03.04 首架CMV-22B舰载运输机交付美国海军,有何改进之处?

经过数年的研制和测试,美国海军终于迎来了第一架CMV-22B“鱼鹰”舰载运输机

。据媒体报道,当地时间2月7日,在贝尔组装中心举行的揭幕仪式上,贝尔-波音公司向美国海军交付了首架CMV-22B运输机。据悉,这架飞机是两架用于发展测试的CMV-22B中的第一架,编号9435。该机在去年12月进行了首次验证试飞,并于今年1月21日进行了正式首飞。在正式服役之前,CMV-22B舰载运输机仍将进行密集测试。

首架CMV-22B舰载运输机交付美国海军,有何改进之处?

CMV-22B是一款航母舰载运输机

作为V-22“鱼鹰”倾转旋翼机中的一员,CMV-22B是专门为美国航母研制的舰载运输机版本,有着与其他“鱼鹰”不同的特点。CMV-22B是从美国海军陆战队使用的MV-22B改进而来,因此和MV-22B有很多相似之处。同时,CMV-22B作为美国航母舰载机的新成员,也有一些特殊变化,专门针对美国航母的新需求进行了很多改良设计,比如它能够运载F-35C舰载战斗机的动力装置。作为“灰狗”运输机的继任者,CMV-22B将逐步取代老旧的C-2A,为美国航母提供强有力的后勤保障,在美国海军未来发展中扮演重要角色。

一、V-22倾转旋翼机的发展脉络梳理:倾转旋翼机中的F-35

在介绍CMV-22B舰载运输机之前,先梳理一下V-22“鱼鹰”倾转旋翼机的发展脉络。早在上世纪五十年代,美国就开始着手研制倾转翼飞机,贝尔公司的XV-3于1955年8月进行了首飞,第二架XV-3试验机进行了一百多次的试飞。到了1968年,贝尔公司推出了更庞大的Model 300倾转翼运输机,在此基础上又推出了改进型的Model 301,后更名为

XV-15,并制造了两架原型机。XV-15进行了多次试验包括着舰试验,为倾转旋翼机的研制积累了丰富的经验,为V-22“鱼鹰”的诞生奠定了基础。

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XV-15原型机在一艘两栖攻击舰上进行测试

进入1980年代初期,贝尔公司提出了倾转翼飞机的新发展规划,主要内容是使新飞机能够满足多种任务需求,同时期望获得潜在订单以降低研制风险。贝尔的倾转翼飞机引起了美国军方的兴趣,1981年12月批准了“联合军种先进垂直起降飞机”计划,准备开发一款实用型倾转翼飞机。1982年12月联合作战需求文件发布,1983年4月贝尔-波音公司获得了初步设计合同,1984年7月提交了全尺寸方案。美国海军于1984年8月授予了贝尔-波音正式设计合同,1985年1月将其定名为V-22“鱼鹰”,1986年5月签署了全尺寸发展合同。

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V-22首飞30周年纪念飞行

尽管V-22项目的进展并不算特别慢,首架全尺寸原型机于1989年3月完成了首飞,但是其过程却并不顺利。在1990年前后,美国内部对是否要研制V-22充满争议,主要原因是它的成本昂贵、技术复杂、事故多发,发展前景并不被看好。在1991年和1992年,V-22先后发生了两起事故,导致多人死亡。尽管困难重重,但V-22“鱼鹰”项目还是坚持了下来,并且重新恢复了正常研制。1992年10月,美国海军授予了贝尔-波音公司V-22的工程和制造开发(EMD)合同(1994年被批准)。1993年V-22再次获得了研发资金,并且在1994年完成了初步设计审查,进入操作评估测试阶段。

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从1994年5月16日至7月8日,美国海军直升机测试中队(HMX-1)对V-22进行了第一次操作评估测试(OT-IIA),1995年9月9日至10月18日进行了第二次操作评估试验(OT-IIB),1996年10月到1997年5月进行了第三次操作评估(OT-IIC)。其中OT-IIC评估分成六个阶段,包括舰载评估、维护演示、通过FSD飞机和有人驾驶飞行模拟器使用战术飞机、作战训练计划、计划文档审查和软件分析。在工程和制造开发(EMD)阶段,共制造了4架EMD型V-22,于1997年2月5日进行了首次飞行

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美国空军特战部队的CV-22B

众所周知,F-35战斗机拥有三种不同型号,分别供美国空军、美国海军陆战队和美国海军使用。V-22“鱼鹰”就像倾转旋翼机中的F-35一样,也推出了不同型号。海军陆战队使用的V-22被命名为MV-22B,美国空军特战部队的“鱼鹰”被命名为CV-22B,美国海军的舰载型V-22“鱼鹰”被命名为CMV-22B。首先接收V-22的是美国海军陆战队,首架MV-22B在1999年4月进行了首飞,5月交付给海军陆战队用于评估测试。美国空军特种作战司令部于2006年接收了首架量产型CV-22B。美国海军的CMV-22B舰载运输机,是从2015年开始提出的。

二、CMV-22B舰载运输机的研制历程:从MV-22B改进而来

鉴于美国海军陆战队MV-22B的优秀表现,在美国空军之后,美国海军也决定采购V-22“鱼鹰”倾转旋翼运输机。2015年1月,美国海军决定用V-22“鱼鹰”取代传统的C-2“灰狗”运输机。为了避免和其他机型混淆,美国海军决定给它一个新名字。2015年6月的一个报道称,“海军改型”V-22“鱼鹰”将不再使用“M”或“C”的代号,因为海军陆战队和空军已经使用了。美国海军还曾考虑将老旧的HH-60救援直升机和SH-2反潜直升机换成V-22“鱼鹰”直升机,并将它们分别命名为HV-22A和SV-22A。不过这些想法并没有付诸实施,只有一个运输机型号得到了保留,这就是

HV-22B,但这也是一个非正式的名称。2016年初,美国海军正式将新版“鱼鹰”运输机命名为CMV-22B。

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一架MV-22B在测试装运F135发动机模块

在美国海军的计划中,CMV-22B将取代C-2运输机,执行舰载交付(COD)任务,成为美国航母货物补给方面的新角色。CMV-22B的主要任务是将人员、邮件和优先货物从先遣基地运送到海上基地,为联合部队海上指挥官提供急需的远程空中后勤支持。同时,CMV-22B也将执行一些新任务,比如在F-35C服役之后,“鱼鹰”舰载运输机的主要任务之一将是运送普惠F135发动机。海军陆战队的MV-22B已经进行了验证。2015年5月,一架MV-22B在海上试验中,使用专门设计的平台将F135发动机模块成功运送到了“黄蜂”号两栖攻击舰,动力模块及保护装置的重量加起来接近4086千克。CMV-22B还将扩充油箱容量,将最大航程从MV-22B的860海里增加到1150海里。

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CMV-22B示意图

2016年3月31日,美国海军航空系统司令部宣布与贝尔-波音公司签署了一份合同,其中包括“与海军改型V-22能力发展相关的非经常性工程服务”,涵盖三种设计变更,包括增程燃料系统。此举标志着美国海军正式采用V-22“鱼鹰”运输机,CMV-22B的研制和改进工作也随即开始。2016年8月,贝尔-波音公司获得了价值8025万美元的V-22倾转旋翼机的合同修正款,负责为美国海军的CMV-22B修改多个零部件。2017年7月,霍尼韦尔公司被选中为CMV-22B生产侧面空气面板组件。2018年7月2日,贝尔-波音公司获得一份为美国海军制造39架CMV-22B“鱼鹰”舰载运输机的合同。

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CMV-22B在2019年12月进行了第一次试飞

2018年7月12日,美国海军的2名飞行员和2名机组成员,驾驶MV-22倾转旋翼机完成了一次远距离飞行,这是美国海军进行的首次全部由海军机组成员驾驶的MV-22飞行。为了完成美国海军等签署的新订单,2018年贝尔-波音公司特意改造了一条全新的V-22生产线。2018年8月,雷神公司开始为CMV-22B研发前视红外(FLIR)系统。2020年1月21日,第一架CMV-22B“鱼鹰”在贝尔公司阿马里洛组装中心完成了首飞(2019年12月19日进行了第一次试飞)。

三、CMV-22B舰载运输机的特殊改进:为航母的新需求而生

前面已经提到,因为CMV-22B“鱼鹰”是为美国海军航母研制的舰载版运输机,所以它专门进行了一些特殊改进,以满足航母战斗群的实际需求。和美国海军陆战队的MV-22B相比,美国海军CMV-22B“鱼鹰”主要有以下三个方面的改进

第一,携带更多燃料以增加航程。美国海军陆战队MV-22B“鱼鹰”旋翼机的有效航程是860海里,美国空军CV-22B在搭载辅助油箱的情况下能够达到2100海里的航程。美国海军的CMV-22B既需要考虑一定的航程,同时还要保持一定的运载能力,因为它是一款舰载运输机,它的定位明显不同于MV-22B和CV-22B。美国海军希望CMV-22B能够在1150海里(约2130公里)范围内运送6000磅(约2722千克)的货物或人员。为了实现这一目标,CMV-22B舰载运输机在机翼处增加了两个新的60加仑油箱,能够提供额外120加仑的燃料,另外还重新设计了前部油箱,增加了内部燃料容量。

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一架MV-22B准备降落在两栖攻击舰的甲板上

第二,安装超视距高频无线电系统。由于CMV-22B的航程明显大于MV-22B,所以它需要安装一个超视距(BLOS)高频(HF)无线电系统,以及改进的指挥和控制能力,以便能够和舰队或陆上基地进行超视距通信联络。有分析称,这是一个关键的安全问题,特别是在执行岸上到航母的任务中,CMV-22B的机组人员通常无法进行转向。这些任务有一个“不归点”,即飞行员必须做出返回基地或继续航行的决定。在此之前,机组人员必须能够联系到航母舰队,以确定其位置、航向和速度,还有天气和战术情况。如果出现意外,CMV-22B无法和航母进行通信的话,那么它很可能会找不到目标。

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试飞中的CMV-22B

第三,配备公共广播系统。作为一款运输机,CMV-22B除了运送物质外,有时候还将搭载人员。也就是说,除了飞行员和机组成员外,CMV-22B还会有“乘客”。在美国海军陆战队的MV-22B和美国空军特战部队的CV-22B上,机组人员可以通过耳机或手势进行交流。但是在CMV-22B运输机上,“乘客”没有接受过这种训练,因此机组人员需要通过另一种方式与他们进行交流,并为他们提供信息或指示。这个时候,公共广播系统无疑是一个必备的选项。

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MV-22B的驾驶舱

除了以上三点外,CMV-22B舰载运输机还有其他一些改进。比如改进的货物装卸照明系统,能够方便货物的装载作业。CMV-22B还将改进燃料倾倒能力,以便在紧急情况下在飞行中倾倒燃料。CMV-22B还将加装空中加油装置,增加空中加油能力,以便为航母上的其他海军舰载机补充燃料。该机的玻璃座舱将安装4个多功能显示器(MFD)来显示图像和地图,还将配备夜视镜。CMV-22B的机头下方可搭载一个传感器吊舱,内置视频跟踪器、光电和前视红外摄像机,可以跟踪目标并生成高清实时图像。

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MV-22B的旋翼

在基础设计和其他系统方面,CMV-22B仍将沿用MV-22B的设计。CMV-22B将采用固定翼设计,两个主翼安装在机身顶部,尾部是一对由水平尾翼连接的垂直尾鳍。CMV-22B舰载运输机具有垂直起降和短距起降能力,在这两种模式下的最大起飞重量分别是23.4吨和25.4吨。该机可以携带6000磅的货物或人员,包括4名机组人员和最多23名乘客。其航空电子设备包括自动驾驶仪、前视红外系统、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)、战术空中导航系统(TACAN)、仪表着陆系统(ILS)、电传飞行控制和甚高频无线电导航等。

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折叠状态的MV-22B

美国海军CMV-22B舰载运输机的机身主要由石墨增强环氧复合材料打造,与典型的金属结构相比,该复合结构将提高强度重量比、耐腐蚀性和损伤容限。CMV-22B由两台罗尔斯·罗伊斯的Liberty AE1107C发动机提供动力,每台发动机可产生6150轴马力。每台发动机有一个14级压缩机,一个两级动力涡轮、一个两级燃气发生器涡轮,安装了全权限数字控制系统。两台发动机各驱动一个直径38英尺、拥有3叶片桨叶的旋翼,通过相互连接的轴系来保持同步,在一台发动机出现故障时依靠单旋翼飞行。

四、CMV-22B舰载运输机的发展前景探析:C-2A“灰狗”继任者

经过改进之后的CMV-22B,具备了和C-2A类似的运输能力,这使它能够替代C-2A执行航母的后勤保障服务。但是作为C-2A的继任者,CMV-22B具有更先进的技术以及更大的操作灵活性。C-2A运输机的起降依赖跑道,所以只能先将货物运送到航母,然后再利用舰载直升机将货物分散到舰队的其他战舰。凭借优秀的垂直起降能力,CMV-22B可以直接向驱逐舰或巡洋舰运送货物。所以,在执行航母战斗群的后勤运输任务时,CMV-22B更加灵活便捷。除此之外,CMV-22B的发展还

具有以下优势

首先,CMV-22B的技术较为成熟,研发进度很快。CMV-22B舰载运输机是在MV-22B的基础上改进而来的,因此研发难度较小,能够较为快速地完成改进和定型。V-22“鱼鹰”的研制前后耗时几十年,在测试中发生了多起坠机事故,导致数十人丧生,付出了很大代价。首先服役的MV-22B已经服役运行了十余年,对各个系统和装备进行了较为充分的验证,技术已经比较成熟,使用经验也很丰富。CMV-22B相当于是踩在巨人的肩膀上发展的,所以短短几年时间就完成了主要研发工作,并进行了首飞。

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美国海军利用MV-22B在“卡尔·文森”号航母上进行测试

其次,CMV-22B可以使用MV-22B进行前期测试,省时又省力。由于MV-22B和CMV-22B之间的差异较小,主要系统都没有发生大的变化,所以CMV-22B可以利用现成的MV-22B进行舰载和高毛重测试等前期测试工作。这样做的好处有很多,不仅可以加快CMV-22B的研发和测试进度,还能降低可能存在的风险,当然也能减少投入。早在2016年夏,美国海军就开始利用MV-22B倾转旋翼机在“卡尔·文森”号航母上进行改进型CMV-22B的舰队作战评估试验。

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美国海军飞行员驾驶MV-22B从“罗斯福”号航母上起飞

再次,美国海军能够利用MV-22B及其设施培训CMV-22B的相关人员。美国海军专门建立了一个海军航空训练支持小组,利用海军陆战队的V-22舰队替换中队和海军倾转旋翼机204训练中队的基础设施培训CMV-22B的相关人员,包括飞行员、机组成员和维修人员等。2018年12月,美国海军成立了第一个“鱼鹰”中队,即第30舰队后勤多任务中队。随后该中队的水兵们也加入了美国海军陆战队的培训,学习驾驶和维修CMV-22B舰载运输机的技能。2019年4月30日,美国海军飞行员赫尔曼驾驶MV-22B从“罗斯福”号航母的飞行甲板上起飞,成为未来CMV-22B飞行员中第一个在航母上起飞的人。

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CMV-22B将成为“灰狗”运输机的继任者

最后,CMV-22B的交付时间超出预期,发展前景可期。由于具备以上几个优势,CMV-22B的发展进度很快,交付时间也超出了预期。美国海军对CMV-22B的前景十分看好,预计只需要18个月就可以进行初始部署,未来能够随时随地向航母战斗群提供他们所需要的海上力量。按照美国海军的计划,从C-2A“灰狗”向CMV-22B“鱼鹰”的过渡将在2020年开始,完整操作能力预计在2022年实现。CMV-22B预计将在2021年和F-35C一起部署到“卡尔·文森”号航母上。届时CMV-22B将作为“灰狗”运输机的继任者,成为美国海军航母舰载机的新成员。


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