学生的起飞Ｖ－２２“鱼鹰”的故事

直升机可以垂直起落，可以前飞、倒飞、侧飞，可以悬停，在战场上极其有用。但是在日益激烈的现代战场上，直升机的速度太低了，大大影响其战场上的生存力。如果可以在平飞时把桨翼竖起来，作推进螺旋桨用，在起落时把桨翼横过来，作直升机的旋翼用，那岂不一举两得，鱼与熊掌兼得?

V-22的前身——XV-15

上世纪50年代时，贝尔公司在美国空军的资助下，研制了XV-3倾转旋翼研究机，在机身两侧平直机翼的翼尖上=，各安装了一副可以倾转的从常规直升机上借用的三桨旋翼，由机身内的发动机能过传动轴驱动，既可以前倾至水平作推进螺旋桨用，又可以直立作直升机的旋翼用。XV-3于1955年2月全机完成，1958年12月18日首次完成直升机状态到固定翼状态的转换，成功地从原理上解决了在螺旋桨推进的固定翼飞机和直升机之间的转换问题。美国陆军对XV-3的成就十分满意，和NASA一起进一步资助贝尔，在1973年开始研制XV-15倾转旋翼研究机。XV-15采用的专门设计的倾转旋翼，既具有直升机模式所要求的周期距和总距控制，又适合在固定翼飞机作螺旋桨用。XV-15可载机组2人和9名乘客，1 978年首次完成直升机模式到固定翼飞机模式的转换。在试验中，XV-15达到了478节(885千米小时)的前飞速度。除了在各地机场和各种地形、气候环境试验外，XV-15还进行了上舰试验。

四大军种共同研制V-22

XV-15取得了巨大成功，倾转旋翼飞机既具备直升机特有的“树梢高度”的机动性和垂直起落带来的战术使用上的灵活性，又具备固定翼螺旋桨飞机的速度和航程，引起国防部高层和美军各军种的强烈兴趣。1981年，美国国防部指令四大军种共同研制XV-15的放大型V-22。海军陆战队要用V-22取代CH-46串列双桨中型直升机和重型的CH-53，作为未来两栖作战超视距垂直包围的主力运输工具；空军要用V-22取代HH-53，用作搜索、救援弹射逃生的飞行员和投送、接应深入敌后的特种部队；海军要V-22作为弹射逃生的飞行员搜索救援之用，并将考虑进一步发展为反潜用；陆军除了需要基本的V-22作为突击机降用外，还要用V-22作为电子战专用飞机。

但是各军种携手合作的好景不长，陆军的电子战型要求V-22具有很大的载重量和很高的升限，远远大于其它军种对V-22基本型的要求。空军的特种作战型要求有很远的航程，这要求翼展较大，以提高固定翼状态下的气动效率，而且可以容纳较多的燃、油，但海军陆战队的V-22必须能够把桨叶折起来，把机翼横转过来和机体平行，以减少舰上的占地。两栖攻击舰的机库、飞机升降机和甲板上直升机的停机位也有尺寸限制，所以V-22的占地不能超过CH-46。这样一来，翼展和桨叶尺寸就有限制。海军的搜索救援和反潜型要求有很好的悬停性能。所有这些性能对海军陆战队的基本型来说都是不必要的奢侈。座舱的正副驾驶位置也有争论：海军和海军陆战队习惯上是正驾驶在右座；空军和陆军习惯是正驾驶在左座(和民航一样)。围绕V-22的性能指标和具体设计，各军种之间展开了激烈的争吵。最后，陆军因为预算和价格原因，退出了V-22计划。空军做了很大的让步，海军放弃反潜和救援型，只采购基本型作垂直补给使用，V-22的最大用户海军陆战队主持V-22的计划。海军陆战队的基本型称为MV-22，要求可以装载3名机组成员和24名士兵，航速250节，作战半径200海里，无地效悬停高度3000英尺(约305米)。空军的特种作战型称为CV-22。

革命性的V-22

从设计上讲，V-22确实是革命性的。在固定翼状态下，V-22好像是一架在两侧翼尖有两个超大的螺旋桨的飞机；在直升机状态下，V-22又好像是一架有两个偏小的旋翼的直升机。但是V-22的旋翼不是简单的超大的螺旋桨，而是有全套直升机周期距和总距控制的旋翼，用于在低速或悬停状态下完成所有直升机特有的机动动作。与常规直升机的旋翼不同的是，V-22的桨叶是半刚性的桨叶，直径也比通常的旋翼小，这是为了适合在前飞时作为推进螺旋桨的使用。固定翼状态下的飞行控制是常规的平尾、垂尾和襟翼、副翼。飞行控制系统自动地、平滑地似一个状态向另一个状态过渡，而不是简单、突兀的切换。旋翼可以在任何倾转角工作，从直升机状态到固定翼状态转换的最快时间为12秒。机翼在40～80节之间开始产生升力，气动控制翼面开始生效。在100～120节时，气动控制开始完全取代赢升机控制，总距控制和周期距控制切断。真升机状态和固定翼状态之间的“过渡区”有100节的范围，飞行员有很大的自由度可以选择最适合当前任务和战斗需要的飞行状态，大大增加了操作弹性。

V-22的机体有59％为复合材料，在水面迫降时，可以浮在水上，两侧的发动机舱正好提供平衡，以增加横向的稳定性。左右旋翼通过机翼内的两个半轴交联，正常飞行时脱开，两侧的发动机分别驱动各自的旋翼；单发故障时，半轴连接起来，任意一台发动机可以同日寸驱动两侧的旋翼。在地面启动时，设在机身顶部(也就是两侧机翼的中心)的辅助动力装置通过半轴分别驱动两侧的发动机和旋翼。

V-22在收藏状态下，桨叶收起，和发动机短舱平行，然后发动机转到水平位置，最后整个机翼向左转，一直到和机身平行，左发动机及其收起的桨叶正好在座舱前上方，右发动机及其收起的桨叶正好在双垂尾之间，整个飞机的占地面积最小，便于在两栖攻击舰和航母的机库或甲板上停放。整个收藏和打开过程全部自动，需时90秒。

在没有竞标的情况下，V-22的合同交由贝尔和波音合作完成，贝尔负责旋翼、机翼和发动机短舱，波音负责机身、机尾和电子系统。由于V-22是由“成熟”的XV-15放大而来，V-22计划的技术风险被确定为“低到中等”。首架V-22在1988年5月23日完成，1989年3月19日首飞，1989年9月14日首次完成直升机到固定翼飞机之间的转换。

多灾多难的V-22

但是V-22从一开始就是多灾多难。老布什时代的国防部长切尼从一开始就对V-22不感冒，V-22首飞伊始，切尼就要砍掉，但是遭到国会的强烈反对，部分议员甚至要以切尼拒绝执行国会拨款法案为由把切尼告上法庭。这以后，国防部和国会打了18个月的口水仗，最后，在老布什谋求再次当选总统的关头，为了避免得罪制造V-22的德克萨斯州和宾夕法尼亚州的选民，切尼不得不同意V-22继续研制。但是，V-22，的4次坠毁，给V-22的发展带来更为浓重的阴影。

1991年6月11日，一架MV-22由于

接线问题而坠毁，无人伤亡。1992年7月20日，一架MV-22从弗罗里达的埃格林空军基地直飞700英里以外的弗吉尼亚匡迪科的海军陆战队总部，在降落过程中突然失去控制坠毁，7人丧生，包括随机的波音高级主管，原因是机械故障导致发动机起火。2000年4月8日，海军陆战队出动两架MV-22，满载全副武装的士兵，作突击机降的战术试验。大概是出于试验的目的，发动机向后倾转到95°的位置，前进速度小于30节，但下降速度2.5倍于作战手册规定的每分钟800英尺，达到每分钟2000英尺，但这是CH-46在作战中的典型下降速度。前导机下降过快失控，一屁股坐在地上，受到损坏，但是无人伤亡。后续机就惨了，在空中进入涡流环状态，一个鹞子翻身，然后大头朝下，直直地坠落，机上4名机组人员和1 5名搭载的士兵全部丧生。2000年11月11日，又一架MV-22因为液压系统泄漏导致误动作，然后飞行控制系统的一个错误使错上加错，导致坠毁，又是4人丧生。

V-22的最大问题——涡流环

机械问题和软件问题给以一定的时间、资金和试验，总是能够解决的，但涡流环是一个大得多的问题。直升机在下降过程中，如果下降速度过快，旋翼会进入自己的下洗气流，旋翼产生的升力会骤然减小，好像汽车轮子打滑一样。这时，加大旋翼功率只有坏事，直升机会不可控制地急速下滑。进入涡流环有时可能不是一路下滑，而是在下滑过程中剧烈地起伏。如果发动机功率保持不变，旋翼升力变化可以达到正负30％以上。一旦进入涡流环，如果直升机有一定的高度的话，应该减小旋翼功率，并设法压机头以获取一定的前进速度，改出涡流环状态。但是进入涡流环状态很多是在降落过程中，高度很低，成功改出殊为不易。不同的直升机和大气条件下有不同的进入涡流环的下降速度，但若是下降过快，所有直升机都可能进入涡流环状态。MV-22可以将发动机前倾，增加前进速度，可以相对容易地改出涡流环状态。但MV-22的问题出在横列双桨布局上，两侧升力一旦出现差别，将受到机翼翼展的限制，一侧进入涡流环，或两侧进入涡流环的程度不均匀，就容易导致横滚。横滚使得上抬的一侧脱离涡流环，而下沉的一侧更深地进入涡流环，进一步加剧了两侧升力的不均匀，最终导致倾覆甚至坠毁。MV-22的机翼在急速下降时，在机翼上方形成低压区，可能也对诱发涡流环有不利影响。即使是轻度的不对称的涡流环，也可能造成两侧发动机的升力不同步，引起不可控的横滚。两侧不对称的涡流环可以由强烈的局部气流引起，也可以由附近别的直升机的下洗气流引起，这列MV-22以密集队形在两栖攻击舰甲板和登陆场起降很不利。

涡流环的问题可以通过避免下降过快和在低空低速时作过于泼辣的飞行动作而避开，但在激烈的战斗中，这可能是不现实的要求。在阿富汗山区追缴塔利班时，美国的一架MH-47为了避开突如其来的地面火力，做紧急机动，把机尾打开的跳板上的一个“海豹”突击队员甩了出去。“海豹”突击队员都是训练有素的，习惯于直升机做突然、猛烈的机动动作，不是那么轻易就可以甩出去的，这说明了战斗中直升机的机动动作是多么激烈。MV-22如果做出这样的机动的话，很可能就进入涡流环状态了。涡流环的问题大大限制了V-22在战斗中的剧烈机动能力，也增加了人为错误的机会。仿真研究表明，在发动机后倾95°、前进速度为30节时，猛拉杆可以导致每分钟800英尺的突然下跌。此时如果猛推杆，可能导致不可控的下坠，7秒钟内可以达到每分钟3000英尺的下降速度。2000年的21次高空速降试验中，7次进入涡流环状态，最严重的一次横滚幅度达到85°，下降了2000英尺后才改出，但是MV-22的典型作战飞行高度只有1000英尺。

涡流环问题几乎枪毙了V-22，但V-22已经吃掉天文数字的投资，历年低速生产的近百架飞机直接库存，好些全新的飞机已经贮存了近10年，正等待重见天日，重新研制一架直升机在时间和资金上都不现实。海军陆战队的CH-46和CH-53已经长期超龄服役，也等不及了。经过号称历史上最全面的测试，V-22还是照原样投产，只是增加了对进入涡流环状态的警告，并强化对飞行员的训练。

V-22的其他问题

原则上，V-22任一发动机可以通过两根半轴同时驱动两侧旋翼，可一旦有一台发动机故障，MV-22可能立即失稳，根本不给系统以连接两个半轴的时间。如果驱动旋翼的齿轮箱受损，即使半轴连起来了也不顶用。即使发动机正常工作，沉重的发动机离重心太远，像扁担挑起的一对哑铃，在中等大小的舰船上，海浪造成的横摇可能影响MV-22的稳定起降。同样的问题在CH-46那样的纵列双桨上不突出，因为前后旋翼的间距没有MV-22那么大，旋翼离重心的距离近，飞机的纵向稳定性也自然比横向稳定性要好。由于美国的航母或两栖攻击舰都是右岛设计，海军和海军陆战队的直升机一般从左舷着舰或离舰，这样就会有一段时间右旋翼在甲板上方，旋翼的升力得到地面效应的加强，但左旋翼在水面上方，地效大大削弱，造成左右的升力不平衡。试飞中发现，这样的不平衡可以导致飞机在瞬时内向左翻滚达30°以上，必须急剧加大左发动机功率来恢复平衡。通过训练和严格遵守操作规程，这个问题是可以得到解决的，但在战时高强度起落作业时，人为错误的概率大大增加，出事故的可能性也大大增加。

倾转旋翼飞机的另一个特点是旋翼尺寸比同级的直升机小，这样，为了产生同样的升力，旋翼的下洗气流要比一般的直升机强烈、集中得多。MV-22的下洗气流比类似尺寸的CH-46要强3倍，达到90节，所以离机的人员必须沿一条特定的路线离开，或者就地卧倒，否则强烈的下洗气流会把人吹得根本无法站立或行走，甚至在试验中出现把衣服卷走的事，所以MV-22索性不设机舱侧门，而只提供带跳板的尾门。强烈下洗气流的另一个问题是在野外起降的时候，容易将地面砂石、杂物卷向机身，造成损坏。这是MV-22的旋冀在机身两侧带来的特有的问题，一般直升机的旋翼在头顶，下洗气流冲刷机身之后，反而将地面杂物吹离机身。在砂土大的地方野外起降，强烈的下洗气流会卷起强烈的沙尘暴，严重影响视线，影响飞行安全，也大大增加机械的磨损。MV-22的操作手册要求飞行员作“无悬停”降落，这不是什么时候都容易做到的。较小的旋翼使MV-22在失去动力时自旋着陆变为不可能，风车状态的旋翼无法提供足够的升力，使MV-22以安全的速度接地。MV-22操作手册明文规定：严格禁止自旋着陆，严格禁止无动力滑翔，严格禁止多轴(指在拉升的同时作滚转之类的在几个方向上的同时机动)剧烈机动动作。

但是MV-22的旋翼又比一般螺旋桨大得多，固定翼状态时，旋翼翼尖的下端远远低于机腹，一旦发动机短舱的倾转机构发生故障，发动机将无法直立起来，MV-22将不可能正常着陆，只有冒险在水上迫降，在陆地上就只有自祈多福了。

用于突击机降的直升机通常都在机侧滑门边安装机枪，用以提供压制火力，也不影响滑门的开关。MV-22没有侧门，而且发动机短舱和旋翼将正好在侧面机枪的射界正中，所以没有办法使用侧射机枪。为了解决火力支援的问题，MV-22最初打算在机头下安装一挺旋转机枪，由副驾驶控制。这有两个问题：一是副驾驶在快速降落的过程中，是正驾驶的关键助手，MV-22容易进入涡流环，副驾驶的作用更重要，再要兼管射击，实在是勉为其难了；二是机头机枪难以为从机尾登机或离机的士兵提供火力支援。一队MV-22突击机降时，如果只靠机头机枪，也难以在空中对整个着陆场实行全方位的火力压制。尾门上不是不可以安装机枪，但影响人员、车辆进出。尾门两侧也没有合适的地方装机枪。目前所有图片中，V-22都是无武装的。

MV-22只能从尾门进出给突击机降带来问题。对枪炮这样的直射武器来说，在一定的距离内，目标远点近点，瞄准了还能打个八九不离十；但是角度差了一点，就失之毫厘差之千里了。所以直升机在敌前突击机降时，应该尽量避免面对或背对敌人阵地进入着陆场。从机降步兵的角度来说，他希望面对敌人阵地跃出直升机，这样可以立即卧倒，立即观察敌情，同时用手中的武器还击。正面卧倒，暴露的面积也最小。但是MV-22从侧面进入，士兵必须从尾门进出时，就地卧倒要侧面对着敌人，既不便观察和战斗，又增加暴露的面积，所以必须转一个身才能卧倒，不必要地增加士兵暴露于敌人火力之下又不能有效还击的时间。接应地面人员时，地面人员也要转一个弯才能登机。相比之下，一般直升机从侧门进出，有利于飞行员在不断保持观察战场态势的同时，快速进入和退出着陆场，也方便机上人员直接跃出卧倒，或地面人员直接奔跑过来登机。

MV-22没有侧门也给用绳缆滑降带来困难。滑降可以在悬停中进行，节约时间，也不要求有平整的着陆场，为特种部队和机降部队所喜爱。但是MV-22只能从尾门滑降，两边无遮无拦的，不大安全，也不像很多直升机可以从两侧同时滑降。

MV-22的最大优点就是速度快。海军陆战队的攻击直升机是AH-1“眼镜蛇”，速度根本跟不上MV-22，在可预见的将来也没有任何攻击直升机可以跟得上MV-22。这样，MV-22要么做光杆司令，这样危险极大；要么降低速度，和AH-1起行动，这样MV-22的速度优势将荡然无存。AV-8“鹞”式战斗机的速度倒是够了，但AV-8的火力、装甲和价格都不适合用于伴随MV-22的刺刀见红的近距火力支援。

MV-22的速度是其生存力的主要来源，但MV-22的速度在固定翼状态下才能发挥出来，在直升机状态下MV-22的速度并没有优势。但是MV-22的旋翼比一般螺旋桨大得多，使MV-22在树梢高度只能以直升机状态飞行，削弱了MV-22的速度优势。如果从较高高度进入着陆场；可以高速进入是一个优点，固定冀状态噪声较低是另一个优点，但从固定翼状态向直升机状态转换需要至少十几秒，着陆下降的过程也要延长，并不见得增加生存力。

MV-22的占地按设计应该不超过CH-46的占地，但实际上接近CH-53的占地，这给舰上机库内载机数量带来很大的问题。据说美国正在考虑建造更大的两栖攻击舰，以容纳足够数量的MV-22。这有点削足适履了。即使舰上空间的问题解决了，MV-22的十字形布局在着陆场也占用比常规直升机多得多的空间，给窄小场地密集机降带来困难。

V-22等待辉煌

MV-22首飞成功15年了，海军陆战队也几次宣布MV-22已经达到试验要求，即将开始全速生产云云，但MV-22仍然处于时断时续的低速生产阶段，作为一架“低到中等”技术风险的战术飞机，这实在是过分了。MV-22的单机价格最初定为4100万美元，但是2002年的实际采购价格已经达到1.15亿美元，大批生产也不大可能降到原先预计的4100万。MV-22计划每年消耗近20亿美元，超过了80～90年代海军陆战队每年的总采购费，但直到2006年3月才组建第一个作战中队。已经服役的MV-22还是远水解不了急需各种直升机的伊拉克和阿富汗的近渴，相比之下，F-18E在作战评估阶段就投入到阿富汗作实战试验了。美国总统直升机专机“海军陆战队一号”更新时没有选用美国直升机工业之花MV-22，而是选用英国-意大利的EH-101，这里面也是耐人寻味。

MV-22的设计理念是十分先进的，问题出在MV-22的设计理念和主要用户海军陆战队的战术要求不尽相符。倾转旋翼飞机的最大优点是速度和航程，但不是在树梢高度上作直升机特有的非常规机动。倾转旋冀飞机可以成为优秀的可以垂直起落的固定翼飞机，但海军陆战队需要的是能够作为固定翼飞机飞行的直升机。两者的差别似乎细微，但失之毫厘，差之千里。如果把MV-22放大，将其作为CH-53的后继，主要用于对已经夺占的桥头堡大量运送增援的人员和物资，而不是作为突击机降的开路先锋，效果可能会好很多。勉强把MV-22作为突击机降用的直升机，可能成为一个削足适履和“好心功、坏事”的典范。说MV-22是鸡肋可能有失厚道，MV-22的种种技术问题或许最终会得到解决，可能历经磨难后，会像“鹞”式战斗机一样，最终出落成一种优秀的飞机。

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