(rèn)為，“絕影-8”的技術(shù)很可能不只應(yīng)用于無人直升機，我國的下一代直升機也有可能采用類似的技術(shù)。究竟如何，就讓我們拭目以待吧。
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