一半是天使一半是魔鬼，贝尔-波音V-22“鱼鹰”倾转旋翼机

源济

一半是天使一半是魔鬼，贝尔-波音V-22“鱼鹰”倾转旋翼机（上） 

原创 2017-09-20 Armstrong 空军之翼

　　20世纪50年代和60年代，人类研制了多种垂直起降（VTOL）飞机，但其中大部分都没有获得成功。正是由于这些先驱们的开创性工作，贝尔和波音公司联合研制的V-22“鱼鹰”倾转旋翼机才最终在21世纪获得了成功。

部署在两栖攻击舰上等待起飞的MV-22B编队

稚嫩的验证机

　　自第二次世界大战开始，人类就开始对“倾转旋翼”或“倾转机翼”垂直起降飞机进行孜孜不断的研究和实验了，这两种的飞机的基本原理是通过把旋翼传动机构或发动机舱乃至整个机翼倾转到垂直方向，使旋翼正面朝上进行垂直起降，在正常飞行时把旋翼倾转回水平方向。尽管有几种验证机成功进行了验证飞行，但都没有进入生产阶段。

德国福克-阿西格里斯公司研制的Fa 269倾转旋翼机，正常飞行时旋翼向后倾转

加拿大飞机公司在上世纪60年代研制的CL-84倾转机翼机，采用倾转整个机翼的方式

　　贝尔直升机公司是研制倾转旋翼机的急先锋。该公司在上世纪50年代中期先是研制了一种原始的倾转旋翼机XV-3，并一直试飞到20世纪60年代中期。随后贝尔应美国陆军的轻型战术运输机需求，以XV-3的研究成果为基础推出了一种实用化的倾转旋翼机方案——Model 266，该机将安装两台通用电气公司（GE）的T64涡桨发动机，可载员30名。

XV-3虽然简陋，但奠定了贝尔倾转旋翼机的基本布局

贝尔Model 266的一种设计，注意两台发动机布置在翼根

进行风洞测试的Model 266，旋翼可以折叠

后来Model 266改为把发动机舱布置在翼尖，取消了复杂的传动系统

　　鉴于XV-3只是一架拼凑而成的验证机，距离实用化还相距甚远，美国陆军认为贝尔公司在研制实用化飞机之前还需要更多的研究。刚好美国国家航空航天局（NASA）也在研究垂直起降飞机，其加州艾姆斯研究中心在1971年开始考虑制造一种倾转旋翼验证机。于是美国陆军和NASA一拍即合，美国陆军空中作战实验室和艾姆斯研究中心在1973年联合授予贝尔一份合同，制造了两架Model 301倾转旋翼研究机，军用编号XV-15。第一架XV-15原型机在1977年5月3日进行了首次自由飞行，1979年4月23日第二架原型机首飞。

贝尔Model 301想象图

悬停中的XV-15

　　XV-15仍然是纯粹的验证机，没有真正作战能力，但该机远比XV-3完善，具有精心设计的科幻外形。XV-15主要采用铝合金制造，为了保持垂直起降时飞机的重心，上单翼前掠6.5度并具有2度上反角。XV-15采用了H形尾翼，后掠双垂尾安装在平尾两端。该机的操纵翼面都很常规，包括襟翼、襟副翼、升降舵和方向舵，全部采用液压助力的手动操纵方式。

XV-15的气动布局被V-22“鱼鹰”全盘继承

　　XV-15在每侧翼尖都安装了一个倾转发动机舱，可在电动液压机构的驱动下从水平位置倾转到垂直95度。每个吊舱都内置一台阿弗科莱康明公司的LTC1K-4K涡轴发动机，驱动一副直径为7.62米的三叶不锈钢旋翼。LTC1K-4K是T53-L-13B涡轴发动机的改型，单台功率1155千瓦（1550轴马力），为垂直姿态工作进行了优化。

由于发动机需要以垂直姿态工作，所以必须进行相应的设计改进

　　两台发动机之间通过驱动轴连接，如果一台失效，则飞机能依靠另一台继续飞行。如果双发失效，旋翼将以相同转速自旋，防止飞机因扭矩不平衡而滚转坠毁。每侧机翼内都有两个软油箱，总燃油容量830升，每台发动机都能同时从这两个油箱中吸取燃油。XV-15后来增加了一个机身辅助油箱，使载油量增加了64%。

注意XV-15的两台发动机通过驱动轴连接

　　XV-15具有双人环控座舱，正副飞行员的罗克韦尔-哥伦布弹射座椅并排放置，具备复式操纵系统，这种弹射座椅原本是为罗克韦尔OV-10A“野马”战场侦察机研制的。XV-15采用模拟式驾驶舱仪表以及与传统飞机相同的操纵杆和方向舵踏板。操纵杆在直升机模式下就变成总距杆，用于控制上下运动，方向舵踏板则被用于周期控制操作，用于控制飞机的方向。每名飞行员面前都有两个用于控制旋翼倾转的开关，一个用于连续倾转操作，另一个用于把旋翼倾转到预设的0、60、75和90度位置（相对于飞机水平轴线）。此外座舱内还有一个应急开关，可在电气系统出故障的情况下，把发动机舱倾转到垂直姿态的直升机模式。

XV-15的玻璃座舱

　　XV-15驾驶舱后面有一个用于容纳测试仪器、人员或行李的货舱，这个设计在飞行偏远测试地点时很实用，货舱门开在机身左侧。XV-15具有可收放前三点式起落架，所有起落架都是双轮的，前起落架向后收入前机身下方，主起落架向前收入机身两侧的整流罩内。这套起落架来自加拿大飞机公司的CL-84双发涡桨倾转机翼验证机。主起落架支柱上的一个开关使XV-15在接地状态无法收回起落架，并且使发动机舱无法倾转到偏离垂直轴线30度以上的位置。顺便提一下，XV-15飞行员想要地面滑行，只要把发动机舱向前倾转一度就行了，想要刹车就向后倾转一度。

两架XV-15验证机的合影

　　由于XV-15的体形较小，所以整机能在埃姆斯的12x24米的巨型风洞中进行测试。NASA和美国陆军对两架XV-15验证机进行了一系列试飞，试飞结束后又继续服役了很长时间。XV-15经常出现在航展上，它们的垂直起降表演让许多观众两眼放光。为了获得尽可能多的反馈，先后有数百名飞行员驾驶过这两架XV-15，他们普遍认该机的操纵很直观。

正在NASA进行风洞测试的XV-15

　　XV-15在服役中升级了罗克韦尔-柯林斯公司的玻璃驾驶舱。1992年8月20日，第一架XV-15因事故坠毁，调查发现是一个螺栓脱落后导致一侧旋翼变为最大桨距，使飞机翻滚着撞向地面，好在两名飞行员只受轻伤。该机的驾驶舱后来被当做飞行模拟器使用。第二架XV-15一直服役到2003年，之后被捐赠给史密森国家航空航天博物馆，现在在弗吉尼亚州杜勒斯国际机场的乌德沃尔·哈齐中心展出。

哈齐中心的XV-15

贝尔XV-15参数：

翼展，旋翼旋转时是17.42米
翼面积 15.7平方米
长度 12.83米
高度 3.86米
空重 4574千克
最大起飞重量 6000千克
最大速度 555公里/小时
实用升限 8840米
航程 825公里

艰难的研制

　　鉴于XV-15的试飞进展顺利，五角大楼在1982年启动了“三军先进垂直起降飞机”（JVX）项目，为美国武装部队研制一种生产型运输机。美军在1980年前不是特别热衷垂直起降运输机，凌-特科姆-沃特公司曾在20世纪60年代研制过XC-142四发倾转机翼运输机，但没有投产，因为美军认为传统直升机已经足以胜任了。

XC-142四发倾转机翼运输机

　　但美军在1980年4月24日救援伊朗德黑兰美国人质的“鹰爪行动”惨败，由于参加行动的RD-53D表现不佳，凸显出对下一代垂直起降运输机需求。在这次灾难性任务中，一架西科斯基的RH-53D在沙漠降落点与C-130相撞，导致两架飞行器全毁，八名士兵死亡。

“鹰爪行动”留在伊朗沙漠中的一地残骸。如果当时有V-22“鱼鹰”，就可以无需降落，一路直飞德黑兰

　　“鹰爪行动”的失败表明在未来执行类似任务除了需要更好的计划外，还需要一种具有更大航程和更高速度的垂直起降运输机。JVX项目一开始由美国陆军负责，后在1983年初移交给美国海军，后者在1983年4月与贝尔-波音公司签订了一项为期24个月的初步设计研究合同。

　　这项研究的成果就是在1985年1月出现V-22“鱼鹰”。贝尔-波音团队在1986年5月获得了一份为期七年的全面发展（FSD）合同，研制Model 901原型机。合同规定两家公司要制造六架原型机，其中贝尔公司将在德州阿灵顿工厂生产1、3、6号原型机，波音在特拉华州的威尔明顿工厂生产2、4、5号原型机。

贝尔公司宣传画，V-22“鱼鹰”将成为美国4个军种的通用垂直起降飞机

　　第一架V-22原型机于1989年3月19日首飞，接下来是2-5号原型机依次首飞，第六架原型机是地面测试机身。“鱼鹰”原型机的研制与XV-15的试飞并行进行，其中包括后者在“的黎波里”号两栖攻击舰上的上舰测试。

XV-15的上舰测试

第一架V-22原型机于1989年3月19日首飞

　　所有“鱼鹰”原型机在试飞计划结束后全部退役，V-22原型机的最后一次飞行发生在1997年3月27日，此时已有两架原型机坠毁：

　　1991年6月11日，由于机上3个滚转速率陀螺传感器中的两个接线被接反，第五架V-22原型机在首飞时就坠毁，两名机组幸存，没有受重伤。

第五架V-22原型机的残骸与坠毁过程

　　1992年7月20日，第4架原型机因一台发动机起火而坠毁，机上所有七名海军陆战队员都丧生。这次事故发生在V-22向国会议员和其他高级官员的演示飞行中。

　　此时质疑“鱼鹰”的声音越来越大，该机获得的政治支持也在摇摆不定，1992年的坠毁无疑又是一记大棒。好在五角大楼仍然坚定支持“鱼鹰”，在1997年签订了制造后续4架预生产型飞机的合同。

　　这4架预生产型“鱼鹰”相对原型机有了大幅改进，具有结构重量更轻的机身，改进的发动机和驱动系统，重新设计的旋翼系统和爆破逃生舱门。美国海军陆战队将首先接收“鱼鹰”，型号为MV-22B，用于战术运输任务。贝尔-波音在制造预生产型的同时也开始制造低速率生产型，海军陆战队的首架低速率生产型MV-22B在1999年4月30日首飞，该机在五月交付陆战队，随后与另外3架MV-22B一起开始了作战评估。

试飞中的MV-22B预生产型

　　作战评估包括了在“埃塞克斯”号航母上的上舰测试。一架MV-22B被借给美国空军第58特种作战联队进行评估，空军特种作战司令部（AFSOC）打算采购类似的CV-22B执行特战任务。1999年两架预生产型“鱼鹰”被改装成CV-22B原型机。

V-22“鱼鹰”的上舰测试

被改装成CV-22B原型机的预生产型MV-22B“鱼鹰”

　　但此时“鱼鹰”仍然厄运缠身。2000年4月8日，第四架低速生产型MV-22B在一次试飞中坠毁在亚利桑那州的一个机场，机上全部19人遇难。经过调查，这次坠机被归因于飞行员错误，MV-22B在停飞后不久就获得了解禁。

　　但很快在2000年12月11日，又有一架MV-22坠毁在北卡罗来纳州新河附近，导致四名机组死亡。调查表明是一个液压系统问题导致了这起事故，这个问题已经困扰了“鱼鹰”的发展。这次事故对“鱼鹰”项目造成严重打击，导致空军特种作战司令部在认真考虑退出项目，而这会再度推高本已很高的MV-22单机价格。由于“鱼鹰”长期而昂贵的研制历史，布什政府对这个项目越来越感到不安，该机的未来正变得非常不确定。

　　军方小心翼翼地在2002年对“鱼鹰”继续试飞，经过了为期一年的令人身心俱疲的试飞后，结果令人鼓舞，足以说服五角大楼高级采购官员“Pete”阿尔德里奇建议“鱼鹰”开始全速生产。《航空周刊》当时的一篇文章中报道了此事，标题是“鱼鹰凤凰涅槃”。“鱼鹰”的试飞与评估项目在2005年夏终于结束，为生产做好了准备。虽然飞机需要一些小修小改，但都不会对项目造成影响。

MV-22B在伊拉克接受了实战考验

　　包括所有原型机和试飞机在内，贝尔-波音当时已经制造出大约25架“鱼鹰”。2005年秋“鱼鹰”终于获得进入全面生产的批准，2007年首架MV-22B被迅速部署到伊拉克，此时距离第一份研制合同的颁布已经过去了漫长的21年。CV-22B在2009年开始交付空军特种作战司令部。幸运的是，除了一些飞机因事故被重创坏以及机队因缺陷而停飞外，“鱼鹰”在21世纪第一个10年末再没发生更多的致命事故。