革命的定义就是一件事物出现重大的或根本性的变化,那么贝尔-波音公司的V-22“鱼鹰”倾转旋翼机到底算得上是一种革命性的飞行器吗?人们为此争论了许久,目前看来多年之后也未必能争出个结果来。
V-22的每个故事都绕不开这个争论,本文内容恰恰就与V-22有关。之前已经出现了很多介绍“鱼鹰”研发过程的详细文章,但这些文章都没有告诉读者一件非常关键的事情,那就是V-22飞起来到底如何?而本文将带你深入了解“鱼鹰”的飞行品质,并列出其中的优缺点。
先说点重要的
先要解释一下这次“鱼鹰”飞行有几个重点。首先,我在上文中把“鱼鹰”称为飞机而不是直升机,大多数人可能觉得“鱼鹰”是一种类似直升机的旋翼机,但其实飞行的大部分时间里,V-22飞行员都是以飞机模式进行思考、飞行和操作的,所以V-22应该被更精确地归类成能垂直起降的飞机,也就是VTOL飞机。但即使权威如美国联邦航空管理局,也对“鱼鹰”的分类也存在错误,认为V-22是一种旋翼机。要知道旋翼机的升力全部都由旋翼产生,而V-22的旋翼只在垂直起降时才产生升力,在正常飞行中只产生推力。
其次,“鱼鹰”是通过推力矢量来实现垂直起降的,这点和“鹞”式垂直起降战斗机没什么区别。不过“鱼鹰”的推力矢量是通过倾转发动机舱(也就是倾转旋翼)来实现的,而“鹞”使则依靠机身两侧的推力矢量喷管。

V-22四面图
最后,“鱼鹰”发动机舱在不同飞行状态下具有不同倾转角度:1、直升机或垂直起降模式,发动机舱倾转85至96度;2、转换模式,发动机舱在1-84度之间自动变化;3、飞机模式,发动机舱置于0度或下止位。贝尔-波音专门发明了“过渡”(transitioning)和“转换”(converting)这两个术语来形容“鱼鹰”在两种飞行模式之间的状态,从直升机模式到飞机模式就是“过渡”,反之则是“转换”。下面列出一些参考数据,30度发动机舱倾角大致对应于130节(240公里/小时)校正空速,60度对应110节(204公里/小时),80度对应80节(148公里/小时),当然这些速度在不同环境条件下会略有不同。

V-22 有完整的固定翼飞机气动控制翼面,也有完整的直升机的周期距控制和总距控制

推杆时,固定翼状态下平尾下翻,直升机状态下旋翼前倾

拉杆时,固定翼状态下平尾上翻,直升机状态下旋翼后倾

操纵杆向左压,固定翼状态下副翼左上右下,直升机状态下旋翼左倾

操纵杆向右压,固定翼状态下副翼右上左下,直升机状态下旋翼右倾

蹬左舵,固定翼状态下垂尾舵向左转,直升机状态下右旋翼前倾,左旋翼后倾

蹬右舵,固定翼状态下垂尾舵向右转,直升机状态下右旋翼后倾,左旋翼前倾

放下两侧副翼(这里当襟翼用),固定翼状态下增加升力,直升机状态下减少旋翼下洗气流的影响

增加功率,固定翼状态下增加速度,直升机状态下增加升力
“鱼鹰”的驾驶舱
“鱼鹰”的驾驶舱绝对不会让人产生优雅的感觉,周围环绕着扶手、中控台和头顶控制面板。驾驶舱仪表板的核心是四台兼容夜视镜的六寸多功能显示器,能显示飞行、导航和系统信息。操纵系统由中置操纵杆、推力控制手柄(TCL)和方向舵踏板组成,操纵杆在直升机模式下就变成了周期控制杆,然后随着V-22过渡到飞机模式,操纵杆就逐渐恢复成传统的飞行操纵杆。

V-22“鱼鹰”的驾驶舱

V-22的操纵杆和推力控制手柄
推力控制手柄和普通飞机的油门杆一样是前后移动的,操作方式直升机的总距杆完全不同,但这个手柄在直升机模式下的确被当做总距杆使用,并随着过渡到飞机模式而逐渐变为油门杆。虽然这种设计对于直升机飞行员来说非常别扭,但很实用,因为无论飞行模式如何,你总是在用推力控制手柄做同样的事情:控制矢量方向上的推力的大小。在直升机模式中,前推推力控制手柄就相当于拉起总距杆,反之亦然。美国海军陆战队的直升机飞行员们在“鱼鹰”换装训练的最初几个小时里都很不适应这种总距控制方式,不过通过练习很快就上手了。推力控制手柄上有个与飞行员左手大拇指接触的簧压拇指滚轮,用于控制发动机舱的倾转。向后拨滚轮就能使发动机舱向垂直方向倾转,反之亦然。V-22的操纵杆和手柄都遵循手不离杆(HOTAS)设计理念,集成众多按钮和开关,可控制多个系统。

“鱼鹰”推力控制手柄上的拇指滚轮
启动辅助动力单元后,把头顶控制面板上的发动机控制杆置于启动位置就能启动发动机了。在全权限数字发动机控制系统(FADEC)的控制下,发动机启动很平稳。V-22在发动机启动过程中常常会从发动机尾喷管喷出大团烟雾,这是各种密封件泄漏的滑油在高温下雾化所致。

V-22的启动烟雾是因为泄漏的滑油在高温下雾化所致
“鱼鹰”启动第一台发动机后,你会发现两副旋翼都转了起来,这说明“鱼鹰”的单发飞行能力正在发挥着作用,机翼内部的一根互连驱动轴正把动力从一台发动机传递给对侧发动机的变速箱。

两台发动机之间通过互连驱动轴连接
两台发动机都启动完毕,所有飞行器检查也都完成后,只需向前倾转一点发动机舱就能让“鱼鹰”开始滑行,并通过助力鼻轮转弯。
精准悬停
你把推力控制手柄缓缓前推,就能让“鱼鹰”徐徐升空,进入非常稳定的6米高度悬停。推力控制手柄的移动范围只有10.16厘米,所以你在悬停中上升或下降都必须小心操作。
“鱼鹰”悬停时发动机舱置于86-88度之间,此时机舱地板水平。当然你也可以让发动机舱以向前或向后再倾转5度,使机身呈现相应的俯仰姿态变化,这个功能在降落纵坡时特别有用。“鱼鹰”在悬停中的机动操纵与直升机相同,而且操纵感和大型运输直升机非常相似。
“鱼鹰”的悬停飞行可以通过周期杆或倾转发动机舱进行,没有硬性规定一定要用哪一种。如果悬停飞行的距离超过了几个机身长度,那么用发动机舱倾转的方式会更有效率。
“鱼鹰”的悬停非常稳定,这要部分归功于自动飞行控制系统。在无风的日子里,该系统能自动调节发动机舱倾转角度,实现放手悬停。如果你觉得还不够好,那么这套系统还提供一个耦合悬停功能,能自动维持悬停飞行的高度或速度。早期“鱼鹰”在悬停中曾受横向漂移现象的困扰,当悬停高度低于4.6米时,机身在旋翼下洗气流的冲击下回引发不正常的摆动。后来这个问题通过升级飞控软件部分解决,目前仍残留一点,但很容易控制。
