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# 写在前面

从上个世纪50年代开始，在美国陆军和空军的支持之下，美国各大航空公司就开始着手研制前飞速度较大的旋翼飞行器，最早被设计师提出来的是基于传统直升机之上加装机翼、辅助推进装置等部件的复合式直升机，由于新构型的直升机能够突破常规直升机的前飞速度理论限制，军方对此表示了极大的兴趣，在充足的资金推进下，美国航空界掀起了复合式直升机的研制热潮，这股热潮一直到1972年的夏延（AH-56A Cheyenne）复合式直升机的失败才冷却下来。

图——夏延复合式直升机

夏延的失败虽然不是复合式直升机理论的失败，但是受限于当时的生产制造工艺、理论技术以及造价过于昂贵等问题，夏延项目取消了，美国陆军放弃了复合式直升机的构想，转而推进了先进攻击直升机项目（Advanced Attack Helicopter；AAH），该项目最终促成了阿帕奇的诞生。

同样是在上世纪七十年代，稳步推进的贝尔的XV-15却取得了成功，这就把军方和投资方对高速型旋翼飞行器的期待目光都投向了倾转旋翼机，原本用于复合式直升机的预算也逐步转向倾转旋翼机，这直接促成了贝尔在倾转旋翼机上的稳步前进，打造出了瞩目全球的V-22 鱼鹰倾转旋翼机。

图——XV-15 倾转旋翼机

而“运气不太好”的复合直升机则随着夏延直升机项目的取消在美国沉寂了近四十年，被称为“Compound Gap”。当然这是题外话，本文不展开讲述，下次我会专门写篇文章展开讲述这一段复合式直升机的历史。

本号持续针对旋翼飞行器理论、设计、未来等相关内容进行深度解读，感兴趣的读者欢迎关注。

# 研制背景

为弥补常规直升机速度慢、航程短的缺陷，美国成功研发了V-22，倾转旋翼机兼具常规直升机垂直起降和空中悬停能力，以及飞机高速巡航飞行能力，其飞行速度、高度和经济效益都大大超过了现代直升机，因此引起了各国军事专家和航空界的浓厚兴趣。20世纪50-60年代，美国、加拿大及欧洲的一些公司竞相掀起了一股研制倾转旋翼机的热潮。美国的贝尔直升机公司是研制倾转旋翼机的先行者，早在20世纪40年代末就以竞标形式启动“垂直起落转换式飞行器”计划，还举行过两次工业界的可转换式飞行器会议，在此基础上开展了倾转旋翼技术的研究，并取得了丰硕成果。

V-22“鱼鹰”（Bell Boeing V-22 Ospery）是美国贝尔直升机公司和波音公司联合研制的、全球目前唯一进入现役的倾转旋翼机，这一项目的主导方——美国海军陆战队的重要任务就是两栖登陆作战，夺取敌方占领的岸滩以及一定纵深的区域，这与“鱼鹰”的最大优点（从海平线外出发，高速运送士兵直接占据敌方纵深地域）非常契合。在阿富汗、北非、中东等机场道路设施不健全的地区作战时，该机也能发挥出航程远、高时速的优点，并且比普通直升机更能适应高温、高原的恶劣条件。另外随着美国亚太战略的持续推进，“鱼鹰”成为美国在该地区的核心装备。部署到冲绳等亚太基地的“鱼鹰”，显然应对的是两栖登陆以及纵深作战等擅长的任务，其飞行半径约为600千米，一次空中加油后飞行半径可扩大到1100千米，从冲绳起飞，朝鲜半岛、中国均在其飞行半径之内，关岛成为“鱼鹰”的部署点。

美国军方表示，“鱼鹰”可以满足32种军事任务需求，赋予战场指挥官更多的选择和更大的灵活性。在作战时，一次最多可以运送35名士兵，相当于2.5架UH-60直升机运送的人数，而其飞行速度是UH-60的两倍，如此高效的运输平台无疑将成为美军航空备中的耀眼明星。

图——鱼鹰从舰面起飞

# 研制历程

1951年，美国军方提出“陆军-空军联合作战”计划，贝尔直升机公司在军的支持下开始研制XV-3倾转旋翼机。当时，美国一家飞机公司已开发出一种轻型倾转旋翼机1-G，但该机于1955年7月20日在高速前飞中坠毁，实际上它已经完成了直升机与飞机飞行模式之间的转换。当时总距操纵杆上的摩擦制动器发生了滑动，突然进入大角度俯冲，坠入了特拉华河。贝尔直升机公司采用1-G的设计思想，研制出两架XV-3原型机。原型机的机身长9.15米，旋翼直径7.62米，机翼翼展9.15米，全机总重量约为2218千克（包括燃油、飞行员和机载设备），设置了向下弹射的飞行员弹射座椅系统。

图——1-G试验机

XV-3的第一架原型机于1955年2月10日出厂，在完成机身和操纵系统载荷验证试验、振动鉴定和系统功能试验之后开始地面开车试验。旋翼稳定性检查试验表明，该机无任何地面共振趋势。为了评估飞行器最大速度、改善高速飞行的特性，并制定机动飞行诱发的旋翼挥舞最小的改进方案，1962年7月进行了XV-3风洞试验。1966年5月，最后一次风洞试验中，翼尖疲劳断裂最终导致两副旋翼撕裂，从而结束了XV-3的试验历程。

图——XV-3 倾转旋翼机

XV-3倾转旋翼机的试验，证实了倾转旋翼概念具有强大的生命力，其原理用于垂直起落运输飞行是基本可行的，并显示出了其技术优点，为后来XV-15和V-22项目提供了非常宝贵和丰富的数据。

1972年，NASA和陆军开展了一项全新的以涡轴发动机驱动的倾转旋翼机项目，波音公司和贝尔直升机公司分别提出设计方案。经过全面评估，贝尔直升机公司于1973年5月获得该项目合同。合同要求贝尔直升机公司制造和试验两架双发倾转旋翼研究机，为期4年。由NASA艾姆斯研究中心和美国陆军空中机动性研究和发展实验室联合投资与管理，估算费用为3720万美元，在该机获得初步成功后，1979年美国海军也为该项目提供资金。到1981年，实际上花费5000万美元。

该研究机的目的为试验和证实倾转旋翼的可行性，探索其可用飞行包线的限制，评估在军民用运输方面的需要。贝尔直升机公司利用XV-3的经验，证实了这种倾转旋翼的可能性，可以满足NASA及美国陆军的要求。该机的军方编号为XV-15。

图——XV-15 结构图

设计工作始于1973年7月，其大致研制过程如下：

• 第一架原型机于1976年10月出厂，1977年1月开始地面试车，5月3日实现首次悬停飞行，最大飞行速度限制在72千米/时。在这次首飞中完成了最初的悬停和低速操纵品质评估，包括绕起落航线飞行。
• 1978年3月交付NASA，同年7月完成全尺寸风洞试验。在飞行状态下（时速185-315千米）由直升机模式向飞机飞行模式转换，或是完成相反的转换，这种转换需要12秒。
• 第二架原型机于197年9月开始地面试验，1979年4月23日第一次完成直升机模式飞行，同年7月24日第一次在飞行中完成了从直升机模式向飞机飞行模式的转换，飞行中前飞速度达297千米/时。
• 在1979年11月1日的飞行中，空中完成飞行模式转换后，飞行速度达到383千米/时。
• 在1980年6月的试飞中，平飞速度达到560千米/时的目标。机动飞行时，过载达到2并在不同的模拟应急情况下评定了操纵品质。XV-15能从速度为111米/时的直升机模式迅速转换为飞机模式，时速增大到296千米，不需要增加发动机功率。
• 1980年8月，按合同完成了试验大纲中规定的试验内容。

原型机最初采用T-34C涡桨发动机，但试验证明T-34C达不到高性能倾转旋翼机的要求。也采用过T-37发动机，但在一次飞行试验中，由于发动机出现了故障，贝尔直升机公司最终选择了莱康明公司功率为1155千瓦的T53-TLCIK-4K涡轴发动机。

1981年6月在第34届巴黎航展上，XV-15第一次展出。在飞行表演前，已经进行过约100次转换飞行。在连续11天的飞行表演中，给世界直升机协会留下了深刻印象。

XV-15在此次航展上卓越的具有创造性的表演，在某种程度上促使了三军联合先进垂直起落飞机（JVX）项目，即后来V-22的诞生。

从技术观点看，项目获得圆满成功。作为军用和民用任务评估要求的一部分，对性能和操纵品质评估的最大收获是实现了客座飞行员计划。过去大部分研究机只由少数试飞员试飞，而1990年7月中旬，超过185名具有各种不同经验和能力的客座飞行员，包括只有很少飞行小时经验的私人飞行员飞行了XV-15，对该机都论作为直升机或者固定翼机都易于飞行；模式的转换快速、简便，工作负荷低；驾驶舱噪声和振动水平低。

为了追求更快的速度和更大的航程，1982年美国陆军提出了三军联合先进垂直起落飞机（JVX）项目。1983年1月因资金问题，陆军将该项目转给了美国海军。在没有竞标的情况下，军方将合同交给了贝尔直升机公司和波音公司，两家公司合作在XV-15的基础上开始研制实用型倾转旋翼机，其中贝尔直升机公司主要负责研制机翼、短舱、旋翼、整流罩、传动系统以及发动机的集成，波音公司主要负责机身、起落架、电气与液压系统以及航空电子的集成。1985年1月，美国将其正式命名为V-22"鱼鹰”。

图——鱼鹰的旋翼及短舱联接近照

1986年5月2日，开始进行为期7年的全尺寸研制（FSD），第一架原型机于1988年5月出厂，1989年3月19日首飞，同年9月14日实现了模式转换飞行。恰在此时，生产合同被美国国防部取消。取消生产合同是明智之举，因为当时“鱼鹰”还不具备生产条件，原型机存在许多设计缺陷。例如，在遇到紧急情况时，不能及时、有效地为飞行员提供关键信息，座舱内的仪表布局也与常规布局不一样等。总之，机身设计和仪表设置没能借鉴以往的成功经验，当时的V-22并不适合军用。

图——鱼鹰倾转旋翼机的设计图

1992年6月，第四架V-22原型机在弗吉尼亚州失事。事故调查表明：在模式转换飞行时，右发动机发生故障。这次意外事故当然不是倾转旋翼概念的错误，所以设计人员通过发动机设计的改进和增加保护措施，避免了这类事故再次发生的可能性。剩下的两架原型机继续进行飞行试验。1995年，已退役的第二架V-22原型机与保留下来的XV-15参加了巴黎航展。V-22倾转旋翼机在航展上大出风头，赢得众人青睐V-22的俯冲速度为556千米/时，作战航程大于852千米，动力装置采用两台艾利逊公司的T406-AD-400涡轴发动机，单台功率达4392千瓦，由于采用了这种低转速、大功率的发动机，因而噪声很低，对军、民应用都很有价值V-22的良好性能引起了美国军方的极大兴趣，美国各军种纷纷订货，并提出了各自不同的设计要求。海军陆战队把型号定名为MV-22A，用于取代正在服的CH-46和CH-53直升机，要求能以463千米/时的速度飞行，执行3700千米作战航程的战斗任务。

图——执行任务的鱼鹰倾转旋翼机

要能运输24名全副武装的陆战队士兵，能有4540千克的外挂重量的能力；海军则把型号定名为HV-22A，要求能以463千米/时的速度飞行，执行852千米作战航程的战斗、搜索和救援任务；海军还提出一种反潜型，定型为SV-22，用于取代固定翼飞机S-3；空军则把型号定为CV-22A，用它为特种作战部队提供新的全球范围作战能力，要求能在任务航程为1297千米的范围内运输12名特种兵，或能在463千米/时的速度下运送1300千克物资飞行1297千米；陆军除了采用基本的V-22作为突击机降外，还要用V-22作为电子战专用机。

图——空中受油的鱼鹰

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，陆军基本型远大于其他军种所要求的基本型。空军的特种作战型要求有很远的航程，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。所以V-22的占地不能超过CH-46，因此，翼展和桨叶尺寸都有限制。海军的搜索救援和反潜型要求有很好的悬停性能。具体到座舱的正副驾驶位置也有争议，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。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论。最后，陆军决定退出V-22计划。空军、海军对各自的要求做了很大的让步，由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成为MV-22，要求可以装载3名机组成员和24名士兵，速度463千米，时，作战半径371千米，无地效悬停高度914米。海军的搜索救援型称为HV-22，空军的特种作战型称为CV-22，反潜的SV-22取消。

图——鱼鹰折叠收起以减少舰面空间

1998年9月，V-22进入生产型开发阶段，该阶段的工作包括为期8个月的作战评估、1个月的海上试验，以及对动力装置的验证。生产型V-22做了许多改进，包括仪表板、操纵杆、起落架定位装置等，并加强了机舱的结构，在试飞过程中未发现任何大的设计失误与性能不良问题。

1999年2月，贝尔直升机公司开始在阿马里洛工厂总装首架海军生产型MV-22倾转旋翼机，这标志着生产型开发阶段结束。同年5月，首架生产型MV-22交付美国海军陆战队的VMMT204训练中队，第二架于7月交付。

空军的CV-22的12项设计评审工作于1998年12月完成1999年4月，贝尔直升机公司生产的第七架和第九架V-22被改装成美国空军特种作战机型。CV-22的首架生产型样机于1999年10月首飞，2000年交付美国空军，以进行为期12个月的试验2000年之前，V-22共出现过4次重大坠机事故，1991年6月11日，一架MV-22由于接线问题而坠毁，无人员伤广。1992年7月20日，一架MV-22从佛罗里达州的埃格林空军基地直飞1127千米以外的弗吉尼亚的海军陆战队总部，在降落过程中突然失去控制坠毁，机上7名乘员遇难，原因是机械故障导致发动机起火，2000年12月11日，又一架MV-22因为液压系统泄漏，加上飞行控制系统的操作失误，导致坠毁，4人丧生。

2005年1月，V-22开始了最后阶段的评估。在美国国防部国防采购委员会会议上，鱼鹰”项目被批准进入全速生产阶段，从而结束，该机为期18年的试验。2006年3月，美国海军建立了世界1第一个倾转旋翼中队VMM-263，海军陆战队飞行员成功驾驶“鱼鹰”倾转旋翼机完成广两次跨大西洋的连续飞行。这次行动为V-22的跨海飞行积累战术，技术和飞行程序，方面的经验，为2007年的首次战略部署做好准备。

VMM-263中队的“鱼鹰”于2007年9月部署在伊拉克，在最初7个月的部署中，VMM-263中队达到了70%的任务完备率和每架旋翼机月度飞行约65小时的纪录。V-22还被部署到阿富汗和利比亚用于战斗和救援行动。

2008年3月，贝尔直升机公司和波音公司获得一份为期5年、价值104亿美元的合同，为美国空军和海军陆战队制造167架“鱼鹰”。据美国国防部的评估，多年期采购合同将比分年采购合同节省资金4.27亿美元。按照该合同，美国海军陆战队和空军分别订购了141架MV-22突击运输型和26架CV-22B3特种作战型“鱼鹰”，2014年8月交付完毕。目前，正在执行第二份多年度采购合同，即2013-2017年采购合同，合同总价值65亿美元，共采购99架MV-22和CV-222010年4月，一架CV-22在阿富汗执行补给与渗透任务时，遭敌方炮火击落，机上4人丧生，16人受伤

2012年4月，一架MV-22在“非洲雄狮”联合军演中发生故障坠毁，2人遇难，2人受重伤。同年6月，一架V-22在训练中发生故障坠毁，5人受伤，无人丧生。2013年在阿富汗战场，一名“鱼鹰”飞行员在夜间行动中由于佩戴夜视镜在降落时错判高度，导致飞行器硬着陆，无人员伤亡，虽然实战部署后发生了4起事故，但这与原型机试飞阶段发生的事故有着本质的区别：并不是由“鱼鹰”本身的缺陷造成的，也印证了从2000年起到实战部署之前的改进、试飞获得了切实的成果。

图——夜间作业的鱼鹰

2012年10月6日，美军12架MV-22全部抵达日本冲绳美军普天间基地，并完成了部署。

截至2014年年底，美国海军陆战队共接收了242架MV-22，美国空军则拥有44架CV-220从最早的XV-3开始，历时半个多世纪，倾转旋翼机技术才日渐成熟。“鱼鹰"这一代表了旋翼机领域最高技术水平的机型，会在战略、战术层面上产生一定的影响，应当引起足够的重视。

图——穿梭舰艇之间的鱼鹰概念图