黑鹰mh60隐形直升机(老黄牛黑鹰)
稀星天外在上个月介绍了美国陆军现代化六大重点领域之一——“未来垂直升力(Future Vertical Lift,FVL)”计划的子项目“未来攻击侦察飞机(Future Attack Reconnaissance Aircraft,FARA)”的情况(参见《五虎逐鹿,谁能笑到最后?美国陆军未来攻击侦察飞机计划(上)》和《五虎逐鹿,谁能笑道最后?美国陆军未来攻击侦察飞机计划(下)》),幸得青云计划青睐,双双得奖。今天,稀星天外将给大家重点介绍一下FVL计划更重要的子项目——“未来远程突击飞机(Future Long Range Assault Aircraft,FLRAA)”项目。相比FARA,力争取代UH-60“黑鹰(Blackhawk)”的FLRAA项目范围和野心都更大,是美国陆军未来司令部FVL产品系列的核心产品,并将真正成为重量级的产品。当然,稀星天外的文章仅是一篇科普文,希望可以让读者对FLRAA及其竞选产品有个通览。如果想详细了解有关FLRAA竞选飞机的细节还请移步阅读好友美国陆军对于未来远程突击旋翼机FLRAA的需求详解》),美国海军陆战队计划在美国陆军启动采购计划后两年开始采购FLRAA飞机。该文件还指出,海军陆战队目前计划采购总共349架飞机。
海军陆战队对于FLRAA平台的需求和陆军有一些差异:
- 作战半径:陆军希望最低370公里的作战半径(包括目标区域30分钟滞空时间),而海军陆战队希望作战半径能增加到675公里;
- 最大满载巡航速度:陆军的最低要求是250节(463公里/小时),海军陆战队期望能够达到305节(564公里/小时),该指标超过了陆军的期望值;
- 内部载荷:海军陆战队对于内部载荷的要求可以从陆军的2268千克下降到1995千克,搭载士兵数量从12名下降到8名;
- 空中加油能力:陆军没有强制要求,只要保留在必要时加装能力就可以了,而海军陆战队认为这是必须的;
- 当然,海军陆战队还要求FLRAA平台必须能够舰载。
美国海军陆战队也在关注FLRAA平台的攻击型版本。该机型应该能够使用内部和外部武器,包括固定或安装在旋转炮塔中的机炮系统、制导/非制导火箭弹、空对空导弹、空对地导弹——例如:AGM-114“地狱火(Hellfire)”和AGM-179“联合空对地导弹(Joint Air-to-Ground Missile,JAGM)”——和部署无人飞行器。
除了海军陆战队外,美国特种作战司令部(SOCOM)也在大力支持FLRAA计划,力图将该平台用于特种作战任务。和海军陆战队不同,它对于FLRAA的要求基本保持和美国陆军一致。唯一的不同之处是,SOCOM要求飞机必须能够由单架C-17A“全球霸王III”运输机运输。
美国海军陆战队对于FLRAA的一个硬要求就是“上舰”
美国特种作战司令部对于FLRAA的要求和陆军没什么区别,唯一的不同是需要用C-17A运输机空运。
V-280“勇气(Valor)”复合倾转旋翼机贝尔公司的V-280“勇气”采用了复合倾转旋翼机设计。第一架飞行原型机,注册号为N280BH(制造序号60105),于2017年12月18日在该公司位于德克萨斯州阿马里洛(Amarillo, Texas)的工厂首飞。之后,它在贝尔公司与美国陆军试飞员的驾驶下进行了严格的测试,累积了超过150个飞行小时。V-280在测试过程中实现了多个里程碑,从达到300节(555公里/小时)的飞行速度到评估快速索降选择和低速时的敏捷性测试。
2019年12月18日,该试验机首次在美国陆军代表和新闻界人士面前演示自动飞行。该演示包括了两个飞行架次。期间,飞机进行了无人起飞和降落。它还可以在巡航和垂直起飞/着陆模式之间自动转换,进行盘旋机动并精确导航到各个航路点。
V-280“勇气”系统采用电传操纵飞控系统,具有空中加油的能力,并具有可伸缩的起落架。贝尔公司表示,V-280的设计得益于公司拥有的“多达45万小时的倾转旋翼经验”,并通过系统和组件的重新设计来降低维护成本。
这种经验来自V-22“鱼鹰”倾转旋翼机。这是第一种进入军队服役的实用型倾转旋翼飞机,由贝尔公司与波音防务集团于上世纪80年代初期联合研制的。该飞机目前正在美国空军和海军陆战队服役,美国海军在今年早些时候接收了其第一批CMV-22B“鱼鹰”。另外,截止2018年12月,日本陆上自卫队正在美国使用五架MV-22B进行飞行试验。
V-280安装了洛克希德·马丁公司的飞行分布式孔径系统(Pilotage Distributed Aperture System,PDAS)任务设备套件进行了试飞。PDAS是一种生存性套件,可在飞机周围提供360°无死角的态势感知范围,并通过高分辨率头盔显示器向飞行员和机组人员提供实时的多光谱融合图像。该系统使用分布在飞机上的传感器网络,并符合模块化开放系统架构(Modulized Open System Architecture,MOSA),用于在未来快速集成新技术。
为了降低复杂性,贝尔公司自称会采用“革命性的制造方法来简化V-280‘勇气’旋翼叶片、机翼和机舱组件的生产流程”,并通过使用“经过商业验证的维护方法”在预先计划时间表的环境中提供长期维护。
根据公开资料,V-280“勇气”复合倾转旋翼飞机的作战半径在926公里到1481公里之间,巡航速度为280节(518公里/小时),35°C下无地效悬停高度为1800米。该飞机可以在进攻和防御作战中提供极快的后勤支持响应,并且可以灵活配置内部和外部有效载荷。
美国海军刚刚获得其第一架CMV-22B“鱼鹰”舰载运输机
V-280和V-22外观上有很大不同,前者使用了V型尾翼,更短的机翼,和更小的复合机身。总体上后者体积更大
正在进行飞行模式转换的V-280。注意和V-22不同的是,“勇气”的发动机是不随着旋翼角度倾转的
进行自主起降测试的V-280,驾驶室中保留了一名驾驶员以备不测
SB>1“挑战者(Defiant)”复合直升机西科斯基和波音公司合作开发的SB>1“挑战者”或“反抗者”原型机,N100FV(制造编号100-0001)在V-280推出仅一年后,于2019年3月21日首飞。这一延迟是由于旋翼叶片生产方面的问题,特别是打造自动复合纤维编制设备来制造复合材料的主旋翼叶片。然后,用于验证飞机所有主要系统,包括动态驱动器和主旋翼,功能的推进系统测试台(Propulsion System Test Bed,PSTB)在其动力变速箱中发现了一个问题进一步推迟了首飞。
与西科斯基公司参加FARA项目的“突袭者X(Raider X)”方案一样,SB>1也采用了X2实验性高速直升机中使用的技术。SB>1由复合混合机身组成,具有一对升力互补的同轴主旋翼和推进螺旋桨,可增强飞机机动性并确保更高的飞行速度。其共轴主旋翼使用了西科斯基的“前行桨叶概念”设计,使用两个旋转方向相反的旋翼,来减轻传统直升机所面临的在飞机加速时因为退行桨叶失速引起的升力损失问题。另外,该桨叶可以手动折叠。
SB>1还拥有最多可容纳12名全副武装战斗人员的机舱空间,可收放起落架,先进驱动技术,电传飞行控制系统,以及方向舵、升降舵和振动的主动控制系统 。按照需求,它将配备四名机组人员,但也将能够与自动驾驶飞机组队,从而为美国陆军提供其当前不具备的能力。
SB>1将采用新技术来提供自我监控和基于状况的维护,以提高平台的作战可用性,并使其具有更大的任务灵活性。它将成为已经建立的供应链一部分,以降低全使用周期成本。同样,使用MOSA架构,SB>1可以减少将新系统(例如传感器和武器)集成到在役飞机上的时间,提高效率。西科斯基/波音公司团队声称,其采用X2技术的FLRAA平台通过遵循最新的数字设计,提供了“无与伦比的能力增长潜力,不受限制传统直升机设计那些物理限制的影响”。
与贝尔V-280一样,SB>1目前正在西科斯基公司位于佛罗里达州西棕榈滩(West Palm Beach, Florida)的开发飞行测试中心进行测试。在飞行测试中,它的飞行速度已经达到了140节(295公里/小时),并且完成了30°倾斜飞行。它还在起落架收回的情况下飞行并继续扩大其飞行包线。西科斯基和波音公司联合团队相信,这架飞机将能够达到250节(463公里/小时)的最高速度,并最终超过美国陆军的要求。
2月中旬,SB>1向陆军和国会代表做了一个正式演示。
SB>1“挑战者”的近景
SB>1和西科斯基入选FARA项目的“突袭者X”方案一样,源自该公司的X2技术演示机
西科斯基和波音公司联合研制的SB>1“挑战者”飞机所使用的先进技术
SB>1的推进螺旋桨细节
FLRAA的未来贝尔公司和西科斯基/波音公司这两个团队都在继续各自的测试活动,开发新技术,使平台更成熟,降低技术风险并扩大飞行包线。到目前为止,V-280在测试活动中处于领先地位。无论是测试时长还是测试科目,它都未受到类似SB>1之前所面临的技术问题所引起的延误。
关于这一点,美国陆军部长瑞安·麦卡锡(Ryan McCarthy)曾经明确表示,美国陆军不会等待SB>1的技术成熟。他说:“……我们没有时间和义务去等待任何一个竞争者。如果他们想与我们开展业务,就必须与我们保持同步。”
陆军航空项目执行官托马斯·托德(Thomas Todd)少将也指出,美国陆军正在鼓励竞标厂商以最快的速度进行开发工作。但是他同时指出:“如果他们选择制定激进的进度表,他们将拥有优势……但是,最终他们需要解决由此产生的任何风险。我们希望他们至少能够提供良好的测试数据。”
但就目前看来,“勇气”和“挑战者”的不同发展水平并没有影响到他们被选择加入FLRAA项目的竞争,也没有影响到FLRAA项目的决定。因为正如稀星天外之前所说的,目前这两架原型测试机是JMR-TD项目下的产物。该项目目的是为了开发并演示新的垂直升力技术和制造流程,而不是根据陆军明确定义的要求开发的真正武器系统。随着JMR-TD计划的结束,美国陆军准备正式启动FLRAA竞赛,V-280和SB>1在今年三月双双获得了FLRAA项目下一阶段的竞争性演示和降低风险(Competitive Demonstration and Risk Reduction,CDRR)合同。
稀星天外认为,通过JMR-TD项目,两家FLRAA竞争厂商都得以把自己的技术进行成熟度孵化,并完成了演示。这些努力将为FLRAA项目的可能遇到的技术风险提供宝贵的预研。
根据最新的FLRAA时间表,美国陆军将在2022年最终选出获胜的设计方案,并从下一个10年开始用它逐步淘汰UH-60通用直升机。
美国陆军目前仍然装备有1500多架“黑鹰”直升机。由于其已经决定在接下来的十年中将760架飞机升级到UH-60V标准。有了这些增强型“黑鹰”直升机的补充,也许最终订购的FLRAA不会有想象的多。
艺术家笔下的贝尔V-280和陆军地面部队联合作战,注意近处的那架是武装攻击型,机舱侧面有导弹发射架
艺术家笔下西科斯基/波音联合团队SB>1的作战效果图
使用了UH-60M上全玻璃座舱的UH-60V是将老旧的“黑鹰”直升机带入数字化时代的廉价方案
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