傾轉機翼機研發史（一）

　第二次世界大戰後，出於對冷戰的現實需求，人類對垂直起降起飛機產生了濃厚的興趣，其中一個領域就是專注於傾轉旋翼、傾轉涵道、傾轉機翼機的持續研究，並最終催生出了革命性的傾轉旋翼機。

　　經過幾十年的緩慢發展後，第一架實用化的直升機終於在20世紀30年代中期出現，這架直升機先驅被普遍認為是福克-艾徹格里斯（Focke-Achgelis）Fa 61，該機由海因裡希·福克和格爾德·艾徹格里斯聯決設計，在1936年首飛。Fa 61是一架單座直升機，機身兩側的桁架組件上各有一副三葉旋翼，這種並列雙旋翼從此成為福克-艾徹格里斯直升機的特徵。

Fa 61直升機

　　在努力研究實用化直升機的同時，發明家們還設想了一種結合直升機和固定翼飛機特點的飛行器，既能垂直起降也具有傳統固定翼飛機的飛行性能和航程。而這種飛行器，就是我們現在所說的垂直起降飛機（VTOL）。

傾轉旋翼機

道尼爾Do 29

　　福克和艾徹格里斯也是第一批嘗試研製垂直起降飛機發明家之一，從1941年開始研製Fa 269垂直起降戰鬥機。該機看起來和傳統飛機差不多，每側機翼短艙後部都具有一副三葉推進式旋翼。該機垂直起降的秘密在於旋翼通過長長的驅動軸由安裝在機身中部的一臺BMW 801星形活塞發動機驅動，在起降時旋翼可以向下傾轉提供懸停升力。為了給旋翼流出足夠的離地間隙，Fa 269的起落架非常長。

Fa 269垂直起降戰鬥機

　　Fa 269長8.93米，翼展10米，設計最高速度約為570公里/小時，武器裝為兩門MK 108 30毫米短管機炮。一旦研製成功，Fa 269將成為史上第一種傾轉旋翼機，不過隨著納粹德國的覆滅，該機最後止步於風洞測試和模型製造階段。

Fa 269風洞模型

　　戰後，西德道尼爾公司根據福克的傾轉旋翼概念製造了兩架Do 29驗證機。該機改裝自Do 27短距起降輕型飛機，整個前機身經過重新改造，具有了直升機式樣的駕駛艙，機翼安裝兩臺萊康明GO-480-B1A6平六風冷活塞發動機，各驅動一副能夠向下傾轉90度的三葉推進式旋翼，後三點式起落架經過加高。

Do 27短距起降輕型飛機

改頭換面之後的Do 29

　　Do 29長9.5米，翼展13.2米，空重2180千克。該機首飛於1958年12月12日，由於發動機功率不足，該機旋翼從未向下傾轉超過60度以上，但依然表現出了出色的短距起降能力。但是道尼爾在Do 29試飛結束後並沒有繼續發展傾轉旋翼機，最後該機淪落為博物館的展品。

起飛中的Do 29

超越Model 1-G

　　大洋彼岸，美國也在推進傾轉旋翼機概念。普拉特-佩吉公司（Platt-LePage）是美國旋翼機設計的先驅，該公司為其傾轉旋翼機設計“PL-16”申請了專利，奠定了現代傾轉旋翼機的雛形和氣動佈局，也就是在翼尖佈置兩副可向上傾轉的旋翼。但當普拉特-佩吉公司於1946年破產時，這仍是一個紙上項目。

PL-16傾轉旋翼機

　　1947年，馬里奧·圭列裡（Mario Guerrieri）和鮑勃·利希滕（Bob Lichten）在特拉華州新城堡聯手創辦了超越飛機公司（Transcendental）。他倆之前在凱勒特飛機公司（Kellet Aircraft）曾設計過旋翼機並對直升機進行了研究。自1945年以來，圭列裡和利希滕一直致力於傾轉旋翼機的研究，成立超越飛機公司就是為了於將他們的Model 1-G單座驗證機飛向天空。

　　在經歷了研發和資金困難之後，Model 1-G在1954年6月15日進行了首次繫留飛行。該機由安裝在機身中的萊康明O-290-A平四風冷發動機提供動力，功率120千瓦（160馬力），通過驅動軸驅動兩側翼尖的三葉旋翼，後者通過電驅動器實現傾轉。該機配備前三點式固定起落架，長7.9米，翼展6.4米，旋翼直徑5.2米。

超越Model 1-G

旋翼傾轉和變距機構

　　Model 1-G很快轉入自由飛行，旋翼前傾角逐漸增加到75度。不幸的是驗證機在1955年7月20日遭遇控制系統故障，墜入特拉華河。飛行員沒有受傷，但Model 1-G飛機全毀，此時該機已經完成了一百架次飛行，飛行超過20小時。超越公司在1956年製造並首飛了第二架雙座驗證機Model 2，並把概念設計推進到改用渦軸發動機的Model 3。但缺乏資金仍然是該公司的一大問題，導致Model 3的研發在1957年被放棄，公司也被被共和飛機空公司收購。

超越Model 2

將改用渦軸發動機的超越Model 3

貝爾XV-3

　　鮑勃·利希滕在1948年離開了超越公司，跳槽到貝爾飛機公司繼續他的傾轉旋翼機研究。1951年，美國陸軍運輸司令部與許多飛機制造商簽訂合同，研製創新設計的旋翼驗證機，利希滕的Model 200傾轉旋翼驗證機就此立項，貝爾獲得了製造兩架驗證機的合同，該機軍用編號XV-3。1955年8月11日首架XV-3首飛成功。

懸停中的XV-3

　　XV-3有著傳統直升機的圓滑的玻璃座艙機頭和滑撬式起落架，以及固定翼飛機的尾翼組件和機翼。該機每側翼尖都有一副三葉旋翼，通過電動驅動器傾轉。滑撬上集成有液壓減震器和和小輪，能在平整地面滑行。該機安裝一臺普惠R-985-AN-1“小黃蜂”（Wasp Junior）九缸風冷星形發動機，功率335千瓦（450馬力）。發動機安裝在機身內部，其彎曲的進氣口被置於機身頂部。Model 200同樣通過傳動軸驅動旋翼，飛控系統混合了直升機和固定翼飛機的特點，旋翼傾轉角度由專門的開關設置。

　　完成初始試飛後，XV-3開始小心翼翼地向前傾轉旋翼，在這個過程中旋翼會出現不振動的討厭趨勢。1956年10月25日，試飛員迪克·斯坦斯伯裡（Dick Stansbury）在試飛中將旋翼向前傾轉17度，結果飛機出現嚴重振動，導致斯坦斯伯裡昏厥。斯坦斯伯裡在墜機中身受重傷，XV-3全毀。

XV-3風洞測試

　　第二架XV-3很快下線，該機使用兩葉旋翼取代了三葉設計，併為翼尖傾轉機構增加了整流罩，尾部下方增加了腹鰭。設計師在進行上述改進時並不完全確定其作用，因此第二架XV-3在完成風洞試驗後，才在1958年1月21日開始試飛。

改用兩葉旋翼的第二架XV-3

　　到5月，旋翼向前傾轉的角度已經推進到40度，結果再次出現不穩定現象。XV-3停飛返回風洞進行試驗，根據測試結果，該機旋翼直徑被微調，機翼結構得到加強，並加強了旋翼控制機構。12月12日XV-3重返試飛，12月18日，貝爾試飛員比爾·昆蘭（Bill Quinlan）成為第一個駕駛傾轉旋翼機完成從垂直飛行過渡到水平飛行的人。

水平飛行中的XV-3

　　美國國家航空航天局（NASA）參與了試飛，該機在NASA風洞中的測試一直進行到1966年，直到在一次風洞測試中旋翼解體，嚴重損壞了風洞和XV-3。這次事故直接導致XV-3計劃的終結，雖然沒有研製出實用化的傾轉旋翼機，但XV-3驗證機已經證明了傾轉旋翼設計的光明未來。第二架XV-3此時已經完成了250架次試飛，累計飛行125小時，直升機模式和固定翼模式之間切換成為家常便飯。

　　貝爾隨後開始研製更完善的XV-15驗證機，並最終導致貝爾-波音V-22“魚鷹”傾轉旋翼運輸機的問世。唯一一架XV-3被阿拉巴馬州魯克堡的陸軍航空博物館收藏，貝爾在2004年獲得了這架原型機，將其修復到展示狀態，從2007年開始在萊特-帕特森空軍基地的美國空軍博物館展出。

“魚鷹”鼻祖XV-15

寇蒂斯-萊特X-100

　　在貝爾推進XV-3時，其他公司也沒有閒著，寇蒂斯-萊特公司在傾轉旋翼機領域的表現同樣突出。該公司從1957年開始研製X-100驗證機，這是一架雙座傾轉旋翼機，採用鋼管骨架鋁合金和織物混合蒙皮結構，具有後三點式固定起落架和T形尾翼。該機安裝一臺萊康明YT53渦軸發動機，進氣口位於駕駛艙後方的機背。發動機同樣通過長長的驅動軸來驅動翼尖傾轉旋翼，每副旋翼都有三片寬弦大扭角葉片。機尾安裝有發動機矢量尾噴管，可改變排氣方向以控制懸停時的俯仰和偏航。

寇蒂斯-萊特X-100

　　1959年9月15日。X-100機型了首次自由懸停飛行。完成工廠試飛後，該機被移交給NASA進行進一步試飛，在1961年10月5日的試飛中受損。雖然驗證機受損有限，但此時已經完成了試飛目標，累積了14個小時的飛行時間，所以NASA沒有興趣修理它。X-100最終被史密森尼國家航空航天博物館（NASM）收藏，但至今仍被扔在倉庫，沒有修復。

該機尾部具有奇特的推力矢量裝置

寇蒂斯-萊特X-19

　　NASA沒有興趣修理X-100的另一個主要原因是因為寇蒂斯-萊特已經著手更雄心勃勃的四傾轉旋翼機項目——X-200，準備自籌資金製造兩架原型機。X-200最後成功入選美國空軍、陸軍和海軍聯合實施的“三軍垂直起降項目”（TSVP），獲得了X-19的軍用編號。

寇蒂斯-萊特X-19

　　首架X-19原型機在1963年秋準備好了試飛。該機看上去像一架四座公務機，帶後掠垂尾和前後矩形機翼，每副機翼翼尖兩側都有傾轉旋翼，左右側旋翼旋轉方向相反以互相抵消扭矩。X-19採用全金屬結構，後機身安裝兩臺萊康明T55-L-7渦軸發動機，單臺功率1975千瓦（2750軸馬力），進氣口位於後機身上方。

X-19在總體設計上已經相當完善，但試飛表現不如人意

　　前三點式起落架都為單輪形式，前起落架向上收入機鼻，主起落架向後收入後機身。該機在懸停中的俯仰和滾轉操縱通過旋翼之間的槳距差動進行，偏航則通過旋翼週期變距進行。和固定翼一樣，X-19在平飛中依靠垂尾方向舵和機翼副翼控制。如果遭遇無法挽回的險情，兩名機組人員可以啟動零零火箭助推彈射座椅逃生。X-19長12.83米，前翼翼展5.94米，後翼翼展6.55米，空重4425千克。

　　X-19在1963年11月20日進行了首次懸停試飛，但很快重重落地。該機在1964年6月再次開始試飛，先是進行了平飛，然後再次嘗試懸停，表現非常不穩定。因此工程師們回到繪圖板，為X-19增加穩定增強系統。

懸停中的X-19

　　X-19項目進行得很不順利，存在資金不足和管理不善的問題，驗證機也出現了超重和操控性不良的缺陷。該機完成改進後在1965年初恢復試飛，在1965年8月25日的一次試飛中，一個傳動元件在懸停飛行中失效，導致一副旋翼故障，兩名機組人員明智逃生，毫髮無傷。

　　當X-19項目最終在1965年末被取消時，驗證機總飛行時間還不到4小時棄。第二架X-19原型機從未完成，後來被廢棄。X-19是由寇蒂斯-萊特研製的最後一架飛機，這家二戰期間叱吒風雲的優秀公司此時已經陷入衰落，再也未能恢復元氣。

轉自 空軍之翼