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講武談兵|“樹梢殺手”再進化,高速軍用直升機正走向戰場
近日,高速直升機成為熱議的兵器之一。
近年來,由于相關技術逐漸成熟,再加上世界各軍事強國的現實需求,高速軍用直升機開始真正走向歷史舞臺。
與常規的固定翼飛機相比,直升機雖然有能夠垂直起降、超低空飛行性能好、空中懸停等優點,但是其先天的缺陷也不少,比如飛行速度慢、航程短等。在航程方面,直升機可以通過加裝空中受油管或者外掛副油箱進行彌補,不過其飛行速度慢的問題卻只能通過采用全新設計來解決。
目前,比較典型的現役武裝直升機,比如美國AH-64“阿帕奇”、俄羅斯卡-52/米-28等型號的最大平飛速度一般為293~300公里/小時,與各類噴氣式固定翼飛機相差甚遠,僅僅與某些老舊落后的螺旋槳動力初級教練機相當。而大幅提升軍用直升機的飛行速度,可以帶來的戰術優勢則非常明顯,比如縮短直升機從出發地到預定作戰區域的飛行時間、減少暴露在敵方防空火力射程內的時間、提升戰場反應速度和生存力,等等。對于以攻擊任務為主的武裝直升機來說,提升飛行速度更是能夠獲得與敵方直升機空戰的巨大優勢。
不過,采用常規設計的傳統直升機布局,比如主旋翼+尾槳或者共軸旋翼布局,在提升飛行速度方面的潛力已經挖掘殆盡。因此,想要大幅提升飛行速度,高速軍用直升機必須采用全新的非常規設計布局,這就為世界各國的直升機研發企業提出了很大的挑戰。

高速直升機成為近期熱議的兵器之一。
讓直升機飛得更快
70后、80后的讀者們應該記得當年國內曾經引進過一部名為《飛狼》的美國科幻電視劇,劇中這架代號“飛狼”的極具科幻色彩的全能型武裝直升機由貝爾222雙發民用輕型直升機改裝而成,其代表的就是當時國外對于高速軍用直升機技術探索的思路之一。按照劇中的設計,“飛狼”號武裝直升機除了主旋翼和左置尾槳,最特殊之處在于其機身兩側短翼的根部各安裝了一臺小型渦噴發動機。這樣,在需要高速飛行時,飛行員會啟動兩臺小型渦噴發動機,產生類似于戰斗機開加力燃燒室的助推效果,能夠在很短的時間內大幅提升直升機的飛行速度,甚至可以達到超音速。
事實上,將噴氣動力與常規直升機結合,從而研發出一款高速直升機看上去似乎可行。但是在現實中卻只能存在于科幻影視,在真正的研發環節就會遇到很多難以克服的技術難關。比如,美國貝爾直升機公司就曾經真的研制了一架名為貝爾533的復合型技術驗證直升機,裝備有類似于固定翼飛機的后掠翼以及兩臺小型渦噴發動機,該機也成為世界上第一架最大平飛速度超過400公里/小時的直升機,后來又突破了驚人的500公里/小時。

貝爾533復合型技術驗證直升機。
不過,經過歷時7年的試飛,美國貝爾直升機公司最終還是放棄了這種將直升機與噴氣式飛機結合的方式,轉而全力投入到另一條研發道路上,也就是嘗試將直升機與螺旋槳固定翼飛機相結合。這就是后來貝爾直升機公司世界獨家首創的傾轉旋翼機,其最具代表性的型號就是頻繁因為失事墜毀而上熱搜的V-22“魚鷹”。
傾轉旋翼機雖然最初是為了解決常規直升機飛行速度慢、航程短等問題而研發的,但是其能夠在直升機與固定翼飛機之間轉換的設計,很難再讓我們將其歸入到直升機類別中。那么,有沒有可以保持直升機的基本設計,同時利用改動最小的方案來實現直升機的高速化。確實有,在20世紀60年代美國陸軍提出的AAFSS項目中,洛克希德公司競標成功的AH-56“夏延”高速武裝直升機就別出心裁地采用了主旋翼+雙尾槳設計,即保持原有的用于抵消主旋翼偏轉力矩的左置尾槳外,還在尾梁尾部加裝了一具向后的推進尾槳。
在試飛中,AH-56“夏延”高速武裝直升機的最大平飛速度達到了393公里/小時,遠超后來服役的AH-64“阿帕奇”。不過,由于種種原因,其中既有技術原因,也有軍種矛盾原因以及超支等因素,導致AH-56“夏延”高速武裝直升機在1965年競標成功后未投入量產便被美國國防部下馬。不過,這為常規直升機加裝推進尾槳這一思路,卻啟發了其他直升機研發企業。
此后,美國直升機巨頭之一的西科斯基公司受到啟發,不過其采用的是共軸旋翼+推進尾槳的設計思路。與洛克希德公司的AH-56“夏延”高速武裝直升機相比,西科斯基公司的高速直升機設計布局由共軸的上下兩副主旋翼對轉來抵消偏轉力矩,這樣就無需在尾梁上加裝偏置尾槳,而只需要在尾部安裝推進尾槳即可,從技術難度上看更容易實現,也降低了整體結構布局的復雜程度。由此,西科斯基公司的共軸旋翼+推進尾槳設計布局也逐漸成為了后來很多效仿者參考借鑒的模板。

AH-56“夏延”高速武裝直升機。
發展現狀如何?
2008年,西科斯基公司研發的X2高速技術驗證直升機成功首飛,證明了共軸旋翼+推進尾槳設計布局的可行性。此后,西科斯基公司又再接再厲,在2015年成功首飛了S-97“劫掠者”高速技術驗證直升機。該機的外形尺寸比X2更大、技術也更先進、更成熟,標志著共軸旋翼+推進尾槳設計布局開始真正走向了實用化。
而真正讓西科斯基公司的共軸旋翼+推進尾槳高速直升機走向軍用化,還要得益于美國陸軍在FVL計劃下立項研制的兩個項目,分別是FARA和FLRAA。前者作為OH-58D武裝偵察直升機的接班人,而后者將代替裝備數量眾多的H-60系列通用運輸直升機。西科斯基公司在S-97“劫掠者”高速技術驗證直升機的基礎上,分別針對這兩個項目研制了相應的原型機,其中參與FARA項目競標的是S102“劫掠者”X,而參加FLRAA項目競標的就是SB>1“無畏”X。
這兩型高速直升機都采用了基本相似的共軸旋翼+推進尾槳布局,只是S102“劫掠者”X相對更小,采用雙人機組,屬于比較純粹的專用武裝偵察直升機,而SB>1“無畏”X外形尺寸更大,采用四人機組,乘員艙內可搭載多達12名作戰人員。

SB>1“無畏”X高速直升機。
不過,當S102“劫掠者”X與其競爭對手——貝爾直升機公司的貝爾360“無敵”進入到原型機研發制造階段,還未能實現首飛時,美國陸軍就在2024年2月宣布中止FARA項目。盡管美國陸軍還表示希望向國會申請一筆資金,以便讓兩家公司完成首架原型機的制造以及首飛工作,但是獲批的可能性還是比較渺茫了。當然,也不排除西科斯基公司后續自籌資金完成S102“劫掠者”X高速武裝偵察直升機的研發工作。畢竟該機的性能以及技術水平在當今世界軍貿市場上也是首屈一指的,即便美國陸軍不采購,也有希望獲得其他國家的訂單。
與S102“劫掠者”X這位自家兄弟相比,作為“大哥”的SB>1“無畏”X參與FLRAA項目競標也不是很順利。該項目的競標團隊只有兩家,分別是貝爾-德事隆和西科斯基-波音,前者與SB>1“無畏”X競標的就是在V-22“魚鷹”基礎上全新發展而來的第二代傾轉旋翼機V-280“英勇”。不過,SB>1“無畏”X原型機在2019年才首飛,比V-280“英勇”晚了一年半,這在一定程度上就造成了西科斯基-波音團隊的被動。結果,2022年12月,美國陸軍最終宣布貝爾-德事隆團隊的V-280“英勇”傾轉旋翼機贏得FLRAA項目。所以,筆者推測,SB>1“無畏”X,包括它的前輩——S-97“劫掠者”都有可能被西科斯基公司推向國際軍貿市場。

V-280“英勇”傾轉旋翼機贏得美軍FLRAA項目。
未來發展趨勢
從未來發展趨勢來看,世界各軍事強國直升機部隊中的6~8噸級專用武裝偵察直升機以及通用運輸直升機最適合采用西科斯基公司的共軸旋翼+推進尾槳這一高速設計布局。因為這一級別的直升機在飛行速度大幅提升方面所獲得收益是最大的,可以實現作戰性能方面質的飛躍。相比之下,更大型的直升機,包括10噸級及以上的大型、重型直升機,則更適合采用傾轉旋翼機設計。這是因為傾轉旋翼機相比共軸旋翼+推進尾槳布局直升機,在航程方面的優勢更明顯。
當然,新技術的發展與成熟并不是一蹴而就的事情。西科斯基公司之所以在共軸旋翼+推進尾槳布局設計上已經駕輕就熟,還是得益于其數十年來的不斷實踐與探索。那么,作為在這一領域嶄露頭角的后起之秀國家,在很大程度上學習和借鑒西科斯基公司成熟的高速直升機設計,比如S-97“劫掠者”,都是無可厚非的。





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