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长期以来,直升机是中国航空的短板。直-9先进适用,但毕竟小了点。直-10一波三折,还是留有遗憾。直到直-20出现,中国直升机才算赶上西方主流水平。但现在在赶超西方先进水平,中国联合飞机公司的“镧影R6000”就是一个例子。
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" b) l ~/ [ T3 F“镧影R6000”7 j! t: X/ S6 n, m. M( q
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现代意义上的直升机是伊戈尔·西科斯基在1939年发明的,二战后逐步发展、大量使用,越南战争已经被称为“直升机的战争”了。但是传统直升机在本质上阻力较大,速度和航程很受制约。倾转旋翼结合直升机和螺旋桨飞机的特点,在保持直升机垂直起落能力的同时,解决了速度和航程问题。6 G0 w5 s: B, w
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贝尔XV-15首创倾转旋翼
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2 |; F( {! E; u: i( t在此基础上,贝尔推出MV-22“鱼鹰”,成为美国海军陆战队的主力直升机' m. d# A0 v3 D* U; b0 z
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) t# x! [6 n* X速度和航程对远程作战特别有用,美国空军使用战斗搜救型的CV-22
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8 r0 r( |/ Q0 E' b1 ]6 a总统专机队都有一架,不过至今主要用于副总统和随行记者的运输5 t- u j3 i3 |5 B" x% n5 q- C
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贝尔与NASA合作,在1979年成功首飞了倾转旋翼的XV-15,在技术上验证了翼尖倾转发动机的可行性。以后,贝尔利用XV-15上验证的基本技术,推出了MV-22“鱼鹰”,1989年首飞。& O9 }+ j5 n8 Y1 n0 y6 G( N
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但MV-22的历史充满波折,臭名昭著的涡流环问题导致好几起灾难性的坠机事件,令人谈虎色变。和车轮在泥泞地打滑一样,进入涡流环状态好比旋翼“打滑”,转得越快,升力损失越大。这是倾转旋翼的本质问题,只能通过精细操作和飞控软限来解决。
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' Q4 Y1 a& z) L! `3 q5 s* r/ h在实用中,MV-22的倾转旋翼设计还发现有其他问题。3 j, y/ `0 T3 ?# e! V: q. {5 f3 @
0 W# m7 E* b' r( ?在阿富汗和伊拉克的高沙环境里,发动机吸入过量沙尘,导致严重损坏。传统直升机的发动机进气口与旋翼分离,容易安装大型空气滤清器。传统螺旋桨飞机的发动机进气口和桨叶在一起,没法安装大型空气滤清器,但在跑道上起飞、降落、暴露于沙尘的时间很短。倾转旋翼正好在这个问题上把两者的缺点结合在一起了,这个问题也没法从根本上解决。
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1 T1 M3 o/ Q, H) K/ b倾转旋翼的另一个问题是向下的炽热喷流。在垂直起飞、着陆状态下,发动机的炽热喷流不仅直接对着地面,而且离地面非常近,对地面造成极大的热应力。钢质甲板需要特别加强和冷却,否则甲板下的支撑结构都可能过热软化。混凝土地面会被直接烤裂,然后在下洗气流的强烈吹拂下向子弹一样射向四周,包括直接击中机体。
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还有一个问题是翼展。大翼展意味着更高的升阻比,但翼尖的发动机也意味着“挑扁担”,更大的翼展意味着更大的翼根弯折力矩,而且横滚转动惯量也太大。
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在无人机大潮中,贝尔在2016年推出V-247概念,“247”在这里是双关的。在英文里,“247”意为“7天、24小时”,这是对“连轴转”的常用表述,念做“twenty four seven”,而不是“two hundred and seven”。贝尔V-247要求两架飞机就能达到24小时连续运作,这对旋翼类飞机是前所未有的长航时。
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贝尔没有简单地把MV-22缩小,而是在倾转短舱的外侧增加了外翼段,翼展增加到20米,只比MALE无人机MQ-9“死神”短了30厘米,改善了长航时性能。外翼段可以向上折叠,在舰上减小占地,机翼横转到机体上方后,与“黑鹰”直升机占地相同,方便上舰使用,或者用C-17运输。
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3 D% D( j! B7 r贝尔V-247不是贝尔MV-22的简单缩小和无人化,而是增加了外翼段,加大翼展4 ?5 W- @$ e1 L5 W% N+ ^. w5 A
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贝尔V-247的巡航速度要求达到250节(460公里/小时),最大速度300节(560公里/小时),实用升限7600米,作战半径450海里(830公里),携带600磅(270公斤)载荷时在战位上的留空时间不少于11-15小时。机内燃油时最大航程2600公里,续航时间17小时,可空中加油。! y& Y: Y. z8 G+ @1 _+ | ~' T
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空重7300公斤,可携带5900公斤燃油、武器、传感器,最大起飞重量13000公斤。机内载重不低于910公斤,外挂载重不低于4100公斤。除了机内载重外,翼下可以外挂,可挂载副油箱、雷达吊舱、激光吊舱、声纳浮标、Mk50轻型鱼雷、“地狱火”反坦克导弹、JAGM导弹等。
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V-247实际上是单发,5000-6000轴马力的发动机位于机舱内,通过两侧翼内的传动轴驱动旋翼,硕大的短舱是整流的需要。0 | T3 u* B4 V
. i' [# r j/ q& b/ E不过V-247依然是个概念。不断有全尺寸模型在各种防务展上招摇过市,但公司没有正式启动研发,军方也没有立项。
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$ V7 e5 K3 V: E贝尔也没有停步,在军方“未来大型旋翼飞机”(FLRAA)计划里,用“鱼鹰之子”贝尔V-280“勇敢”投标,计划与升级延寿的UH-60一起,成为未来很长时间里美国陆军通用直升机的主力。+ w3 V+ Z! i1 x4 Z. S" ^
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O5 ]1 e* W. Z0 }7 L3 S$ D# W3 q美国陆军对V-280的速度和航程寄予众望! J1 s4 A6 D' S: p) n+ t, y
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V-280将具有MV-22的速度和航程,将使空中突击作战达到新的境界,但避免了MV-22的很多问题。V-280的旋翼通过之字形伞齿轮驱动,但发动机是固定的。这解决了发动机的空气滤清器和炽热喷流冲刷地面的问题,降低了维修工作量。
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: K% l. e* {( `# N在战术使用方面,解放了机侧、翼下的横向空间,便于部署传统的两侧舱门和舱门机枪,极大有利于与传统机降战术相整合。MV-22的倾转发动机短舱使得侧门很难使用,舱门机枪在关键的垂直起飞、降落阶段根本没法使用。
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中国在倾转旋翼方面也在下力气。在2018年的珠海航展上,中国航天科技推出彩虹-10无人机,就是倾转旋翼。8 c9 ?3 ]2 v) E9 H% u. j
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彩虹-10倾转旋翼无人机6 u! x# Z, ~4 x' @6 v2 P" o' t3 {
/ s5 y, D2 f5 s7 }9 ?彩虹-10与贝尔V-247很相似,在倾转短舱外有外翼段。接下来就是中国联合飞机公司的“镧影R6000”,在2024年2月的新加坡航展上首先推出设计概念,日前第一架整机已经下线交付,一般预计会在不久后的珠海航展正式推出,2027年投入使用。0 d" e- T+ l, X2 z \) h: B
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“镧影R6000”比V-247小,最大起飞重量6100公斤,最大商载2000公斤,巡航速度550公里/小时(从先前宣布的500公里/小时提高了),实用升限7620米,最大航程4000公里。 }0 G( |( d0 O( J2 T0 ?! ` T
( P3 x2 Z, j) K1 |# C6 s6 B值得注意的是,“镧影R6000”一步到位,直接采用了类似V-280的之字形伞齿轮驱动。应该也是双发。
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" J1 f! X$ |0 n! l3 R% r, u9 M外侧喷管应该是发动机,内侧“喷管”应该是伞齿轮滑油冷却器的排风口$ G d. n4 m* x [0 n
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“镧影R6000”是民用的,可载客10人,但具有显而易见的军用潜力。
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/ y' }0 Z& i$ a“镧影R6000”是民用的,可载客10人+ {, g" k$ M% B3 \
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. V/ d: T4 U# U: {: I( a6 k( g! ^也有显而易见的军用潜力8 t+ n! J" q2 r" R1 }. a1 I
5 m) M4 C; K+ x作为民用,尤其是客运,“镧影R6000”首先需要跨过认证关,中国民航也要跨过法规关。这样的大型载人无人机在认证和法规方面在世界上都是处女地,中国有吃螃蟹的实力和需求,但也必须坚持安全第一。安全的低空经济才可持续,才是有利可图的。! w$ w* k- D- I% [6 e) X
' H: W7 G0 O# G, J一旦通过认证关和法规关,“镧影R6000”可能特别适合小流量而且交通不便的偏远地区的中短途运输,或者人烟稠密但缺乏直通交通的地区,比如湾区、湖区、山区。
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( q3 j l& I1 K2 S+ B; t* {( g在准军事应用方面,“镧影R6000”在森林防火、边防巡逻、山区搜救、海警护渔、反毒缉私等方面大有用武之地。# R7 |% g+ V( m6 c: T
' D" I( Z2 j( n: j在军用方面,“镧影R6000”在上舰和空突两方面都有大用。舰载直升机是舰艇战斗力的重要部分,但中国海军使用很多的直-9受制于航程和留空时间,还是不尽如意。“镧影R6000”是很有用的补充,可用于各种反潜、ISR、攻击、垂直补给等任务。8 J8 ~1 C, ]/ ~ o% ]" _# K
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在空突作战中,载运兵员是一个方面,补充弹药和物资是另一个方面。倾转旋翼结合了直升机的垂直起落和螺旋桨飞机的速度和航程,有用性不言自明。在空中突击作战中,第一波有突然性的优势,但后续的增援和补给往往只有通过有限的路径和隘口“硬冲”,倾转旋翼直升机不仅避开了陆地通道尚未打通的问题,还可以利用速度和机动性避开堵截,实施有效的增援和补给。
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作为无人机,“镧影R6000”的起飞重量和载重量大于很多常用的“大型”无人机。比如说,典型的MQ-9“死神”的最大起飞重量为4763公斤,最大载重量为386公斤(机内)和1361公斤(外挂),都低于“镧影R6000”。在缺乏宽大起落场地的地方,“镧影R6000”可以有效地代替常规MALE无人机,执行ISR和察打一体任务。
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$ I6 S$ a9 Y& n$ G& ^在岛屿(尤其是南海)之间,“镧影R6000”也可用于岛间运输和巡逻。
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最重要的是:“镧影R6000”只是第一个。与老资格的贝尔在2016年推出V-247但磨叽到现在还没有实机飞起来相比,在中国都是小字辈的中国联合飞机公司在2021年刚启动“镧影R6000”,第一架飞机已经下线,首飞在即。
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# [8 F* r. j- C1 @( y" k6 k这是中国速度,联合飞机还不是唯一拥有中国速度的。现在流传的“中国产能”不是传说,“镧影R6000”打开成功先例后,马上会有从国家队到“街道作坊”蜂拥而来的大竞赛,技术、性能更先进的倾转旋翼无人机指日可待。7 C1 U+ t4 k6 E/ @# e8 }0 ]& v
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无人机也提供了历史上前所未有的机会,特别便于尝试和验证新思路、新技术。假以时日,有人驾驶、更加对标MV-22的“直-30”出现的时候,或许已经波澜不惊了。中国鱼鹰不再只是传说与梦想。9 {, i! \* m' A! [$ K4 ?* y6 e
2 K0 z" ^, Z7 y0 w至于现在,希望在即将到来的珠海航展上看到“镧影R6000”的真容和更多的信息。* r8 f% X- W; _$ y6 v, g, L
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