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另类“鱼鹰”:美国空军特种作战部队的CV-22B倾转旋翼机

2023-8-7 09:36| 发布者: 我什么都不知道 1100 0

摘要: 引言在美国空军现役各型飞机中,除了F-22、F-35等现代化战斗机,以及B-1B、B-2等战略轰炸机外,还有一种比较特殊的军用飞机,这就是特种作战飞机。据美国《空军杂志》2019年6月发布的数据显示,截止到2018年9月30日 ...

引言


在美国空军现役各型飞机中,除了F-22、F-35等现代化战斗机,以及B-1B、B-2等战略轰炸机外,还有一种比较特殊的军用飞机,这就是特种作战飞机。据美国《空军杂志》2019年6月发布的数据显示,截止到2018年9月30日,美国空军现役6款特种作战飞机,包括12架AC-130J、10架AC-130U、10架AC-130W、50架CV-22B、16架MC-130H和37架MC-130J。笔者将陆续撰文阐述以上6款飞机的性能特点和服役动态。本文是该系列的第四篇,主要介绍CV-22B“鱼鹰”旋翼机。

CV-22B的研制背景及历程


1980年美国军方提出研制一种新型远程高速垂直起飞飞机,“它不仅可以垂直起飞和降落,还可以携带作战部队,而且速度很快”。1981年开始了联合服务垂直起飞/着陆试验(JVX)飞机计划,1982年12月发布了初步设计工作征求建议书,综合了美国海军陆战队、空军、陆军和海军的要求。美国海军陆战队的使命之一是两栖登陆作战,因此他们对JVX项目特别感兴趣。首先是在美国陆军的领导下,1983年美国海军和海军陆战队获得了该项目的领导权,贝尔直升机公司和波音直升机公司联合提交了一份Bell XV-15原型机扩大版的提案,于1983年4月26日获得了初步设计合同。其中贝尔直升机负责制造和集成机翼、短舱、旋翼、驱动系统、尾翼和尾部坡道,并集成劳斯莱斯发动机,以及进行最终装配。波音直升机负责制造并集成机身、驾驶舱、航空电子设备和飞行控制系统。

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V-22是在Bell XV-15原型机的基础上设计的


1985年1月15日,JVX飞机被命名为V-22“鱼鹰”美国海军陆战队的版本称为MV-22,而美国空军版本获得了CV-22的名称。V-22倾转旋翼飞机的全面开发始于1986年,该年5月3日,贝尔和波音联合公司被美国海军授予了价值17.14亿美元的V-22飞机研发合同。1988年5月,第一架V-22原型机出炉。但是这一年美国陆军退出了该计划,理由是需要将其预算集中在更紧迫的航空项目上。虽然该项目幸存了下来,不过进度受到了一定影响。按照计划,V-22将首先生产6架原型机。

1989年3月19日,第一架MV-22原型机以直升机模式进行了首飞;1989年9月14日,该原型机以固定翼模式完成了首飞。1990年12月,第三和第四架MV-22原型机在“黄蜂”号两栖攻击舰上进行了首次海上试验。但是在1990~1991年间,第四和第五架MV-22原型机先后坠毁。从1992年10月到1993年4月,贝尔和波音公司重新设计了V-22,减轻了空重,简化制造并降低生产成本,重新设计的版本被称为V-22B。1993年6月,经过改进后的“鱼鹰”恢复飞行测试,这一阶段的飞行测试集中在扩展飞行包线、测量飞行载荷和支持电磁设计的重新设计上。1994年6月,贝尔波音公司获得了V-22B工程制造开发阶段的合同。

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1997年2月5日,第一架预生产的V-22B全尺寸飞机进行了首飞。1997年4月28日,订购了4架低速初始生产型“鱼鹰”,首架于1999年5月27日交付。1999年1月,“鱼鹰”10号完成了该项目的第二次海上试验。在1999年4月的外部载荷测试中,V-22B运输了M777榴弹炮。在2000年,波音公司宣布将为V-22B配备GAU-19加特林机炮,不过后来取消了该设计。同样是在2000年,V-22又发生了两次坠机事故。V-22B的研制和生产再次陷入停顿,重新设计了各种零件。到了2005年6月,V-22B成功完成了最后的业务评估,包括远程部署、高空、沙漠和舰载作战。2005年9月28日,V-22B被批准开始全速生产。按计划,将生产458架V-22B,其中空军采购了50架CV-22B。

CV-22B的技术特点及性能


CV-22B倾转旋翼机同时具备直升机和固定翼飞机的特点,在起飞和着陆时,CV-22B通常像直升机一样运行,机舱垂直,旋翼水平;一旦升空的话,翼尖短舱可以在12秒内向前旋转90度进行水平飞行,此时的CV-22B转变成一架更省油、速度更高的涡轮螺旋桨飞机。CV-22B机身的43%由复合材料制造,包括螺旋桨旋翼叶片。CV-22B的旋翼可以在90秒内折叠,机翼前后旋转与机身对齐。在执行大多数任务或更多时间下,CV-22B使用固定翼飞行,这样可以减少磨损和运营成本,而且拥有比直升机更远的航程和更快的飞行速度。

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CV-22B的发动机位于两侧机翼的翼尖


CV-22B搭载两台劳斯莱斯AE1107C发动机,通过连接驱动轴到一个共同的中心变速箱,任何一台发动机都可以通过机翼驱动轴驱动两个螺旋桨旋翼,以便在发动机发生故障时,一台发动机可以为两个螺旋桨旋翼提供动力。然而只有一台发动机工作的话,CV-22B不能保持在悬停状态。CV-22B具备强大的运输能力,可以运送24名士兵或10000磅重的货物。

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CV-22B的驾驶舱


CV-22B配备了玻璃驾驶舱,内部安装了四个多功能显示器(MFD)和共享的中央显示单元(CDU),能够显示各种图像,包括以当前位置为中心或偏离的数字地图、来自前视红外仪的FLIR图像、主要飞行仪表及各种导航(TACAN、VOR、ILS、GPS、INS)信息,以及各系统的状态等。座舱管理系统(CMS)的飞行指挥器面板具备完全耦合(也称为自动驾驶)功能,能够使飞机从前向飞行进入50英尺悬停,而无需对系统进行编程即可进行互动。CV-22B的机舱没有加压系统,因此在高空飞行时机组人员需要穿戴氧气罩等设备。

CV-22B安装了具有三重冗余自动驾驶仪飞行控制系统的电传操纵系统,包括自动隔离受损区域的计算机化损伤控制。机舱在转换模式下,短舱指向90度时,飞行计算机命令飞机像直升机一样飞行,循环力施加在旋翼毂的传统旋转斜盘处。机舱处于飞行模式(0度)时,襟副翼方向舵和升降舵的飞行类似于固定翼飞机。这是一个渐进的转变,发生在短舱的旋转范围内;短舱越低,飞机操纵面的效果越大。短舱可以垂直旋转超过97.5度,进行向后飞行。CV-22B可以利用短舱在80度时的“80度跳跃”急速起飞,以快速达到需要的高度和速度。CV-22B还可以自动在低空盘旋飞行,无需手动控制。

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CV-22B配备了一套先进的航空电子设备,包括AN/APQ-174D(186)多模雷达,具有地形跟随、地形回避、地图测绘、天气探测和回避等功能,可使CV-22B在夜间、恶劣天气和高威胁环境下飞行到100英尺的安全高度。CV-22B的AN/AAQ-16B/D前视红外(FLIR)吊舱,使其具备了全天候及昼夜飞行的能力。CV-22B倾转旋翼机的电子对抗和电子防御系统包括AN/ALQ-211雷达预警接收器、AN/AAQ-24定向红外对抗(DIRCM)系统、AN/ALE-47箔条/诱饵发射器等。

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CV-22B可装备一挺机枪


CV-22B可以装备一挺M240 7.62毫米或M2 12.7毫米机枪,未来还可以考虑在机头下方安装一部三管加特林机炮。英国BAE系统公司开发了一种可以安装在“鱼鹰”旋翼机腹部的遥控炮塔,称为“远程保护系统”(RGS),包括一门GAU-17六管7.62毫米速射机枪和光电转塔,由机舱内的炮手远程遥控操作。

CV-22B的服役情况


早在2000年9月,美国空军就接收了两架V-22测试机。2006年3月20日,第一架生产型CV-22交付给了美国空军第58特种作战联队。2006年8月,第58特种作战联队开始使用前两架生产型CV-22飞机进行空勤人员培训。2006年11月16日,美国空军正式列装CV-22B飞机。2007年10月4日,美国空军首次使用CV-22B进行搜索和救援训练。2008年11月,美国空军首次对CV-22B进行作战部署。

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CV-22B成为美国空军特种作战飞机的新生力量


2009年3月16日,美国空军第8特种作战中队的6架CV-22B达到初始作战能力。2009年6月,第8特种作战中队的CV-22B飞机向洪都拉斯偏远村庄运送了43000磅的人道主义物资。2010年5月,第27特种作战联队接收了首架CV-22B。2009年CV-22B被部署到伊拉克战场,2010年部署在阿富汗战场。近年来,美国空军特种作战中队的CV-22B飞机多次用于实战行动。

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CV-22B在执行任务时很容易受到攻击


CV-22B也发生了多起坠机或被袭事故。2010年4月,一架CV-22B在阿富汗坠毁,造成4名机组人员死亡,包括一名飞行员、一名突击队员、一名飞行工程师和一名阿富汗翻译,另有十余人受伤。2012年6月,另一架CV-22B在训练中坠毁,没有造成人员死亡。2013年12月21日,三架CV-22B在执行撤离美国平民的任务时遭到袭击,造成三架飞机受损,四名机组人员受伤。此次事件发生后,CV-22B研发了可选装甲底板。

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CV-22B的机舱具备较强的运输能力


除了用于运输外,CV-22B旋翼机还可以用于执行搜索和救援任务。由于CV-22B的速度较快,可以快速覆盖更广的地面范围,比速度较慢的直升机更适合搜索和救援。CV-22B倾转旋翼机作为美国空军的特种作战机型,具有增强功能和飞行控制系统,使其能够在高风险的战斗环境中进行操作,可用于营救坠落的飞行员,或者在后方插入和撤出特种作战部队。多功能、可自行部署的CV-22B飞机,能够比其他特种作战飞机提供更高的速度和更远的航程,使美国空军特种作战司令部能够执行远程特种作战任务

CV-22B的改进与升级


2014年3月,美国空军特种作战司令部发布了一份需求声明,将开发防弹装甲来保护CV-22B的机组成员。位于佛罗里达州的一家复合装甲公司,在2014年10月开发了高级防弹系统(ABSS)。ABSS系统包括66块沿内部舱壁和甲板安装的装甲护板,增加了飞机重量800磅,对CV-22B的有效载荷和未加油航程会造成一些影响。ABSS系统可以在数小时内安装或拆除,也可以部分组装成零件,以部分保护特定区域。截至2015年5月,已经向美国空军交付了16套ABSS装备。

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2013年9月,劳斯莱斯宣布通过采用新的3号气缸组涡轮机、增加燃油阀流量以及伴随的软件更新,已经将AE1107C发动机的功率提高了17%。升级将提高发动机在高空高热条件下的可靠性,并将最大有效载荷的飞行高度限制从6000英尺提高到8000英尺。2014年8月,美国军方发布了一份需求信息,试图寻找AE1107C发动机的替代发动机,新发动机必须在15000转/分的情况下具有不低于6100马力的额定功率,能够在高达130华氏度和25000英尺的情况下运行,并且能够以最小的结构或外部修改安装到机翼上的现有短舱中。

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波音公司正在开发一种滚装式空中加油套件,这将使V-22能够为其他飞机加油,具有空中加油能力。该滚装套件还具有一定的情报、监视和侦察功能,软管加油系统的高速版本设计为185节~250节。机载油箱和滚装气囊最多可容纳12000磅燃油,操作员打开坡道以延伸加油软管,然后一旦延伸就升起坡道,同时顶部坡道门保持打开。V-22可以给旋转翼飞机加油,但是它需要一个单独的减速伞和一个部分改装的机舱。如果V-22的滚装式空中加油套件研制成功的话,那么美国空军的CV-22B特种作战飞机也可以进行类似的改装,以具备空中加油能力。

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CV-22B具有广阔的应用前景


CV-22B特种作战飞机还计划换装新一代多模式K波段AN/APQ-187“寂静骑士”雷达,该雷达是专门为倾转旋翼机和直升机研制的,具备地形跟随和规避功能,以及地面测绘和天气监测能力,可以提供高分辨率的地图和气象信息。AN/APQ-187雷达比类似雷达轻30%,产生的红外辐射更少,能够降低被侦测到的几率。该雷达还可以和前视红外仪配合使用,能够使CV-22B在任何天气条件下执行特种作战任务。美国空军计划在未来三年里为所有CV-22B飞机换装AN/APQ-187雷达,于2021年12月之前完成所有升级工作。作为美国空军特种作战飞机中的新生力量,CV-22B倾转旋翼机具有广阔的应用前景和发展空间。


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