未来的垂直升力:我们知道直升机的尽头吗?

2013年11月4日(最后更新时间:2013年11月4日18:30)

作为全球军队的骨干力量,直升机的标准设计在过去50多年中没有发生太大变化。但这可能会改变,因为新一代设计精巧的直升机可以飞得比以往任何时候都更高,更快-无论有没有飞行员。

未来的垂直升力:我们知道直升机的尽头吗?

未来的垂直升力:我们知道直升机的尽头吗?

是飞机吗?是直升机吗?有飞行员吗?这些在描述飞机时曾经是很容易回答的问题,但现在不再如此。以更低的成本获得更大能力的需求意味着现在正在考虑使用许多革命性的垂直起升飞机,以取代老化的直升机机队。美军’2011年10月发布的未来垂直提升(FVL)战略计划只是其中的一部分。

设计师不再使用传统的直升机设计,传统的直升机采用熟悉的主旋翼和尾部较小的旋翼。取而代之的是,提出了更多使用倾斜旋翼的设计。–V-22鱼鹰目前可以看到转子水平移动进行巡航–和其他非传统技术。

另一个在制造商中引起关注的设计是所谓的‘compound’ helicopter, which incorporates forward-facing rotors, such as those 上 a standard propeller aircraft, along with a main rotor. Both tilt-rotors and 复合 designs significantly increase speed, while still retaining vertical landing and take-off capabilities.

较新的直升机设计也采用了更多的无人驾驶技术,包括更大的自主权。军事计划者希望那架直升机‘drones’可以像捕食者一样复制他们的固定翼飞机的战术成功。

无人机直升机的崛起

"提出了包括更多使用倾斜转子的设计–转子水平移动以进行巡航。"

无人直升机已经和我们在一起了一段时间,但是它们在作战环境中的不可靠性意味着它们的采用受到限制。波音’尝试使用无人机–A160蜂鸟–曾因数次当机和技术问题而last污,导致其去年被取消。但这可能即将改变。

2013年10月,诺斯罗普·格鲁曼’的新型MQ-8C Fire Scout无人直升机在加利福尼亚州文图拉县海军基地进行了首飞。 MQ-8C基于Bell 407商业机体和诺斯罗普的老大哥’的MQ-8B无人直升机。 C变量可以承载MQ-8B的三倍的有效载荷,并且飞行时间可以是MQ-8B的两倍。

美国海军计划采购28架飞机,并将最终从滨海战斗舰执行飞行任务。该计划是美国海军快速部署能力的一项努力,旨在响应基于海事的ISR平台的紧急作战需求,该平台具有更长的航程以支持特种作战部队。

"实践证明,从海军舰船上操作MQ-8B消防侦察员非常成功。在海上部署期间,操作员发现需要一种系统,该系统必须具有与MQ-8B相同的情报收集功能,但飞行时间更长,并携带额外的有效载荷,"诺斯罗普·格鲁曼说’中程战术系统副总裁George Vardoulakis。

"更换机身,安装控制系统和航空电子设备,然后在一年内进行系统的首次飞行确实是非常了不起的。我不能’不要为团队感到骄傲," he added.

带出飞行员,消除危险

在阿富汗和伊拉克战争期间,无人驾驶能力的需求变得尤为迫切,那里发生了许多涉及旋翼飞机的航空事故。这是由于直升机的低海拔和低速运行,使其容易受到敌人的火力和机械故障的影响。

"Both tilt-rotors and 复合 designs significantly increase speed, while still retaining vertical landing and take-off capabilities."

仅今年一年,阿富汗发生了五起直升机事件,包括三月份发生的“黑鹰”坠机事件,造成五名美国士兵丧生。尽管大多数归因于机械故障,但它仍然突显了直升机操作的危险。

3月,美国海军陆战队无限期延长使用两架无人K-MAX直升机–由洛克希德·马丁公司和卡曼公司开发–在阿富汗。该飞机用于基地补给,无需通过陆路运送补给品或使用飞行员飞入危险区域。 K-MAX可以自主地将一条预编程的路线飞往其目的地,并且只需要人机交互即可启动。

在整个太平洋地区,中国也在试验无人直升机的设计。 9月,一家中国公司在天津举行的第二届中国直升机展览会上公布了JY-8概念。预计将于2015年开始飞行试验,每小时时速可达400公里。 JY-8是没有尾桨的复合直升机,向中国展示’愿意在这一领域进行实验。

飞行员时代还没有结束

"在阿富汗和伊拉克的战争期间,对无人驾驶能力的需求变得尤为迫切。"

尽管人们重新将重点放在无人驾驶能力上,但世界各地的军事人员仍在投资开发新型载人垂直起降飞机。对于美军来说尤其如此,在过去的十年中,美军的直升机机队在伊拉克和阿富汗努力工作。现在,有几项计划正在寻求取代这些老化的主力军。

上个月,美国陆军’的航空与导弹研究,开发和工程中心(AMRDEC)与四家公司签订了开发下一代垂直起降飞机的合同。该合同于10月2日授予,是根据联合多角色技术演示者(JMR TD)计划下的技术投资协议。

JMR TD计划的目的是确定可以在未来50年内对垂直升降航空运营产生积极影响的未来技术。

JMR TD计划将减轻美军的风险’的未来垂直起升(FVL)计划与2011 FVL战略计划一起,旨在影响未来25至40年的垂直起升飞机的发展。该计划表明,几乎所有延长寿命,退休或更换五角大楼的决定’未来八到十年内将采用垂直升降机队。

"我们了解已证明的技术以及未来技术的机会,这些将为潜在的FVL解决方案提供所需且合理的功能和要求,"AMRDEC主任William Lewis博士说’航空发展局。

推动创新

第一阶段是美国陆军总共投资2.17亿美元,向每家选定的公司投资650万美元。可以预见的是,选择了直升机退伍军人贝尔和西科斯基,但两家相对不知名的公司也获得了合同。

五角大楼从AVX飞机和Karem飞机中选择了激进的设计’与非传统供应商互动并推动创新的愿望。 Karem飞机公司是由以色列空军的前设计师,“捕食者”无人机的开发商亚伯拉罕·卡伦(Abraham Karem)创立的。

贝尔和卡伦飞机公司正在将倾斜旋翼技术提升到一个全新的水平。贝尔V280的尺寸与黑鹰类似,但巡航时能够以320 mph的速度飞行–与黑鹰相比’时速:180英里/小时。 Karem正在提供TR36TD,这是另一架具有36英尺直径旋翼的倾转旋翼飞机,可以将装甲车升空穿过战场并在30,000英尺以上航行。

Sikorsky and AVX aircraft are taking a different design approach than their competitors. Sikorsky, working alongside Boeing, has submitted a design based 上 their 复合 X2 model, which features counter-rotating coaxial main rotors and a pusher propeller.

虽然鲜为人知的AVX提交了类似的未来派设计,其主要特征是同轴主旋翼,甚至还有用于装载货物的大型后坡道。 AVX还为武装空中侦察计划提交了提案,该计划计划取代目前在美国陆军服役的OH-58 Kiowa。他们的设计将把标准的OH-58改造成能够提高速度的复合直升机。

未来真的在我们身上吗?

但是,现实情况是这些直升机可能实际上从未见过作战服役。

由于AMRDEC很快就会强调,所以FVL计划"是一个倡议;尚未解决"。美国军方可以简单地选择扩展现有舰队,而不是开始全新的计划。财政预算仍在紧缩,像F-35这样的项目继续证明,雄心勃勃的大型预算计划可能会出错。考虑到这一点,可能难以为新的垂直起降飞机获得资金。

在欧洲的整个池塘中都可以看到这一点,那里对新的垂直提升能力的投资很少。英国正斥资约10亿英镑购买Chinook直升机,这是一种传统设计,仍然可以很好地为皇家空军服务。但是没有什么适合美国的雄心勃勃的范围’JMR TD和FVL计划。

JMR TD被用于向军方通报有前途的车辆配置,使能技术的成熟度,可实现的性能和功能以及突出的可负担技术。间接地,这还将使全世界其他军事人士了解直升机技术的未来趋势,以及重要的是在哪里投资。

JMR TD的第二阶段计划于2014年底进行,届时将选择两家公司来制造用于飞行测试的原型模型。如果一切按计划进行,飞行测试可能会在2017年开始,我们将最终了解垂直提升能力的未来。

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