不过美国陆军在最后筛选时,只选择了两家:西科斯基-波音的SB-1“不屈”,另一家就是贝尔V-280“勇敢”。贝尔V-280“勇敢”并不是“鱼鹰”的简单升级更新,而是凝聚了30年经验教训的全新研发结果。

“勇敢”不是“鱼鹰”的简单升级,最显著的外观特征就是固定的发动机短舱

尾翼也简化为V形

  在使用中,“鱼鹰”暴露出一些严重的设计缺陷,其中最严重的莫过于涡流环问题。涡流环是直升机在急速下降中容易出现的现象。简单地说,高压的下洗气流在旋翼半径以外回流到低压的旋翼上方,重新进入高压的下洗气流,形成环流,降低旋翼的实际出力。这种现象在需要旋翼急速增加出力的时候尤其常见,例如在快速下降中在接地前急剧降低下降速度。这可以与汽车轮胎在泥泞中打滑类比。旋翼在快速下降过程中一旦在空气中出现打滑,会导致升力丧失。这时加大旋翼功率则进一步恶化打滑;降低旋翼功率有助于改出打滑,但前提是还有足够的离地高度可以改出涡流环状态。涡流环是很危险的状态,很容易导致机毁人亡。所有直升机都可能出现涡流环问题,但“鱼鹰”的旋翼直径受到海军陆战队可折叠收藏要求的限制,在气动上小于最优直径,只有加大旋翼转速,使得涡流环问题进一步恶化。在实用中,可以用适当的前飞速度或者降低下降速度来缓解涡流环问题,但在战斗机降中,下降的同时保持前飞速度受到起降场地的限制,降低下降速度则增加了暴露在敌人火力下的时间,两者都是很讨厌的限制。“鱼鹰”在试飞阶段,曾两次在公开演示时因为涡流环问题而导致机毁人亡,影响恶劣。V-280的翼展设计没有海军陆战队上舰要求的限制,相应地旋翼直径也可以按照最优要求放大,同时降低转速。这些措施都有利于缓解涡流环问题。30年的使用经验也使贝尔在飞控设计中注意避免进入涡流环状态,有利于飞行员的无忧虑操作。卡莱姆的可变转速旋翼也可以在垂直状态降低转速,有利于缓解涡流环问题,不过技术复杂,贝尔没有采用。

  “鱼鹰”的另一个问题则来自于倾转的发动机短舱。发动机短舱与旋翼同步倾转,不仅转动惯量大,增加对转动机构的功率要求和随之而来的系统重量,还带来了令人难堪的使用问题。战术运输直升机的典型进入和离去方式是侧对已知的敌人火力方向,这样可以最大限度地增加相对于敌人火力的角速度,增加敌人火力瞄准的困难,提高自身的生存力。侧对进入和离去的另一个好处是常规战术运输直升机在两侧有大型登机舱门,门旁通常装有用于压制敌人火力的机枪。侧对进入和离去时,面向敌人火力一侧的舱门机枪正好发挥火力,而机降步兵从背向敌人火力一侧登机或者离机,机体本身还可以提供一点掩护。但“鱼鹰”在垂直起落或者在地面时,发动机短舱垂直,正好把侧向机枪射界遮挡得严严实实;炽热的喷气气流从地面反射,也不便于人员从附近登机离机。所以“鱼鹰”只有从尾门进出,也难以安装常见的舱门机枪,除非尾门常开。相比之下,常规直升机的侧门是可以常开的,便于使用舱门机枪,或者在近地状态下登机离机,或者在悬停状态下吊升索降。

发动机短舱固定后,避免了喷流近距离冲刷地面的问题

也便于使用直升机的传统侧门

机上人员终于可以像传统直升机一样从两侧进出了。侧门不仅便于登机进出,也便于索降、救生等特殊作业

V-280全尺寸模型上的自卫机枪,座椅布置也更加合理

  “鱼鹰”要让人员在背向敌人火力的一侧登机离机的话,只有面向敌人火力进入和离去,这大大增加了自身被击中的风险。“鱼鹰”的机上火力也是一个老大难问题,在机腹安装遥控武器站只能解决在空中时的对地射击问题,一旦落地,机腹机枪的火线勉强离地,只能割草扫地,根本无法正常发挥火力。在阿富汗战场上,尽管美军急需机上支援火力,美国海军陆战队只在战场“鱼鹰”上试验性地安装了几套机腹遥控武器站,就不了了之了。

  发动机短舱在垂直起落状态下倾转到垂直状态还有一个问题:喷气气流直接向下喷射,而且离地很近。在垂直起落阶段,这引起巨大的尘土,轻则造成杂物吸入发动机,导致过度磨损;重则使得砂石树枝高速飞扬,造成人员伤害。“鱼鹰”在纽约公众演示时,就出现过树枝砂石飞扬伤人的问题。在舰上或者机场使用时,垂直状态的发动机短舱喷口很接近地面,炽热喷流容易对铺设地面造成损害。美国海军就因为这个原因,被迫对所有计划装备“鱼鹰”的两栖攻击舰的飞行甲板进行特别加固,在没有加固前则使用特制防热毯保护。这对野战机场高强度反复出动是一个很大的限制。

  V-280当然是倾转旋翼,但发动机短舱则是固定的,旋翼通过特殊机构倾转。这样避免了发动机短舱倾转带来的一系列问题,也大大降低了倾转过程的转动惯量。当然,贝尔早年采用倾转发动机短舱并不是一时糊涂,这样做法尽管转动惯量大,但机械设计相对简单。发动机固定而旋翼可以无级倾转的机械设计十分复杂。传统的万向节只能倾转有限的角度;传统的伞齿轮可以实现动力传递的90度转向,但转向角度是固定的。在理论上,采用多级万向节可以实现大角度无级动力转向,但机械复杂度和可靠性都是极大的挑战,毕竟这要长期可靠地传递很大的功率。贝尔V-280动力转向机构的细节没有透露,这是V-280最大的关键技术。然而,发动机短舱固定之后,V-280的机侧空间避免了“鱼鹰”的尴尬,恢复到传统的大型侧门设计,人员可以从侧门便利地登机离机,传统的舱门机枪也容易安装。发动机喷流固定向后,也避免了对地面冲刷的问题。

  V-280的另一个设计特点是V形机尾。“鱼鹰”采用倒置门式机尾,也就是说,双垂尾在平尾的两端翼尖位置。这也是满足海军陆战队收藏机翼-旋翼要求所必需的。V形尾的重量较轻,但机动性不好,俯仰和偏航动作上有互相干扰的问题。不过这个问题对高机动性战斗机比较突出,对速度和机动性要求较低的直升机并不突出,更何况V-280最需要高机动性的时候是在直升机状态,这时旋翼的总距和周期距是主要姿态控制手段,V形尾本来就作用有限。先进的电传飞控进一步缓解了V形尾的控制交联问题,但V形尾的减重效果是实实在在的。