V-22“鱼鹰”杂谈

V-22 可以像一般直升机一样外挂负载

但是 V-22 从一开始就是多灾多难。老布什时代的国防部长切尼从一开始就对 V-22 不感冒，V-22 首飞伊始，切尼就要砍掉，但是遭到国会的强烈反对，部分议员甚至要以切尼拒绝执行国会拨款法案为由把切尼告上法庭。这以后，国防部和国会打了 18 个月的口水仗，最后在老布什谋求再次当选总统的关头，为了避免得罪制造 V-22 的德克萨斯和宾夕法尼亚州的选民，切尼不得不同意 V-22 继续研制。但是，V-22 的四次坠毁，给 V-22 的生涯带来更为浓重的阴影。

1991 年 6 月 11 日，一架 MV-22 由于接线问题而坠毁无人伤亡。1992 年 7 月 20 日，一架 MV-22 从弗罗里达的 Eglin 空军基地直飞 700 英里以外的弗吉尼亚 Quantico 的海军陆战队总部，在降落过程中突然死去控制坠毁，7 人丧生，包括随机的波音高级主管，原因是机械故障导致发动机起火。2000 年 4 月 8 日，海军陆战队出动两架 MV-22，满载全副武装的士兵，作突击机降的战术试验。大概是出于试验的目的，发动机向后倾转到 95 度的位置，前进速度小于 30 节，下降速度 2.5 倍于作战手册的规定的每分钟 800 英尺，达到每分钟 2,000 英尺，但这是 CH-46 等在作战中的典型下降速度。前导机下降过快失控，一屁股坐在地上，受到损坏，但是无人伤亡。后续机就惨了，在空中进入“涡流环状态”（vortex ring state），一个鹞子翻身，然后打头朝下，直直地坠落，机上 4 名机组人员和 15 名搭载的士兵全部丧生。2000 年 11 月 11 日，又一架MV-22因为液压系统泄漏，导致误动作，然后飞行控制系统的一个错误，使错上加错，导致坠毁，又是 4 人丧生。

1991 年 6 月 11 日，MV-22 坠毁在波音威尔明顿试飞中心

机械问题和软件问题都是问题，但给以一定的时间、资金和试验，总是能够解决的，但涡流环是一个大得多的问题。直升机在下降过程中旋翼和气流的相对速度减小，旋翼的气动效率下降。当直升机下降速度过快，旋翼进入自己的下洗气流时，旋翼产生的升力会骤然减小，好像汽车轮子打滑一样。这时，加大旋翼功率也不顶用，直升机会不可控制地急速下滑。有时可以不是一路下滑，而是剧烈地起伏，发动机功率保持不变，旋翼升力变化可以达到正负 30% 以上。如果有一定的高度的话，应该减小旋翼功率，并设法压机头以获取一定的前进速度，改出涡流环状态。但直升机大多是在降落过程中进入涡流环状态的，所以很少有成功改出的。不同的直升机和大气状况有不同的进入涡流环的下降速度，但若是下降过快，所有直升机都可能进入涡流环状态。MV-22 可以将发动机前倾，增加前进速度，可以相对容易地改出涡流环状态。但 MV-22 的问题出在横列双桨布局上，往往一侧进入涡流环，或两侧进入涡流环的程度不均匀，导致不可控横滚。横滚使得上抬的一侧脱离涡流环，而下沉的一层更深地进入涡流环，进一步加剧了两侧升力的不均匀，最终导致倾覆和坠毁。MV-22 的机翼在急速下降时，在机翼上方形成低压区，可能也对诱发涡流环有不利影响。即使是轻度的不对称的涡流环，两侧发动机的升力也可能不同步（out of phase），造成不可控的横滚。两侧不对称的涡流环可以由强烈的局部气流引起，也可以由附近别的直升机的下洗气流引起，这对 MV-22 以密集队形在两栖攻击舰甲板和登陆场起降很不利。

V-22 快速下降时陷入 VRS 时的计算机模拟气流图，前视图

V-22 快速下降时陷入 VRS 时的计算机模拟气流图，顶视图

涡流环的问题可以通过避免下降过快和在低空低速时作过于泼辣的飞行动作而避开，但在激烈的战斗中，这可能是不现实的要求。在阿富汗山区追缴塔利班时，美国空军的一架 MH-47 为了避开突如其来的地面火力，急剧机动，把机尾打开的跳板上的一个海豹突击队员甩了出去。海豹突击队员都是训练有素的，习惯于直升机作突然、猛烈的机动动作，不时那么轻易就可以甩出去的，这说明了战斗中直升机的机动动作可以有多么激烈。MV-22 如果拉出这样的机动的话，很可能进入涡流环状态而坠毁。涡流环的问题大大限制了直升机在战斗中的机动能力，也增加了人为错误的机会。仿真研究表明，在发动机后倾 95 度、前进速度为 30 节时，猛拉杆可以导致每分钟 800 英尺的突然下跌，此时如果猛推杆，可能导致不可控的下坠，7 秒钟内可以达到每分钟 3,000 英尺的下降速度。2000 年的 21 次高空速降试验中，7 次进入涡流环状态，最严重的一次横滚幅度达到 85 度，掉了 2,000 英尺后才改出，但是 MV-22 的典型作战飞行高度只有 1,000 英尺。

倾转桨飞机的一大特点，是必须采用安置在机翼翼尖的横列双桨（或四桨）。这带来两个问题，一是左右的升力要绝对平衡，二是两个旋翼远离重心，万一两侧因为任何原因而有所不平衡，两侧的升力差别被翼展大大地放大，很难恢复安全的飞行状态。理论上，任一发动机可以通过两根半轴同时驱动两侧旋翼，但一旦有一台发动机故障，MV-22 可能立即失稳，根本不给系统以连接两个半轴的时间。另外，如果驱动旋翼的齿轮箱受损，即使半轴连起来了也不顶用。即使发动机正常，两侧升力平衡，沉重的发动机短舱毕竟离重心太远，像扁担两头挑的一对哑铃，在中等大小的舰船上，海浪造成的横摇可能影响 MV-22 的稳定起降。同样的问题在纵列双桨上不突出，因为前后旋翼的间距没有 MV-22 那么大，旋翼离重心的距离要近，飞机的纵向稳定性也天然比横向稳定性要好。由于美国的航母或两栖攻击舰都是右岛设计，海军和海军陆战队的直升机一般从左舷着舰或离舰，这样就会有一段时间右旋翼在甲板上方，旋翼的升力得到地面效应的加强，但左旋翼在水面上方，地效大大削弱，造成左右的升力不平衡，试飞中发现，这样的不平衡可以导致飞机在瞬时内向左翻滚达 30 度以上，必须急剧加大左发动机功率来恢复平衡。通过训练和严格遵守操作规程，这个问题是可以得到解决的，但在战时高强度起落作业时，人为错误的机会大大增加，可能导致事故。同时，大量直升机在很小的空间里密集起降，下洗气流可以加剧这个问题。