美國航母艦載機新成員,“灰狗”繼任者,淺析CMV-22B運輸機

經過數年的研製和測試,美國海軍終於迎來了第一架CMV-22B“魚鷹”艦載運輸機

。據媒體報道,當地時間2月7日,在貝爾組裝中心舉行的揭幕儀式上,貝爾-波音公司向美國海軍交付了首架CMV-22B運輸機。據悉,這架飛機是兩架用於發展測試的CMV-22B中的第一架,編號9435。該機在去年12月進行了首次驗證試飛,並於今年1月21日進行了正式首飛。在正式服役之前,CMV-22B艦載運輸機仍將進行密集測試。

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CMV-22B是一款航母艦載運輸機

作為V-22“魚鷹”傾轉旋翼機中的一員,CMV-22B是專門為美國航母研製的艦載運輸機版本,有著與其他“魚鷹”不同的特點。CMV-22B是從美國海軍陸戰隊使用的MV-22B改進而來,因此和MV-22B有很多相似之處。同時,CMV-22B作為美國航母艦載機的新成員,也有一些特殊變化,專門針對美國航母的新需求進行了很多改良設計,比如它能夠運載F-35C艦載戰鬥機的動力裝置。作為“灰狗”運輸機的繼任者,CMV-22B將逐步取代老舊的C-2A,為美國航母提供強有力的後勤保障,在美國海軍未來發展中扮演重要角色。

一、V-22傾轉旋翼機的發展脈絡梳理:傾轉旋翼機中的F-35

在介紹CMV-22B艦載運輸機之前,先梳理一下V-22“魚鷹”傾轉旋翼機的發展脈絡。早在上世紀五十年代,美國就開始著手研製傾轉翼飛機,貝爾公司的XV-3於1955年8月進行了首飛,第二架XV-3試驗機進行了一百多次的試飛。到了1968年,貝爾公司推出了更龐大的Model 300傾轉翼運輸機,在此基礎上又推出了改進型的Model 301,後更名為

XV-15,並製造了兩架原型機。XV-15進行了多次試驗包括著艦試驗,為傾轉旋翼機的研製積累了豐富的經驗,為V-22“魚鷹”的誕生奠定了基礎。

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XV-15原型機在一艘兩棲攻擊艦上進行測試

進入1980年代初期,貝爾公司提出了傾轉翼飛機的新發展規劃,主要內容是使新飛機能夠滿足多種任務需求,同時期望獲得潛在訂單以降低研製風險。貝爾的傾轉翼飛機引起了美國軍方的興趣,1981年12月批准了“聯合軍種先進垂直起降飛機”計劃,準備開發一款實用型傾轉翼飛機。1982年12月聯合作戰需求文件發佈,1983年4月貝爾-波音公司獲得了初步設計合同,1984年7月提交了全尺寸方案。美國海軍於1984年8月授予了貝爾-波音正式設計合同,1985年1月將其定名為V-22“魚鷹”,1986年5月簽署了全尺寸發展合同。

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V-22首飛30週年紀念飛行

儘管V-22項目的進展並不算特別慢,首架全尺寸原型機於1989年3月完成了首飛,但是其過程卻並不順利。在1990年前後,美國內部對是否要研製V-22充滿爭議,主要原因是它的成本昂貴、技術複雜、事故多發,發展前景並不被看好。在1991年和1992年,V-22先後發生了兩起事故,導致多人死亡。儘管困難重重,但V-22“魚鷹”項目還是堅持了下來,並且重新恢復了正常研製。1992年10月,美國海軍授予了貝爾-波音公司V-22的工程和製造開發(EMD)合同(1994年被批准)。1993年V-22再次獲得了研發資金,並且在1994年完成了初步設計審查,進入操作評估測試階段。

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從1994年5月16日至7月8日,美國海軍直升機測試中隊(HMX-1)對V-22進行了第一次操作評估測試(OT-IIA),1995年9月9日至10月18日進行了第二次操作評估試驗(OT-IIB),1996年10月到1997年5月進行了第三次操作評估(OT-IIC)。其中OT-IIC評估分成六個階段,包括艦載評估、維護演示、通過FSD飛機和有人駕駛飛行模擬器使用戰術飛機、作戰訓練計劃、計劃文檔審查和軟件分析。在工程和製造開發(EMD)階段,共製造了4架EMD型V-22,於1997年2月5日進行了首次飛行

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美國空軍特戰部隊的CV-22B

眾所周知,F-35戰鬥機擁有三種不同型號,分別供美國空軍、美國海軍陸戰隊和美國海軍使用。V-22“魚鷹”就像傾轉旋翼機中的F-35一樣,也推出了不同型號。海軍陸戰隊使用的V-22被命名為MV-22B,美國空軍特戰部隊的“魚鷹”被命名為CV-22B,美國海軍的艦載型V-22“魚鷹”被命名為CMV-22B。首先接收V-22的是美國海軍陸戰隊,首架MV-22B在1999年4月進行了首飛,5月交付給海軍陸戰隊用於評估測試。美國空軍特種作戰司令部於2006年接收了首架量產型CV-22B。美國海軍的CMV-22B艦載運輸機,是從2015年開始提出的。

二、CMV-22B艦載運輸機的研製歷程:從MV-22B改進而來

鑑於美國海軍陸戰隊MV-22B的優秀表現,在美國空軍之後,美國海軍也決定採購V-22“魚鷹”傾轉旋翼運輸機。2015年1月,美國海軍決定用V-22“魚鷹”取代傳統的C-2“灰狗”運輸機。為了避免和其他機型混淆,美國海軍決定給它一個新名字。2015年6月的一個報道稱,“海軍改型”V-22“魚鷹”將不再使用“M”或“C”的代號,因為海軍陸戰隊和空軍已經使用了。美國海軍還曾考慮將老舊的HH-60救援直升機和SH-2反潛直升機換成V-22“魚鷹”直升機,並將它們分別命名為HV-22A和SV-22A。不過這些想法並沒有付諸實施,只有一個運輸機型號得到了保留,這就是

HV-22B,但這也是一個非正式的名稱。2016年初,美國海軍正式將新版“魚鷹”運輸機命名為CMV-22B。

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一架MV-22B在測試裝運F135發動機模塊

在美國海軍的計劃中,CMV-22B將取代C-2運輸機,執行艦載交付(COD)任務,成為美國航母貨物補給方面的新角色。CMV-22B的主要任務是將人員、郵件和優先貨物從先遣基地運送到海上基地,為聯合部隊海上指揮官提供急需的遠程空中後勤支持。同時,CMV-22B也將執行一些新任務,比如在F-35C服役之後,“魚鷹”艦載運輸機的主要任務之一將是運送普惠F135發動機。海軍陸戰隊的MV-22B已經進行了驗證。2015年5月,一架MV-22B在海上試驗中,使用專門設計的平臺將F135發動機模塊成功運送到了“黃蜂”號兩棲攻擊艦,動力模塊及保護裝置的重量加起來接近4086千克。CMV-22B還將擴充油箱容量,將最大航程從MV-22B的860海里增加到1150海里。

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CMV-22B示意圖

2016年3月31日,美國海軍航空系統司令部宣佈與貝爾-波音公司簽署了一份合同,其中包括“與海軍改型V-22能力發展相關的非經常性工程服務”,涵蓋三種設計變更,包括增程燃料系統。此舉標誌著美國海軍正式採用V-22“魚鷹”運輸機,CMV-22B的研製和改進工作也隨即開始。2016年8月,貝爾-波音公司獲得了價值8025萬美元的V-22傾轉旋翼機的合同修正款,負責為美國海軍的CMV-22B修改多個零部件。2017年7月,霍尼韋爾公司被選中為CMV-22B生產側面空氣面板組件。2018年7月2日,貝爾-波音公司獲得一份為美國海軍制造39架CMV-22B“魚鷹”艦載運輸機的合同。

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CMV-22B在2019年12月進行了第一次試飛

2018年7月12日,美國海軍的2名飛行員和2名機組成員,駕駛MV-22傾轉旋翼機完成了一次遠距離飛行,這是美國海軍進行的首次全部由海軍機組成員駕駛的MV-22飛行。為了完成美國海軍等簽署的新訂單,2018年貝爾-波音公司特意改造了一條全新的V-22生產線。2018年8月,雷神公司開始為CMV-22B研發前視紅外(FLIR)系統。2020年1月21日,第一架CMV-22B“魚鷹”在貝爾公司阿馬裡洛組裝中心完成了首飛(2019年12月19日進行了第一次試飛)。

三、CMV-22B艦載運輸機的特殊改進:為航母的新需求而生

前面已經提到,因為CMV-22B“魚鷹”是為美國海軍航母研製的艦載版運輸機,所以它專門進行了一些特殊改進,以滿足航母戰鬥群的實際需求。和美國海軍陸戰隊的MV-22B相比,美國海軍CMV-22B“魚鷹”主要有以下三個方面的改進

第一,攜帶更多燃料以增加航程。美國海軍陸戰隊MV-22B“魚鷹”旋翼機的有效航程是860海里,美國空軍CV-22B在搭載輔助油箱的情況下能夠達到2100海里的航程。美國海軍的CMV-22B既需要考慮一定的航程,同時還要保持一定的運載能力,因為它是一款艦載運輸機,它的定位明顯不同於MV-22B和CV-22B。美國海軍希望CMV-22B能夠在1150海里(約2130公里)範圍內運送6000磅(約2722千克)的貨物或人員。為了實現這一目標,CMV-22B艦載運輸機在機翼處增加了兩個新的60加侖油箱,能夠提供額外120加侖的燃料,另外還重新設計了前部油箱,增加了內部燃料容量。

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一架MV-22B準備降落在兩棲攻擊艦的甲板上

第二,安裝超視距高頻無線電系統。由於CMV-22B的航程明顯大於MV-22B,所以它需要安裝一個超視距(BLOS)高頻(HF)無線電系統,以及改進的指揮和控制能力,以便能夠和艦隊或陸上基地進行超視距通信聯絡。有分析稱,這是一個關鍵的安全問題,特別是在執行岸上到航母的任務中,CMV-22B的機組人員通常無法進行轉向。這些任務有一個“不歸點”,即飛行員必須做出返回基地或繼續航行的決定。在此之前,機組人員必須能夠聯繫到航母艦隊,以確定其位置、航向和速度,還有天氣和戰術情況。如果出現意外,CMV-22B無法和航母進行通信的話,那麼它很可能會找不到目標。

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試飛中的CMV-22B

第三,配備公共廣播系統。作為一款運輸機,CMV-22B除了運送物質外,有時候還將搭載人員。也就是說,除了飛行員和機組成員外,CMV-22B還會有“乘客”。在美國海軍陸戰隊的MV-22B和美國空軍特戰部隊的CV-22B上,機組人員可以通過耳機或手勢進行交流。但是在CMV-22B運輸機上,“乘客”沒有接受過這種訓練,因此機組人員需要通過另一種方式與他們進行交流,併為他們提供信息或指示。這個時候,公共廣播系統無疑是一個必備的選項。

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MV-22B的駕駛艙

除了以上三點外,CMV-22B艦載運輸機還有其他一些改進。比如改進的貨物裝卸照明系統,能夠方便貨物的裝載作業。CMV-22B還將改進燃料傾倒能力,以便在緊急情況下在飛行中傾倒燃料。CMV-22B還將加裝空中加油裝置,增加空中加油能力,以便為航母上的其他海軍艦載機補充燃料。該機的玻璃座艙將安裝4個多功能顯示器(MFD)來顯示圖像和地圖,還將配備夜視鏡。CMV-22B的機頭下方可搭載一個傳感器吊艙,內置視頻跟蹤器、光電和前視紅外攝像機,可以跟蹤目標並生成高清實時圖像。

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MV-22B的旋翼

在基礎設計和其他系統方面,CMV-22B仍將沿用MV-22B的設計。CMV-22B將採用固定翼設計,兩個主翼安裝在機身頂部,尾部是一對由水平尾翼連接的垂直尾鰭。CMV-22B艦載運輸機具有垂直起降和短距起降能力,在這兩種模式下的最大起飛重量分別是23.4噸和25.4噸。該機可以攜帶6000磅的貨物或人員,包括4名機組人員和最多23名乘客。其航空電子設備包括自動駕駛儀、前視紅外系統、全球定位系統(GPS)、慣性導航系統(INS)、戰術空中導航系統(TACAN)、儀表著陸系統(ILS)、電傳飛行控制和甚高頻無線電導航等。

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摺疊狀態的MV-22B

美國海軍CMV-22B艦載運輸機的機身主要由石墨增強環氧複合材料打造,與典型的金屬結構相比,該複合結構將提高強度重量比、耐腐蝕性和損傷容限。CMV-22B由兩臺羅爾斯·羅伊斯的Liberty AE1107C發動機提供動力,每臺發動機可產生6150軸馬力。每臺發動機有一個14級壓縮機,一個兩級動力渦輪、一個兩級燃氣發生器渦輪,安裝了全權限數字控制系統。兩臺發動機各驅動一個直徑38英尺、擁有3葉片槳葉的旋翼,通過相互連接的軸系來保持同步,在一臺發動機出現故障時依靠單旋翼飛行。

四、CMV-22B艦載運輸機的發展前景探析:C-2A“灰狗”繼任者

經過改進之後的CMV-22B,具備了和C-2A類似的運輸能力,這使它能夠替代C-2A執行航母的後勤保障服務。但是作為C-2A的繼任者,CMV-22B具有更先進的技術以及更大的操作靈活性。C-2A運輸機的起降依賴跑道,所以只能先將貨物運送到航母,然後再利用艦載直升機將貨物分散到艦隊的其他戰艦。憑藉優秀的垂直起降能力,CMV-22B可以直接向驅逐艦或巡洋艦運送貨物。所以,在執行航母戰鬥群的後勤運輸任務時,CMV-22B更加靈活便捷。除此之外,CMV-22B的發展還

具有以下優勢

首先,CMV-22B的技術較為成熟,研發進度很快。CMV-22B艦載運輸機是在MV-22B的基礎上改進而來的,因此研發難度較小,能夠較為快速地完成改進和定型。V-22“魚鷹”的研製前後耗時幾十年,在測試中發生了多起墜機事故,導致數十人喪生,付出了很大代價。首先服役的MV-22B已經服役運行了十餘年,對各個系統和裝備進行了較為充分的驗證,技術已經比較成熟,使用經驗也很豐富。CMV-22B相當於是踩在巨人的肩膀上發展的,所以短短几年時間就完成了主要研發工作,並進行了首飛。

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美國海軍利用MV-22B在“卡爾·文森”號航母上進行測試

其次,CMV-22B可以使用MV-22B進行前期測試,省時又省力。由於MV-22B和CMV-22B之間的差異較小,主要系統都沒有發生大的變化,所以CMV-22B可以利用現成的MV-22B進行艦載和高毛重測試等前期測試工作。這樣做的好處有很多,不僅可以加快CMV-22B的研發和測試進度,還能降低可能存在的風險,當然也能減少投入。早在2016年夏,美國海軍就開始利用MV-22B傾轉旋翼機在“卡爾·文森”號航母上進行改進型CMV-22B的艦隊作戰評估試驗。

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美國海軍飛行員駕駛MV-22B從“羅斯福”號航母上起飛

再次,美國海軍能夠利用MV-22B及其設施培訓CMV-22B的相關人員。美國海軍專門建立了一個海軍航空訓練支持小組,利用海軍陸戰隊的V-22艦隊替換中隊和海軍傾轉旋翼機204訓練中隊的基礎設施培訓CMV-22B的相關人員,包括飛行員、機組成員和維修人員等。2018年12月,美國海軍成立了第一個“魚鷹”中隊,即第30艦隊後勤多任務中隊。隨後該中隊的水兵們也加入了美國海軍陸戰隊的培訓,學習駕駛和維修CMV-22B艦載運輸機的技能。2019年4月30日,美國海軍飛行員赫爾曼駕駛MV-22B從“羅斯福”號航母的飛行甲板上起飛,成為未來CMV-22B飛行員中第一個在航母上起飛的人。

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CMV-22B將成為“灰狗”運輸機的繼任者

最後,CMV-22B的交付時間超出預期,發展前景可期。由於具備以上幾個優勢,CMV-22B的發展進度很快,交付時間也超出了預期。美國海軍對CMV-22B的前景十分看好,預計只需要18個月就可以進行初始部署,未來能夠隨時隨地向航母戰鬥群提供他們所需要的海上力量。按照美國海軍的計劃,從C-2A“灰狗”向CMV-22B“魚鷹”的過渡將在2020年開始,完整操作能力預計在2022年實現。CMV-22B預計將在2021年和F-35C一起部署到“卡爾·文森”號航母上。屆時CMV-22B將作為“灰狗”運輸機的繼任者,成為美國海軍航母艦載機的新成員。


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