另類“魚鷹”:美國空軍特種作戰部隊的CV-22B傾轉旋翼機

引言

在美國空軍現役各型飛機中,除了F-22、F-35等現代化戰鬥機,以及B-1B、B-2等戰略轟炸機外,還有一種比較特殊的軍用飛機,這就是特種作戰飛機。據美國《空軍雜誌》2019年6月發佈的數據顯示,截止到2018年9月30日,美國空軍現役6款特種作戰飛機,包括12架AC-130J、10架AC-130U、10架AC-130W、50架CV-22B、16架MC-130H和37架MC-130J。筆者將陸續撰文闡述以上6款飛機的性能特點和服役動態。

本文是該系列的第四篇,主要介紹CV-22B“魚鷹”旋翼機。

CV-22B的研製背景及歷程

1980年美國軍方提出研製一種新型遠程高速垂直起飛飛機,“它不僅可以垂直起飛和降落,還可以攜帶作戰部隊,而且速度很快”。1981年開始了聯合服務垂直起飛/著陸試驗(JVX)飛機計劃,1982年12月發佈了初步設計工作徵求建議書,綜合了美國海軍陸戰隊、空軍、陸軍和海軍的要求。美國海軍陸戰隊的使命之一是兩棲登陸作戰,因此他們對JVX項目特別感興趣。首先是在美國陸軍的領導下,1983年美國海軍和海軍陸戰隊獲得了該項目的領導權,貝爾直升機公司和波音直升機公司聯合提交了一份Bell XV-15原型機擴大版的提案,於1983年4月26日獲得了初步設計合同。其中貝爾直升機負責製造和集成機翼、短艙、旋翼、驅動系統、尾翼和尾部坡道,並集成勞斯萊斯發動機,以及進行最終裝配。波音直升機負責製造並集成機身、駕駛艙、航空電子設備和飛行控制系統。

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V-22是在Bell XV-15原型機的基礎上設計的

1985年1月15日,JVX飛機被命名為V-22“魚鷹”美國海軍陸戰隊的版本稱為MV-22,而美國空軍版本獲得了CV-22的名稱。V-22傾轉旋翼飛機的全面開發始於1986年,該年5月3日,貝爾和波音聯合公司被美國海軍授予了價值17.14億美元的V-22飛機研發合同。1988年5月,第一架V-22原型機出爐。但是這一年美國陸軍退出了該計劃,理由是需要將其預算集中在更緊迫的航空項目上。雖然該項目倖存了下來,不過進度受到了一定影響。按照計劃,V-22將首先生產6架原型機。

1989年3月19日,第一架MV-22原型機以直升機模式進行了首飛;1989年9月14日,該原型機以固定翼模式完成了首飛。1990年12月,第三和第四架MV-22原型機在“黃蜂”號兩棲攻擊艦上進行了首次海上試驗。但是在1990~1991年間,第四和第五架MV-22原型機先後墜毀。從1992年10月到1993年4月,貝爾和波音公司重新設計了V-22,減輕了空重,簡化製造並降低生產成本,重新設計的版本被稱為V-22B。1993年6月,經過改進後的“魚鷹”恢復飛行測試,這一階段的飛行測試集中在擴展飛行包線、測量飛行載荷和支持電磁設計的重新設計上。1994年6月,貝爾波音公司獲得了V-22B工程製造開發階段的合同。

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1997年2月5日,第一架預生產的V-22B全尺寸飛機進行了首飛。1997年4月28日,訂購了4架低速初始生產型“魚鷹”,首架於1999年5月27日交付。1999年1月,“魚鷹”10號完成了該項目的第二次海上試驗。在1999年4月的外部載荷測試中,V-22B運輸了M777榴彈炮。在2000年,波音公司宣佈將為V-22B配備GAU-19加特林機炮,不過後來取消了該設計。同樣是在2000年,V-22又發生了兩次墜機事故。V-22B的研製和生產再次陷入停頓,重新設計了各種零件。到了2005年6月,V-22B成功完成了最後的業務評估,包括遠程部署、高空、沙漠和艦載作戰。2005年9月28日,V-22B被批准開始全速生產。按計劃,將生產458架V-22B,其中空軍採購了50架CV-22B。

CV-22B的技術特點及性能

CV-22B傾轉旋翼機同時具備直升機和固定翼飛機的特點,在起飛和著陸時,CV-22B通常像直升機一樣運行,機艙垂直,旋翼水平;一旦升空的話,翼尖短艙可以在12秒內向前旋轉90度進行水平飛行,此時的CV-22B轉變成一架更省油、速度更高的

渦輪螺旋槳飛機。CV-22B機身的43%由複合材料製造,包括螺旋槳旋翼葉片。CV-22B的旋翼可以在90秒內摺疊,機翼前後旋轉與機身對齊。在執行大多數任務或更多時間下,CV-22B使用固定翼飛行,這樣可以減少磨損和運營成本,而且擁有比直升機更遠的航程和更快的飛行速度。

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CV-22B的發動機位於兩側機翼的翼尖

CV-22B搭載兩臺勞斯萊斯AE1107C發動機

,通過連接驅動軸到一個共同的中心變速箱,任何一臺發動機都可以通過機翼驅動軸驅動兩個螺旋槳旋翼,以便在發動機發生故障時,一臺發動機可以為兩個螺旋槳旋翼提供動力。然而只有一臺發動機工作的話,CV-22B不能保持在懸停狀態。CV-22B具備強大的運輸能力,可以運送24名士兵或10000磅重的貨物。

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CV-22B的駕駛艙

CV-22B配備了玻璃駕駛艙,內部安裝了四個多功能顯示器(MFD)和共享的中央顯示單元(CDU),能夠顯示各種圖像,包括以當前位置為中心或偏離的數字地圖、來自前視紅外儀的FLIR圖像、主要飛行儀表及各種導航(TACAN、VOR、ILS、GPS、INS)信息,以及各系統的狀態等。

座艙管理系統(CMS)的飛行指揮器面板具備完全耦合(也稱為自動駕駛)功能,能夠使飛機從前向飛行進入50英尺懸停,而無需對系統進行編程即可進行互動。CV-22B的機艙沒有加壓系統,因此在高空飛行時機組人員需要穿戴氧氣罩等設備。

CV-22B安裝了具有三重冗餘自動駕駛儀飛行控制系統的電傳操縱系統,包括自動隔離受損區域的計算機化損傷控制。機艙在轉換模式下,短艙指向90度時,飛行計算機命令飛機像直升機一樣飛行,循環力施加在旋翼轂的傳統旋轉斜盤處。機艙處於飛行模式(0度)時,襟副翼方向舵和升降舵的飛行類似於固定翼飛機。這是一個漸進的轉變,發生在短艙的旋轉範圍內;短艙越低,飛機操縱面的效果越大。短艙可以垂直旋轉超過97.5度,進行向後飛行。CV-22B可以利用短艙在80度時的“80度跳躍”急速起飛,以快速達到需要的高度和速度。CV-22B還可以自動在低空盤旋飛行,無需手動控制。

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CV-22B配備了一套先進的航空電子設備,包括AN/APQ-174D(186)多模雷達,具有地形跟隨、地形迴避、地圖測繪、天氣探測和迴避等功能,可使CV-22B在夜間、惡劣天氣和高威脅環境下飛行到100英尺的安全高度。CV-22B的AN/AAQ-16B/D前視紅外(FLIR)吊艙,使其具備了全天候及晝夜飛行的能力。CV-22B傾轉旋翼機的電子對抗和電子防禦系統包括AN/ALQ-211雷達預警接收器、AN/AAQ-24定向紅外對抗(DIRCM)系統、AN/ALE-47箔條/誘餌發射器等。

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CV-22B可裝備一挺機槍

CV-22B可以裝備一挺M240 7.62毫米或M2 12.7毫米機槍,未來還可以考慮在機頭下方安裝一部三管加特林機炮。英國BAE系統公司開發了一種可以安裝在“魚鷹”旋翼機腹部的遙控炮塔,稱為“遠程保護系統”(RGS),包括一門GAU-17六管7.62毫米速射機槍和光電轉塔,由機艙內的炮手遠程遙控操作。

CV-22B的服役情況

早在2000年9月,美國空軍就接收了兩架V-22測試機。2006年3月20日,第一架生產型CV-22交付給了美國空軍第58特種作戰聯隊。2006年8月,第58特種作戰聯隊開始使用前兩架生產型CV-22飛機進行空勤人員培訓。2006年11月16日,美國空軍正式列裝CV-22B飛機。2007年10月4日,美國空軍首次使用CV-22B進行搜索和救援訓練。2008年11月,美國空軍首次對CV-22B進行作戰部署。

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CV-22B成為美國空軍特種作戰飛機的新生力量

2009年3月16日,美國空軍第8特種作戰中隊的6架CV-22B達到初始作戰能力。2009年6月,第8特種作戰中隊的CV-22B飛機向洪都拉斯偏遠村莊運送了43000磅的人道主義物資。2010年5月,第27特種作戰聯隊接收了首架CV-22B。2009年CV-22B被部署到伊拉克戰場,2010年部署在阿富汗戰場。近年來,美國空軍特種作戰中隊的CV-22B飛機多次用於實戰行動。

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CV-22B在執行任務時很容易受到攻擊

CV-22B也發生了多起墜機或被襲事故。2010年4月,一架CV-22B在阿富汗墜毀,造成4名機組人員死亡,包括一名飛行員、一名突擊隊員、一名飛行工程師和一名阿富汗翻譯,另有十餘人受傷。2012年6月,另一架CV-22B在訓練中墜毀,沒有造成人員死亡。2013年12月21日,三架CV-22B在執行撤離美國平民的任務時遭到襲擊,造成三架飛機受損,四名機組人員受傷。此次事件發生後,CV-22B研發了可選裝甲底板。

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CV-22B的機艙具備較強的運輸能力

除了用於運輸外,CV-22B旋翼機還可以用於執行搜索和救援任務。由於CV-22B的速度較快,可以快速覆蓋更廣的地面範圍,比速度較慢的直升機更適合搜索和救援。CV-22B傾轉旋翼機作為美國空軍的特種作戰機型,具有增強功能和飛行控制系統,使其能夠在高風險的戰鬥環境中進行操作,可用於營救墜落的飛行員,或者在後方插入和撤出特種作戰部隊。多功能、可自行部署的CV-22B飛機,能夠比其他特種作戰飛機提供更高的速度和更遠的航程,使美國空軍特種作戰司令部能夠執行遠程特種作戰任務

CV-22B的改進與升級

2014年3月,美國空軍特種作戰司令部發布了一份需求聲明,將開發防彈裝甲來保護CV-22B的機組成員。位於佛羅里達州的一家複合裝甲公司,在2014年10月開發了高級防彈系統(ABSS)。ABSS系統包括66塊沿內部艙壁和甲板安裝的裝甲護板,增加了飛機重量800磅,對CV-22B的有效載荷和未加油航程會造成一些影響。ABSS系統可以在數小時內安裝或拆除,也可以部分組裝成零件,以部分保護特定區域。截至2015年5月,已經向美國空軍交付了16套ABSS裝備。

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2013年9月,勞斯萊斯宣佈通過採用新的3號氣缸組渦輪機、增加燃油閥流量以及伴隨的軟件更新,已經將AE1107C發動機的功率提高了17%。升級將提高發動機在高空高熱條件下的可靠性,並將最大有效載荷的飛行高度限制從6000英尺提高到8000英尺。2014年8月,美國軍方發佈了一份需求信息,試圖尋找AE1107C發動機的替代發動機,新發動機必須在15000轉/分的情況下具有不低於6100馬力的額定功率,能夠在高達130華氏度和25000英尺的情況下運行,並且能夠以最小的結構或外部修改安裝到機翼上的現有短艙中。

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波音公司正在開發一種滾裝式空中加油套件,這將使V-22能夠為其他飛機加油,具有空中加油能力。該滾裝套件還具有一定的情報、監視和偵察功能,軟管加油系統的高速版本設計為185節~250節。機載油箱和滾裝氣囊最多可容納12000磅燃油,操作員打開坡道以延伸加油軟管,然後一旦延伸就升起坡道,同時頂部坡道門保持打開。V-22可以給旋轉翼飛機加油,但是它需要一個單獨的減速傘和一個部分改裝的機艙。如果V-22的滾裝式空中加油套件研製成功的話,那麼美國空軍的CV-22B特種作戰飛機也可以進行類似的改裝,以具備空中加油能力。

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CV-22B具有廣闊的應用前景

CV-22B特種作戰飛機還計劃換裝新一代多模式K波段AN/APQ-187“寂靜騎士”雷達,該雷達是專門為傾轉旋翼機和直升機研製的,具備地形跟隨和規避功能,以及地面測繪和天氣監測能力,可以提供高分辨率的地圖和氣象信息。AN/APQ-187雷達比類似雷達輕30%,產生的紅外輻射更少,能夠降低被偵測到的幾率。該雷達還可以和前視紅外儀配合使用,能夠使CV-22B在任何天氣條件下執行特種作戰任務。美國空軍計劃在未來三年裡為所有CV-22B飛機換裝AN/APQ-187雷達,於2021年12月之前完成所有升級工作。作為美國空軍特種作戰飛機中的新生力量,CV-22B傾轉旋翼機具有廣闊的應用前景和發展空間。


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