一種飛行器能否同時(shí)具備空中懸停與高速飛行兩種性能？對(duì)于這樣一個(gè)幾十年沒有解決的問題，現(xiàn)在去進(jìn)行探索求得一個(gè)目標(biāo)真的有意義嗎？對(duì)于美國(guó)國(guó)防部預(yù)先研究計(jì)劃局(DARPA)來說，答案當(dāng)然是肯定的。DARPA目前正在就研制新的垂直起降飛行器(VTOL)進(jìn)行招標(biāo)，新的飛行器將兼具直升機(jī)的低速靈活性和固定翼飛機(jī)的高速性能。
關(guān)于上述招標(biāo)，DARPA的目標(biāo)是用52個(gè)月的時(shí)間制造一款新的VTOL型X飛機(jī)，資金投入為1.3億美元。DARPA希望競(jìng)標(biāo)者能提供一些全新的設(shè)計(jì)概念，而不是對(duì)已有設(shè)計(jì)概念的簡(jiǎn)單重復(fù)和修改。
DARPA的高要求
不久前，曾擔(dān)任西科斯基公司X2技術(shù)驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目主管的阿什什·巴蓋跳槽到DARPA擔(dān)任新的X飛機(jī)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，從中也許能看出DARPA的一些思路。共軸雙旋翼布局的X2技術(shù)驗(yàn)證機(jī)西科斯基公司是20世紀(jì)70年代研制的XH-59“先進(jìn)槳葉概念”驗(yàn)證機(jī)的改進(jìn)型，后者因?yàn)轱w行員負(fù)荷過大、油耗高、槳葉震顫等原因而被半道廢棄，而上述問題現(xiàn)在已經(jīng)不成為問題。
據(jù)巴蓋介紹，DARPA對(duì)于新的X飛機(jī)的要求非常簡(jiǎn)單，即新穎的氣動(dòng)布局、能夠支撐新氣動(dòng)布局的機(jī)載系統(tǒng)、良好的操縱性能和效率。DARPA要求新的X飛機(jī)設(shè)計(jì)一定要簡(jiǎn)潔，而不是為了滿足技術(shù)上的要求而將各種功能進(jìn)行“堆砌”使飛機(jī)變得無比復(fù)雜。具體而言，新的X飛機(jī)的飛行速度不低于540千米/時(shí)，懸停效率控制在25%，懸停時(shí)的升阻比不低于10，有效載荷不得低于起飛重量的40%，即對(duì)于驗(yàn)證機(jī)而言要達(dá)到4.5～5.3噸。傳統(tǒng)布局的直升機(jī)速度一般在280～320千米/時(shí)，西科斯基公司的X2采用剛性旋翼和推進(jìn)式螺旋槳復(fù)合布局，速度可以達(dá)到460千米/時(shí)，而貝爾公司之前研制的XV-15傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的最大速度可以達(dá)到540千米/時(shí)(后來的V-22速度有所降低)。但是，如何將速度提升與懸停效率和直升機(jī)低速性能結(jié)合起來，卻一直進(jìn)展緩慢。
曾經(jīng)的努力
在新的X飛機(jī)招標(biāo)中，DARPA還希望引進(jìn)非本土企業(yè)參與競(jìng)爭(zhēng)。在這之前，DARPA已經(jīng)對(duì)阿古斯塔·韋斯特蘭公司的幾個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行過研究，包括名為“Project Zero”的電動(dòng)傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)計(jì)劃，該項(xiàng)目的很多技術(shù)創(chuàng)新和指標(biāo)都比較符合DARPA的要求。
西科斯基公司早年的X-wing驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目的目標(biāo)是使飛行速度突破740千米/時(shí)(約合400節(jié))，該驗(yàn)證機(jī)采用了“停轉(zhuǎn)旋翼”結(jié)構(gòu)，主旋翼能使飛機(jī)像直升機(jī)一樣垂直起飛，一旦達(dá)到足夠大前飛速度之后旋翼就停止轉(zhuǎn)動(dòng)，像一副X型的固定翼。剛性設(shè)計(jì)的主旋翼采用了環(huán)流控制系統(tǒng)，依靠從旋翼槳葉后緣吹出的壓縮空氣對(duì)槳葉進(jìn)行控制。但是，X-wing驗(yàn)證機(jī)還沒有達(dá)到目標(biāo)速度就于1988年被取消了。
波音公司曾經(jīng)研制的X-50A鴨式旋翼驗(yàn)證機(jī)的目標(biāo)是速度達(dá)到700千米/時(shí)，該驗(yàn)證機(jī)采用波音獨(dú)創(chuàng)的反作用驅(qū)動(dòng)旋翼系統(tǒng)，這套旋翼系統(tǒng)可以在旋翼和固定翼模式間轉(zhuǎn)換。2006年，X-50A在一次實(shí)驗(yàn)中墜毀，整個(gè)項(xiàng)目被迫結(jié)束。2009年，DARPA資助波音開始了先進(jìn)停止傾斜翼驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目，該驗(yàn)證機(jī)采用了可停止/折疊傾斜翼，設(shè)計(jì)最高速度為580千米/時(shí)。2011年，設(shè)計(jì)模型進(jìn)行了風(fēng)洞測(cè)試，但是原型機(jī)一直沒有制造出來。
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