采用鴨翼布局的傾轉(zhuǎn)機(jī)翼設(shè)計、偏轉(zhuǎn)翼和偏轉(zhuǎn)鴨翼的推進(jìn)方式，美國研發(fā)的新型“垂直起降試驗飛機(jī)”能夠完成高效盤旋和高速飛行——

無人旋翼機(jī)引發(fā)戰(zhàn)場風(fēng)暴

3月4日，美國國防預(yù)先研究計劃局（DARPA）宣布，極光飛行科學(xué)公司的?“雷擊”無人飛行器贏得“垂直起降試驗飛機(jī)”（VTOL?X-Plane）的項目競標(biāo)，授予其價值8940萬美元的第二、三階段研究合同。在第二、三階段啟動后，將繼續(xù)開展原型機(jī)的研制和試驗工作，計劃2020年進(jìn)入現(xiàn)役。可以預(yù)測，如果VTOL?X-Plane研發(fā)成功并服役，將大幅度提高美軍戰(zhàn)場快速突擊、運(yùn)輸和后勤保障能力。

出于DARPA對項目技術(shù)指標(biāo)的“苛刻”要求，“VTOL?X-Plane”具有飛行速度快、載重量高、氣動性能好等優(yōu)勢，該飛行器的飛行速度556-741千米/小時，最大起飛重量4500-5400千克，經(jīng)技術(shù)擴(kuò)展后可適應(yīng)1800-10800千克的不同級別噸位平臺。相比之下，美軍之前研發(fā)的“聯(lián)合多任務(wù)旋翼機(jī)”對飛行速度提出的指標(biāo)僅為315-556?千米/小時，服役多年的V-22“魚鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的最大前飛速度也只是582千米/小時。另外，“VTOL?X-Plane”要求懸停效率不低于75%，巡航狀態(tài)升阻比不低于10，這些參數(shù)要求意味著該機(jī)很難僅靠旋翼系統(tǒng)提供升力，必須通過創(chuàng)新設(shè)計，運(yùn)用氣動性能更好的翼型，同時優(yōu)化槳尖形狀和槳葉設(shè)計。

美軍為保持在高速旋翼機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，早在2013年就開展了VTOL?X-Plane項目。該項目總預(yù)算達(dá)到1.3億美元，計劃分三個階段完成。第一階段的研究合同中，波音公司等另外三家公司相繼設(shè)計出無人高速旋翼機(jī)。在競標(biāo)中脫穎而出的“雷擊”飛行器，是在“人馬座”和“獵戶座”無人機(jī)項目基礎(chǔ)上研發(fā)而來，結(jié)構(gòu)獨(dú)特，氣動性能突出，機(jī)身包含24個涵道式風(fēng)扇，在2個鴨翼上各安裝3個，另外18個風(fēng)扇則對稱分布在2個主機(jī)翼上。由于采用鴨翼布局的傾轉(zhuǎn)機(jī)翼設(shè)計、偏轉(zhuǎn)翼和偏轉(zhuǎn)鴨翼的推進(jìn)方式，“雷擊”飛行器性能出眾，達(dá)到了DARPA提出的技術(shù)指標(biāo)，可進(jìn)行高效盤旋和高速飛行。

在美軍裝備體系中，能夠垂直起降的旋翼直升機(jī)在軍事行動中發(fā)揮重要作用。目前，美軍現(xiàn)役的垂直起降飛行器因飛行速度等原因，已不能適應(yīng)信息化條件下的聯(lián)合一體化作戰(zhàn)需求，這致使美軍加速新型垂直起降飛機(jī)的研發(fā)步伐。DARPA明確要求，“VTOL?X-Plane”既要具有常規(guī)直升機(jī)垂直起降能力和懸停性能，又要達(dá)到公務(wù)機(jī)的有效載重水平和飛行速度。

美軍在武器裝備創(chuàng)新領(lǐng)域一直引領(lǐng)時代潮流，此次由DARPA主導(dǎo)新一代高速旋翼機(jī)的預(yù)研工作，標(biāo)志著美軍已經(jīng)將高速旋翼機(jī)上升為戰(zhàn)略性武器裝備。在項目第一階段同時開展多種技術(shù)方案驗證，更為下一代高速旋翼飛行器的研發(fā)進(jìn)行了概念探索和技術(shù)儲備。?

（作者單位：國防科技大學(xué)）