v-22的研制情況:與固定翼飛機相比,直升機最明顯的長處是可以垂直起降和在空中懸停,對起降場所的依賴程度較低。不過,在平飛過程中,直升機由于旋翼的氣動效率很低,一百千克拉力最多可以拉動三百千克重量,運輸效率k(k=g/w)只有四左右;而以螺旋槳為動力的、同等功率的固定翼飛機的運輸效率k可達十二以上,一百千克拉力最多可以拉動一千五百千克重量。由于效率高、經濟性好,固定翼飛機的航程遠遠高于直升機。普通直升機的最大航程不過五百千米左右,而輕型螺旋槳飛機的航程往往在一千五百到兩千千米以上。另外,由于受旋翼工作特點的限制,直升機的最大飛行速度、飛行高度等技術指標也比同級別的固定翼飛機低許多。
采用傾轉旋翼(或傾轉發動機、傾轉帶發動機的機翼)方案,可以把直升機與固定翼飛機的優點較完美地結合起來,構建出一種獨特的既能垂直起降和懸停,又能飛得更高、更快、更遠的新型航空器一一螺旋槳式“直升飛機”。這就是美國人開發v-22“魚鷹”的動因。
一九八一年底,美**方提出了“多軍種先進垂直起降飛機”(jvx)計劃,為空、海軍研制一種具有較高運輸效率、三軍通用的“直升飛機”。為了競爭jvx項目,美國貝爾直升機公司與波音直升機公司聯手推出以xv-15為藍本、但尺寸放大了的v-22方案。一九八五年一月,這種飛行器被正式命名為v-22“魚鷹”。從該機以英文字母“v”而不是“h”打頭,就可看出:它是垂直起降飛機而不是直升機。v-22分為空軍型、海軍型和海軍陸戰隊型,編號分別為cv-22、hv一22、mv-22,今后還有可能發展陸軍型以及海軍反潛型sv一22。
一九八八年五月二十三日,v-22的一號原型機出廠。一九**年三月十九日,該機試飛成功。一九**年九月十四日,完成了首次由直升機狀態向定翼機狀態過渡的飛行實驗。一九九零年十二月,v-22的原型機開始在航空母艦上進行海上試飛。按照原先的計劃,v-22的生產型應于一九九一年底交付美國海軍陸戰隊,一九九三年開始配備美國空軍,一九九五年進入美國海軍服役。但由于經費、技術等方面的原因,到一九九七年時,這種先進垂直,短距起降飛行器仍處于工程制造階段。此時的“魚鷹”已比原型機有了較大變化,材料、工藝、結構、系統方面的改動很多,而后來的小批量生產型又在設計上做了進一步的調整和改進。直至本世紀初,復雜、昂貴的v一22型直升飛機才逐步裝備美**隊。
v-22的設計特點:在v-22的機翼翼尖部位,安裝有兩臺可傾轉的t406一ad-400型渦輪軸發動機和兩副直徑十一點六一米的螺旋槳(旋翼),單臺起飛功率六千二百三十五軸馬力。兩臺發動機工作時,螺槳旋翼是對轉的,產生的扭矩相互抵消。若發動機處于水平位置,整架飛機與普通的螺旋槳飛機沒有什么兩樣。而當發動機轉向上方時,
旋槳便相當于一對旋翼,飛機可以垂直起降和懸停。v一22的發動機、傳動系統和螺旋槳(旋翼)在定翼機平飛狀態、直升機工作狀態以及過渡飛行狀態之間的偏轉變換角度可達九十七點三度。
v-22能在大氣溫度三十三度、高度九百多米處進行無地效懸停。不過,由于它的螺旋槳直徑小于同等重量直升機的旋翼、排氣速度較大、槳盤載荷略高于一般直升機,因此垂直起飛和懸停時的效率亦稍遜于直升機。但它的常規飛行性能卻是直升機無法匹敵的。該機在直升機狀態的最大垂直起飛重量為兩萬三千九百八十千克,最大前飛速度三百九十六千米,小時;在固定翼飛機狀態的最大短距起飛重量為兩萬七千四百四十二千克;實用升限約八千米,試飛速度曾達到六百四十七千米每小時,垂直起飛的航程為兩千二百二十四千米,短距起飛的最大轉場航程接近三千九百千米。與普通的直升機相較,這無疑是一個巨大的飛躍。
為了提高垂直起降的效率,為v-22配備的螺旋槳的直徑較長(即槳盤面比普通螺旋槳要大),這樣可以減小排氣速度。雖然在垂直起飛和懸停狀態,它的耗油率仍比普通直升機高一些,但遠低于采用發動機噴口轉向的“鷂”式飛機。與“鷂”式、“雅克-38”等噴氣式垂直起降攻擊機和“米-8”、ah-64等型直升機相比,v-22“魚鷹”的最大飛行速度、懸停和垂直起飛時的經濟效率居中,但航程最遠、巡航經濟性最好、運輸效率最高。
上述特點使v-22具備了承擔某些特殊使命的能力。它的主要的軍事用途有:從大型艦船上向陸地戰場快速投送兵員和物資、潛入敵方縱深進行戰斗搜索和救援、以垂直機降方式遠距離運送突擊隊、執行特種作戰任務和后勤支援任務等等。以v一22“魚鷹”式飛機為平臺,還可以派生出具備懸停和垂直,短距起降能力的偵察機、反潛機、預警機、海上巡邏機、空中繼通信飛機、電子對抗飛機等特殊用途的機種、機型。三軍通用的垂直起降固定翼飛機的出現,將對未來的空地作戰方式和軍事思想的演變產生影響。
v-22存在嚴重缺陷:v-22“魚鷹”想要保證位于翼尖的大功率、大負荷的發動機和螺旋槳同步轉動,而且轉速、槳矩等工作參數基本一致(或按要求進行調整),在操縱與控制上是相當困難的,存在著一些直升機和固定翼飛機很少遇到的矛盾。為了克服這些“品質”上的缺陷,“魚鷹”不得不采取許多復雜的、非常規的技術措施,從而使全機的重量、性能和生產成本都受到影響。傾轉發動機(傾轉旋翼)飛機的主要問題,集中在起降和過渡飛行階段。
起飛降落階段:由于v-22槳盤面的直徑較大,發動機艙轉至水平位置時,槳葉一旋轉就會觸地。因此它不能像普通飛機那樣采用常規滑跑方式起飛。該機離陸前,發動機艙和螺旋槳只能舉至斜上方,以短距滑跑方式起飛;或將發動機艙偏轉向上,采用垂直升空的方式離地。這樣一來,“魚鷹”在起飛狀態下的經濟性就變得較差。
當v-22以直升機的方式起降時,由于螺旋槳(旋翼)位于機翼的翼尖上方,螺槳旋翼系統產生的下沖氣流,有相當一部分會打在主翼的上表面。而為了保證發動機在轉動和固定于某一位置時,機翼有足夠的剛度和強度,它的主翼翼尖必須設計得很寬,從而增大了阻擋滑流向下運動的面積。在需要螺槳旋翼產生較大動力升力的時候,v-22的布局設計不但要損失正升力,而且根據作用力與反作用力原理,還得付出一定的負升力的代價,這是很不合算的。其垂直起飛時的效率,又要比普通的直升機降低許多。
損失動力升力還不是問題的全部。更糟糕的是,當螺槳旋翼向下排氣時,部分滑流受到機翼的阻擋,將不可避免地在主翼面上形成渦環;而向上激起的渦環,會對螺槳旋翼的正常工作產生干擾。盡管v-22的螺槳旋翼是對轉的,但并不能保證附著在左右翼面上的渦環也一定對稱,因為受到外界環境條件的影響,渦環本身的運動并不很穩定。尤其是當飛機處于下降狀態、接近地面時,機翼上已有的渦環與螺旋槳滑流拍擊地面而新產生的渦環相互誘導,有可能產生出意想不到的非平衡現象。此時,飛行員的操縱稍有差池或反應不及,很容易造成失控。
過渡飛行階段:v-22由起飛狀態過渡到平飛狀態時,飛行速度較低、自身的操穩特性差、姿態控制復雜,發動機艙無論是從垂直位置轉至水平位置還是由斜上方位置回到平飛位置,都存在著一定的風險。一旦有一臺發動機停車,或兩臺發動機工作不同步、發動機艙轉動的角度不一樣,便會發生事故,甚至機毀人亡。反之,在由平飛轉至著陸的過渡階段,危險也同樣存在。從“魚鷹”的幾起墜機情況看,飛行事故幾乎都發生在起降過程(尤其是著陸狀態)。
“魚鷹”采用了不少特殊的技術手段來保證飛行安全。例如:在發動機上配備有電子模擬輔助控制功能的數字式全權限控制系統;左右發動機的螺旋槳減速器通過傳動軸聯結在一起,以便在一臺發動機突然停車時,另一臺發動機可保證左右螺旋槳都工作,以維持平衡;在機身內安裝一套在啟動時驅動橫軸的輔助動力裝置等等。橫軸的作用之一,是在單發停車后仍可使兩副螺旋槳轉動,并提供相應的補充動力。在正常起飛狀態,它的轉動功率為五千一百一十四馬力;當一臺發動機停車時,其應急輸出功率可增至六千零四馬力,相當于一臺t406-ad-400型渦輪軸發動機的最大輸出功率。
但這些技術措施的采用,使得飛機的系統變得復雜、結構重量相應增大,生產成本自然也就水漲船高了。例如,美**方希望這種三軍通用飛行器的生產成本能夠控制在三千二百三十萬美元左右;然而目前空軍cv-22小批量生產型的單價已升至七千四百四十萬美元,海軍mv-22試生產型的造價則高達九千四百四十萬美元。另據外刊報道,從上個世紀五十年代的xv-3、70年代的xv-15到80年代開始研制的v-22,貝爾直升機公司、波音直升機公司和美**方已累計為這種特殊的飛行器投入了一千六百億美元的巨額研制費,可能創下了世界軍火史上單一項目耗資最高的紀錄——但至今仍有許多問題沒有完全解決,還需繼續攻關。
v-22應該如何評價:綜上所述,可以用幾句話來概括v一22“魚鷹”直升飛機的特點:原理可行,性能優異,兼具直升機與固定翼飛機的長處;但技術復雜,操控不易,司靠性較差,生產威本偏高。
50多年來,這種曾獲得過美國國家航空協會頒發的“取得航空重大進步獎”的飛行器一直在探索中發展,至今也不能說已臻完善。航空技術的發展無疑需要創新,v-22就是技術進步的產物。但對“創新”也要一分為二,“新”不一定就代表效益最好、性價比最佳。新技術是一把“雙刃劍”,一般會使產品性能有所提升,但也可能帶來新的矛盾。許多人以為,高技術一定是復雜、昂貴的東西,那可不一定。航空高技術是指使用在飛行器上的高級技術,但并不等同于高價技術;真正的高技術應該是高明的技術、高效的技術。
歷史上不乏正反兩方面的例子。上個世紀五六十年代發明的邊條翼、翼尖小翼、近距耦合鴨式氣動布局等先進氣動力技術,可以明顯改善飛機的機動性或巡航經濟性,且結構簡單、制造成本低,至今仍得到廣泛應用。與之形成鮮明對照的是,20世紀60年代曾一度“熱銷”的變后掠翼技術。這項新技術通過改變機翼的后掠角使飛機適應低速和高速飛行,并提高巡航升阻比、縮短起降滑跑距離,理論上講是很有發展前途的。但實踐證明,變后掠翼存在著結構、系統和操縱復雜,重量和翼載荷較大,造價較高等問題,并不適合于噸位較小的飛機,因此不被新一代戰斗機所考慮。
傾轉旋翼技術所面臨的境況與后掠翼技術差不太多:在單項性能上有所突破,在技術水平上出類拔萃;但其本身的缺陷也很多,解決起來困難重重,造成研制費用上升、開發周期延長、性價比降低。技術既有先進與落后、高價與低價之分,也有復雜和簡單、高效和低效之分。簡單可與低價相對應,但先進卻不能與復雜劃等號。以最簡單的措施解決最復雜的問題、得到最大的好處,才是最優的技術、最佳的方案。顯然,簡單、實用、高效的技術,要比復雜、昂貴的技術更值得發展和應用。v-22“魚鷹”直升飛機所采用的傾轉旋翼(傾轉發動機)技術,到底屬于哪一種呢?讀者不妨自己去分析、判斷。
在看過這些報道后,韋克劍笑了笑,因為他知道這種飛機在后世所引發的巨大變革,這就是他為什么不選戰斗機而首先選擇這種多用途飛機在為空軍的主要裝備的意義所在。
在確定了v-22魚鷹后,此時的韋克劍就開始正式選擇戰斗機了,其實根本就不用選,因為早在來之前,他和呂前平就這個問題進行過爭議,他韋克劍是美式飛機的忠實粉絲,而呂前平則是蘇式飛機的絕對者,所以兩人最終決定采用美蘇搭配的方式來選擇戰斗機。因為前蘇聯的重型戰斗機無論是可用性還是作戰性能都要比美式戰機要強許多,所以這重型戰斗機自然就從蘇式戰斗機中去選了,雖然呂前平的意思是選擇蘇三零或者是蘇四七金雕戰斗機作為主要的重型戰斗機,但是韋克劍是堅決反對的,因為他知道那些飛機雖然先進,作戰性能也非常優異,但是問題是這些飛機的保養是個問題,而且更重要的是,如果選擇這么先進的飛機,章軍那里是否能生產出現,先不說,就算制造出來了,駕駛員的培訓則將成為一個很大的問題,畢竟這兩種飛機的高科技含量和前衛性實在太高,而以現在這樣的環境來培養飛行員的話,最短也要兩到三年的時間才能培養出第一批這樣的飛行員來,而現在前線作戰本來就需要大量的飛行員,如果說等上三年才能培養出第一批飛行員來,那這戰早就結束了。所以,在兩人的激烈爭論一翻后,最終確定了選擇蘇二七作為重型戰斗機,一來是因為這種戰斗機的作戰性能良好,二來是因為國內有仿造,而且有很多重要的部件這里都有大量的儲存,而且飛機的外型已經通過吹風,證明了其可靠性能,這也就是說,只要等劉興司令員的那些裝備一到位,很多先進武器將源源不斷的出現在戰場上,復**的技術優勢將得到更充分的發揮和施展,這樣收拾起小鬼子來就更加簡單和容易了。
韋克劍在翻到有關蘇兩七的飛機介紹時,就見上面這樣寫到:機長二十一點九三五米,機高五點九三二米,翼展為十四點七米。機翼面積為六十二平方米。空重為一萬六千千克。正常起飛重量為兩萬二千五百千克,最大起飛重量為三萬千克。內載燃油為九千四百千克。最大武器載荷為六千千克,最大平飛速度千米小時,實用升限:一萬八千米作戰半徑為一千五百千米,航程:三千六百八十千米。動力設備:兩臺lyulkaal-31f;渦扇發動機最大推力五萬五千磅,制空性能:最大馬赫數為二點三五。實用升限:五萬九千零五十五英尺,作戰半徑九百英里,自重:最大起飛重量六萬六千一百三十八磅。武備:一門30mmgsh-301-1機炮可掛載空空導彈、攻地導彈先進指導慣性制導。
簡要說明:蘇-27是前蘇聯蘇霍伊設計局研制的單座雙發全天候空中優勢重型戰斗機,主要任務是國土防空、護航、海上巡邏等。北約組織給予的綽號是側衛(flanker).該機于一九六九年開始研制,一九七七年五月二十日首飛,一九七九年投入批生產,一九八五年進入部隊股役。該機采用翼身融合體技術,懸壁式中單翼,翼根外有光滑彎曲前伸的邊條翼,雙垂尾正常式布局,楔型進氣道位于翼身融合體的前下方,有很好的氣動性能,j進氣道底部及側壁有柵型輔助門,以防起落時吸入異物。全金屬半硬殼式機身,機頭略向下垂,大量采用鋁合金和鈦合金,傳統三梁式機翼。四余度電傳操縱系統,無機械備份,按靜不穩定設計。該機主要是針對美國的f-和f-15設計的,用以取代雅克-28p、蘇-15和圖-28p128截擊機,具有機動性和敏捷性好、續航時間長等特點,可以進行超視距作戰。該機完成的普加喬夫眼鏡蛇機動動作顯示出了其優異的飛行性能和操縱性能,以及發動機良好的加速性能,飛行性能要高于第三代戰斗機,但其機載電子設備和座艙顯示設備相對來講要落后許多,且不具隱身性能。該機有多種改型,包括蘇-27p單座陸基型、蘇-27ub串列雙座教練型、蘇-27k艦載戰斗攻擊型、蘇-27ku并列雙座戰斗轟炸型、p-42(由蘇-27專門改裝的飛機,創造了三十一項官方世界紀錄)等。至一九九二年,獨聯體國家已裝備了三百多架蘇-27飛機,目前生產的飛機主要用于出口。
蘇(su)-27戰斗機是俄羅斯蘇霍伊設計局設計的一種遠程戰斗機,于一九八六年陸續裝備部隊,目前是俄羅斯空軍的主戰飛機。
該機機長二十米,翼展十四點五米,機高六點一米,最大起飛重量兩萬九千公斤,裝有兩臺推力為一萬三千五百公斤的渦扇發動機,總推力兩萬七千公斤,最大飛行速度為m數二點三,作戰半徑一千五百公里。
蘇-27飛機采用了雙立尾布局、翼身融合體先進氣動技術,置于機身下方兩側的方形二元進氣道有可調進氣斜板,并配有四余度電傳操縱系統。良好的氣動外形和操縱品質可以使飛機一改機頭在前的飛行姿態。一九**年在巴黎航空展覽會上,普加喬夫駕駛蘇-27飛機做出了機尾前行,機頭后仰,最大飛行迎角為一百一十度到一百二十度的“眼鏡蛇”機動,在時速為一百二十五公里的條件下不失速,引起了西方國家航空界的轟動。
由于蘇-27飛機具有良好的設計和較大的改進余地,目前該機已經向一機多用方向發展。在蘇-27飛機的基礎上,俄羅斯先后推出了蘇-27pu(蘇-30),蘇-7k(蘇-33),蘇-27ib和蘇-27ku(蘇-34)以及蘇-35等多種型號,發展成蘇-27系列飛機。
動力裝置:兩臺留里卡設計局的al-31f渦輪風扇發動機,單臺靜推力七十七千牛,加力推力可達一百二十二點七千牛。帶有數字式燃油調節系統。
主要機載設備:相干脈沖多普勒雷達,具有邊跟蹤邊掃描和下視下射能力,可同時攻擊2個目標,有很強的抗干擾能力。綜合火控系統將雷達、紅外搜索跟蹤傳感器、激光側距儀與頭盔顯示器協同起來,并顯示在廣角平視顯示器上。警笛3全向雷達告警系統,箔條干擾條投放設備等。
武器:機身右側機翼邊條上方裝有一門三十毫米gsh-301機炮,備彈一百五十發。該機最多可以掛十枚空空導彈,包括r-27r短距半主動雷達制導空空導彈、r-271短距紅外空空導彈、r-27er長距半主動雷達制導和r-27et紅外空空導彈、以及r-73a和r-60、r-33近距紅外空空導彈等。對地攻擊時可帶機炮吊艙、各種炸彈、火箭發射巢等。蘇-27是俄羅斯“蘇霍伊實驗設計局”開放型聯合股份公司研制的單座雙發全天候空中優勢重型戰斗機,主要任務上國土防空、護航、海上巡邏等。
在認真的看過這些介紹后,韋克劍笑了,他知道用這種飛機作為奪取制空權的重型戰斗機是絕對沒有錯的,畢竟蘇二七是以良好的機動性而聞名的,這樣的機動性,就算和同類型戰斗機進行作戰也還是有優勢的,更何況是對戰第一代,甚至是螺旋槳飛機呢?
_f