美國作為旋翼機的先驅(qū)，自從又失去了蘇聯(lián)這個強有力的對手后，就成了獨孤求敗的狀態(tài)。到了今天在旋翼技術(shù)能力在世界范圍內(nèi)可以說是首屈一指的，在一定程度上可以引領(lǐng)未來數(shù)十年世界旋翼機的發(fā)展方向。近20多年，在美國在高速直升機領(lǐng)域誕生了兩種重要的旋翼技術(shù)的分支，一個是傾轉(zhuǎn)旋翼系統(tǒng)，一個是共軸雙旋翼+水平推進裝置。那么誰會代表未來的旋翼機發(fā)展方向呢？今天宣仔就討論一下這個問題。
如果論技術(shù)先進性，毫無疑問是傾轉(zhuǎn)旋翼。傾轉(zhuǎn)旋翼機以美國貝爾公司為代表，目前已經(jīng)服役的的V-22魚鷹傾轉(zhuǎn)旋翼機最大速度可達275節(jié)（509km/h）速度，另一款V-280則可以飛280節(jié)（520km/h）的速度，保持了目前直升機的速度記錄；之所以能這么快，是因為傾轉(zhuǎn)旋翼機可以將轉(zhuǎn)動螺旋槳的主軸，在高速飛行時螺旋槳的幾乎水平（還是有一定角度），徹底變身為一架固定翼飛機。
V-22魚鷹，已經(jīng)服役數(shù)百架
V-280，未來陸軍和陸戰(zhàn)隊采購的熱門機型
另一種方案共軸雙旋翼+尾推，是將推進裝置加在機尾。這樣做效率最高，但會引入一個問題。根據(jù)角動量守恒，彈旋翼機會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩使直升機旋轉(zhuǎn)起來，所以需要在尾部裝一個尾槳或者涵道風扇通過轉(zhuǎn)動產(chǎn)生力矩來把機身角動量減到0（也就是機身不旋轉(zhuǎn)）。由于尾部推進裝置會擠占掉尾槳的位置，所以在彈旋翼機上是沒辦法加尾部推進裝置的。所以增加了水平推進動力的直升機往往采用共軸雙旋翼，因為共軸雙旋翼，兩個旋翼通過相同轉(zhuǎn)速的，方向相反的轉(zhuǎn)動，使旋翼系統(tǒng)的合成后的角動量保持在0附近，機身也不會旋轉(zhuǎn)了。由于實現(xiàn)原理的限制，共軸雙旋翼+尾推的方案在速度上略遜一籌，目前以西科斯基為代表，其S-97 Raider X最大速度可以飛到240節(jié)，也就是440km/h的速度。
西科斯基的S-97 Raider X
S-97的平飛動力來自尾部的螺旋槳轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的推力
雖然速度快得多，但論安全性和成熟型以及懸停能力，傾轉(zhuǎn)旋翼機和共軸雙旋翼還是沒法比。共軸雙旋翼之前在俄羅斯人手里弄出來一個上下槳葉打漿的問題，但是那是不增加尾推的情況下，槳葉和槳轂不得不采用鉸接導致的缺陷。西科斯基采用了剛性的旋翼，槳葉和槳轂剛性連接，徹底解決了這個問題，所以安全性非常高。加上旋翼還是在飛機頭頂上，這種方案的懸停能力更好，適合用來做武裝直升機和偵查直升機，以及索降任務(wù)。西科斯基甚至提出過一個專利，旋翼都采用較寬的槳葉，在高速飛行時，可以將槳葉鎖死不轉(zhuǎn)，這樣就可以變身為一個“X”型的機翼來提供升力；此時全部的動力都由尾部螺旋的轉(zhuǎn)動提供，不得不說這是個鬼才設(shè)計，這樣也可以使旋翼機徹底變身為一架固定翼飛機，與傾轉(zhuǎn)雙旋翼是殊途同歸的。宣仔認為在偵查武裝直升機的競標中，這種方案毫無疑問會獲勝。但這種方案不太適合把起飛重量做的太大，所以如果是做運輸直升機，尤其是配發(fā)給快速反應(yīng)部隊的話，顯然還是傾轉(zhuǎn)旋翼機更占優(yōu)勢。
旋翼鎖死作為固定翼提供升力的一種方案，是未來的雙旋翼+尾推的演進方向
而傾轉(zhuǎn)雙旋翼雖然飛行速度很快，但有兩個致命缺陷，一個是懸停能力不好，一個是引入過多的機械可活動件，系統(tǒng)復雜度太高。起降穩(wěn)定性不好是因為，傾轉(zhuǎn)旋翼機必須做成在兩翼安裝兩個旋翼的形式，旋翼產(chǎn)生的升力并不在飛機重心上，而是對飛機重心有一個力矩；通過兩個旋翼的力矩抵消維持平衡；但是這只是理想狀態(tài)。在實際使用，根據(jù)環(huán)境不同，飛機制造的一致性不同，兩個旋翼產(chǎn)生的力矩可能不盡相同；這需要飛行員和飛控系統(tǒng)實時不斷調(diào)整兩個力矩維持平衡，但也非常容易引入震蕩。初次做面食的人應(yīng)該都體驗過，水多了加面，面多了加水是個啥體驗，因為經(jīng)驗不足，總是很難達到剛剛好的狀態(tài)，最后就翻車了。其實飛機控制也是一樣，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，就容易出現(xiàn)這個震蕩。
V-22的系統(tǒng)穩(wěn)定性不好，容易引起人機耦合震蕩
不好控制也就不說了，傾轉(zhuǎn)旋翼機機械結(jié)構(gòu)也過于復雜。下圖是 V-22魚鷹從折疊到打開的過程?？雌饋矸浅？犰?，未來感十足，但是可以看到涉及到的可動機械部件是很多的。由于系統(tǒng)正確運行率是所有部件正常運行率的乘積，所以任何一個部件出問題都會導致系統(tǒng)問題，尤其是這種可動件。魚鷹自研發(fā)到服役，已經(jīng)有42人在事故中死亡。不過目前美國似乎已經(jīng)通過訓練和保養(yǎng)很大程度上減少了事故的發(fā)生，目前已經(jīng)服役了數(shù)百架V-22。但客觀地講，這種直升機還是用來做運輸更好。做為對懸停能力要求較高的武裝直升機和特種作戰(zhàn)的直升機并不是太合適。
V-22展開過程，很有變形金剛的感覺，但是作為武器顯得有點過于精密了
因此宣仔認為，在陸軍未來的FARA和FVL等計劃中，美國很可能會出現(xiàn)兩種方案的旋翼機都服役的局面，一家獨大贏者通吃的局面可能不會出現(xiàn)。（作者署名：紙上的宣仔）
