CH-53E 的旋翼直径要比 CH-47 长 6 米

  直升机的旋翼不仅提供升力,也提供推力。在前飞状态下,旋翼通过挥舞铰增加桨叶轴线与水平面的前倾角,在产生升力的同时产生前飞的推力。但串列双桨还有一个额外的办法可以用来增加前倾角,就是增大后旋翼的出力,加大整体的前倾。这个能力使得串列双桨容易在紧急起飞的时候更快地转入高速前飞,有利于在敌人地面火力下迅速脱离起降场。反过来,串列双桨也可以在悬停中,让机尾轻轻“搭”在窄小但突起的高地上,比如山尖、屋顶阳台或者小船甲板,便于人员通过尾门迅速进出,但前机身依然处在悬停中。这是单旋翼直升机难以做到的。前后旋翼出力的短暂差别也可以用来迅速改变飞机指向,极大地提高机动性和在阵风中的控制能力。

串列双桨便于单点“搭”在狭窄平台上着陆

  当然,串列双桨也是有缺点的。前后旋翼必须保持严格同步,否则任一旋翼出现故障或者受到战损的话,飞机将在失去升力的同时,陷入反扭力的困局。相对来说,单旋翼的情况稍为好一点,旋翼故障或者战损也一样没救,但尾桨出了问题的话,还是可以用气动舵面维持一定的反扭力。为了保证串列双桨不至于因为发动机问题而出现不同步,串列双桨直升机的发动机需要通过复杂、沉重的同步轴和交联系统,才能驱动前后旋翼。这样,一台发动机故障的话,剩下的发动机只要增加出力,还是可以保证前后旋翼同步。两副旋翼也使得旋翼的总距控制和周期距控制机构加倍。总的来说,串列双桨的维修工作量比单旋翼要大很多,这是冷战结束后很多西方盟国开始对 CH-47 皱眉的原因,战略思维转变和对大战、恶战可能性的评估则是骆驼背上的最后一块磨盘,CH-47 在 90 年代从很多西方盟国退出现役。

英军的 CH-47

  但理论是灰色的,生命之树常青,CH-47 在一次又一次的战争中反复证明了纸上谈兵之辈的错误。早在 1982 年的马岛战争中,英军就对 CH-47 的载重量和可靠性赞不绝口。在“大西洋运送者”号被阿根廷的“飞鱼”导弹击沉后,英军最伤心的还不是葬身鱼腹的“鹞”式战斗机,而是同样使鱼类消化不良的 CH-47 直升机,只有一架在导弹攻击前因故起飞而幸免于难。英军只能用并不适合战术空运的“威塞克斯”和“海王”直升机对付着。若不是阿根廷的指挥错误和将士无能,英军的胜利会要艰难得多。在海湾战争中,CH-47 再次大显身手。在第 101 师千里大跃进的历史性空中机动作战中,CH-47 是物资和火炮运送的主力。在阿富汗战争中,CH-47 最受到称赞的还不是载重量和非常规机动性,而是在高原和干热气候下的重载起飞的能力。高原空气稀薄,干热气候进一步降低了空气密度,使得旋翼提供升力的能力大打折扣,而发动机由于高原和干热而出力不足进一步加剧了这个问题。加拿大在 90 年代撤装了所有 CH-47,在阿富汗只能借助美国 CH-47 实行空中机动和垂直补给。英国的 CH-47 不够用,只得紧急订购一批,尽管在预定的从阿富汗撤军日期之前不可能交货。

CH-47 的运载能力和高原高温能力在阿富汗大受欢迎

较大的航程也适合长途奔袭

  当然,过去的辉煌不等于未来的长生卡,CH-47 的载重量和高原性能已经得到证明,但是否能继续辉煌 50 年取决于未来直升机技术的走向。直升机的垂直起落能力来自于旋翼,但成也萧何败也萧何,旋翼也是限制直升机前飞速度的根源。前行叶尖相对于空气的速度是叶尖线速度和前飞速度的叠加,而后行叶尖就是两者相减。显然,前行的桨叶带来额外的阻力,更重要的是,后行叶尖线速度和前飞速度速度之差不能低于失速速度,否则后行桨叶就不能产生升力,直升机就成为秤砣了。这决定了常规直升机的最大速度不会超过 400 多公里/小时,实际上要低于这个理论值,只有 300 公里/小时以下。

海军陆战队的下一代重型直升机 CH-53K

  为了突破这个速度限制,人们做过不懈的努力,非常规直升机和垂直起落飞机的道路布满了闪耀着智慧光芒的尸骨。贝尔-波音 V-22 似乎是隧道尽头的光明,但 1989 年就首飞的 MV-22 直到 2007 年才开始投入作战使用,几年的使用经验证明了一个不幸的事实:这是一条通向黑洞之路。直升机的旋翼要求具有弹性,以适应不断挥舞的疲劳问题;螺旋桨飞机的螺旋桨则要求刚性,以提高推进效率。直升机的旋翼应该大直径,以降低转速、提高升力;螺旋桨飞机的螺旋桨应该小直径,以降低阻力、提高速度。V-22 来了一个折中,旋翼是半大不小的半刚性的,当然两边的缺点也各沾一半。在螺旋桨模式下,旋翼直径太大,带来很大的阻力。所以 MV-22 的最大速度远低于常规螺旋桨飞机。在直升机模式下,旋翼直径不够,只有增加转速来补偿,容易在高速下沉时造成“旋翼打滑”,这就是臭名昭著的“涡流环”问题。即使不考虑涡流环问题,倾转旋翼直升机的悬停和非常规机动能力(尤其是侧飞、倒飞和姿态转换)也不及常规直升机。MV-22 的平飞速度依然大大高于常规直升机,但高于伴随支援的武直,又低于固定翼的战斗机,很有点尴尬。倾转旋翼的武直且不说有种种布局和技术上的问题,现在连计划也没有,在最理想的情况下也需要十几、二十年才可能成为现实。光杆司令的 MV-22 闯进敌人火力交织的起落场后,还不能粗暴操作,避免进入涡流环,这还不算维修工作量和发动机喷流烧熔甲板的问题,更不用说天文数字的单价。美国海军陆战队把整个未来都建立在 MV-22 的基础上,对 MV-22 只能赞不绝口,但现在也在悄悄地翻修、升级一批 CH-53E 以补充 MV-22 的不足。美国空军看重倾转旋翼的速度和航程,也订购了一批 CV-22,用于远程搜救。美国陆军早早退出了 V-22 计划,美国海军也放弃了用 HV-22 作为反潜和海上搜救的计划。欧洲盟国对 MV-22 装聋作哑,现在就看日本是不是挺身而出了。

MV-22 是突破传统直升机速度限制的一个尝试,但成本太高,还受到很多使用限制