老黄历1981 “鱼鹰”上航母，还在担心安全问题？那都是老黄历了

“鱼鹰”上航母，还在担心安全问题？那都是老黄历了

固定翼飞机和直升飞机，是目前人类所使用最广泛的两种飞行器，前者速度快、航程远、载荷大；后者起降要求低、适应能力强。可以说是各有优势，但是能否把这两者组合起来，研制一款既能够像固定翼飞机那样快速、远程飞行，又能够像直升机那样垂直起降、不受地形影响的飞行器呢？这一点，科学早已给出了我们答案：美国的V-22"鱼鹰"倾转翼飞机。这种飞机的独特之处就在于，它既能像固定翼飞机那样高速飞行，又能像直升机那样垂直起降，而且，其航程载荷要明显大于同等水平的直升机。

（变形金刚一般的V-22鱼鹰倾转翼飞机）

V-22"鱼鹰"倾转翼飞机是目前全球唯一量产服役的倾转翼飞机，该机巧妙融合了固定翼飞机和直升机两种飞机的技术特性，从而让飞机同时拥有了固定翼飞机和直升机的属性。由于该机的卓越性能，美国海军陆战队、美国海军都订购了相当数量的V-22型飞机。不过，自该机由于在服役后连续出现多次重大飞行事故，也饱受媒体诟病和质疑。作为一款完全新概念的飞机，V-22究竟是划时代的标志还是吞噬人命的事故频发者，一切还得从倾转翼航空技术本身说起。

人类目前主要的两种飞行器：固定翼飞机和旋翼机在技术领域是两种完全不同的设计概念，二者所使用的空气动力学原理完全不同，如果要弄清楚V-22飞机的来龙去脉，就得首先补充一点航空动力学的知识。

（固定翼飞机的大致结构）

虽然人类很早就研究成功了热气球和飞艇，并通过这些东西成功把自己送上天空，但是人类第一种研制成功的载人动力飞行器，就是固定翼飞机。1903年美国的莱特兄弟研制成功了人类第一种飞机"飞行者1号"，在那之后，固定翼飞机开始大行其道，一直到今天，固定翼飞机依然是人类最主要的航空工具。无论是战斗机、轰炸机、运输机、民航客机、小型私人飞机等等，甚至包括现在炒得很热的各种大型军用无人机在内，绝大部分飞行器都使用"固定翼"。

（"白天鹅"图-160轰炸机起飞，它是全球最大的战略轰炸机）

所谓固定翼，顾名思义就是指机翼固定在飞机的机身上，通过发动机推动（或者拉动）飞机前进，同时由固定机翼形成升力，当升力大于飞机自重时，飞机就可以起飞了。固定翼飞机的气动特点在于：飞机的机翼上下表面形状不同，气流从机翼上表面通过时的速度会比下表面快。所以飞机机翼上表面的压力就会比下表面小，在飞机机翼上下表面之间就会形成压力差，这个压力差就是"升力"。固定翼飞机就是依靠机翼上下表面这种压力差，最终实现飞行的。

（P-51"野马"与F-16，无论是二战时期的螺旋桨飞机还是现在的喷气式飞机，它们的本质都是"固定翼飞机"）

对于固定翼飞机而言，速度越快，所需要产生升力的机翼面积也就越小。所以在早期工业水平还不发达的时代，飞机通常为双翼甚至三翼设计，目的就是为了增大机翼面积，从而增加升力。在二战之后，人类进入喷气式时代后，由于飞机的飞行速度越来越快，所以现代的固定翼飞机通常都是单翼设计，特别是战斗机甚至还要刻意缩小机翼面积，以减小飞机的迎面风阻，从而更进一步提升飞机的飞行速度。即使是现代的螺旋桨飞机也大多采用涡桨发动机设计，这种发动机是喷气式发动机的一个变种，具备比过去活塞式发动机更大的输出功率，所以即使是涡桨飞机也通常可以飞很高的速度。其中最典型的就是俄罗斯图-95"熊"式战略轰炸机，该机最大飞行速度可达880公里/小时，远远超过一般螺旋桨飞机的600～700公里/小时的飞行速度。

（图-95轰炸机）

采用旋转式机翼作为升力来源的飞机被称为旋转翼飞机——也就是通常所说的直升飞机，是目前仅次于固定翼飞机，并同样广泛运用于人类生产生活的一种飞行器。直升飞机的气动设计和飞行模式与固定翼飞机完全不同。实际上直升机飞机诞生时间并不比固定翼飞机晚多少，只不过受技术和工业水平的限制，早期人类的各种发动机，都因为功重比太低，无法驱动直升机正常起降。一直到二战时期，各主要强国才研制并装备了一系列具备应用意义的直升机。其中以美国的R-4直升机作为典型，该机采用了大型玻璃式驾驶舱、单旋翼带长尾梁的设计，并在尾梁尖端装上一具尾桨。这种气动布局成为当今直升机的基本构型。绝大部分直升机都采用了R-4直升机的布局模式。

（R-4直升机以今天的眼光看，就是一个简陋的方盒子，但它却在二战和朝鲜战场上挽救了大量美国伤兵的性命）

从技术角度说，直升机的起降完全依靠其头顶上那副大大的螺旋桨。固定翼飞机是依靠飞行速度，造成机翼上下表面的压力差，从而形成升力。而直升机则是依靠头顶巨大的螺旋桨的旋转，直接形成下洗气流，利用下洗气流的反作用力来保证飞机升空。同时，由于普通的单旋翼直升机的螺旋桨旋转方向一定，所以在螺旋桨旋转时，机身会产生反向旋转力矩，所以现代直升机通常设计长长的尾梁，并在尾梁顶端装上一具侧向旋转的小旋翼（尾桨），利用小旋翼的转动产生一个侧推力来抵消机身的旋转力矩，确保飞机正常飞行。这一点在电影《黑鹰坠落》中有真实的表现：当美军黑鹰直升机被索马里武装用RPG火箭弹击中尾桨后，飞机随即失去控制，旋转着坠向地面。这就是因为尾桨失效后，飞机机身无法平衡旋转力矩，所以只能打着转坠毁……

（受高原环境的影响，米-24当年在阿富汗作战时基本不能满载，只能携带额定一半左右的武器弹药）

由于直升机的全部升力都来自于主旋翼的下洗气流，所以直升机的飞行高度远不能和固定翼飞机相比。因为当直升机飞行高度过高，其下洗气流产生的反作用力就会大大削弱，所以当前人类研发的直升机通常飞行高度在3000～4000米左右，实用升限一般在5000～6000米。而固定翼飞机由于是依靠机翼气流来获得升力，所以现代涡桨式固定翼飞机通常可以飞到1万米左右，而喷气式固定翼飞机，特别是战斗机，通常可以飞到1.5～1.8万米，著名的U-2间谍飞机最高可以飞到2.5万米。

（U-2高空侦察机）

固定翼飞机由于是靠机翼产生升力，而产生升力需要一定的速度，所以固定翼飞机通常飞行速度比较快，而且受环境影响相对较小，但是缺点是，飞机起飞和降落时需要较长的跑道来累积升力或者减缓飞行速度，因此固定翼飞机通常离不开跑道。尽管也出现过类似于"海鹞"或者雅克-38这样的垂直/短距起降固定翼飞机，但是在垂直起降时，由于油耗过大，且发动机功率有限，所以其载荷和航程实在不具备什么作战效能。

（“海鹞”垂直起降时载荷仅2.5吨，作战半径仅92公里，被戏称为"桅杆保卫者"，图为海鹞的美国亲戚：AV-8B）

直升飞机虽然能够做到垂直起降，但是由于其气动方式的限制，在飞行时，其顶部的巨大的旋翼在旋转时形成类似于盾牌的巨大迎风面，从而导致飞机的风阻极大，所以直升机的飞行速度普遍较慢，目前即使是高速武装直升机，通常也只有300公里/小时左右的速度，而且由于采用旋翼获取升力，所以直升机的油耗高、载荷小，航程非常有限，在相同载荷和起飞重量的情况下，直升飞机通常只有固定翼飞机作战半径的三分之一、甚至是十分之一。以美国陆军航空兵的经验，AH-64阿帕奇武装直升机的前进机场通常距离前线在50～100公里左右，如果太远，直升机有可能飞不回来而需要中途进行加油。

（大名鼎鼎的AH-64"阿帕奇"武装直升机）

由此可见固定翼飞机和直升飞机各有各的优势，但是也各有各的缺陷，所以，很早就有人设想——能不能把固定翼飞机和直升机融合起来呢？这就是被称为"倾转翼飞机"的全新型飞机。

借助德国技术，因惨败而诞生的V-22

要说到倾转翼飞机，其实最早要追溯到二战时期纳粹德国的"黑科技"。在二战时期德国曾经研制过一款代号为FA229的特殊飞机，这种飞机就采用了在V-22上使用的可旋转方向的发动机，并通过改变发动机的方向来兼容垂直起降和水平飞行的需要，不过遗憾的是该项目尚未造出原型机，就被盟军的战略空袭连图纸带工厂全部摧毁。

（现代工业的很多技术确实源自二战德国的"黑科技"，图为冷战时期德国开发的倾转翼飞机VJ-101）

在二战结束，朝战期间，由于R-4直升机在战场上发挥了非常重要的作用，所以当时美军就提出希望能够研制一种兼容固定翼飞机的飞行速度与载荷，同时又能像直升机那样垂直起降的新式飞机。1953年美国的贝尔直升机公司接到了军方指令，研制代号为XV-3的倾转翼飞机，这是美国首次研制倾转翼飞机。

（XV-3）

当时贝尔公司开发的XV-3型倾转翼飞机和如今的V-22其实完全不同。该机在机身内部装有一台450马力发动机，通过传动机构，同时驱动两端机翼上的旋翼旋转。但是这样设计的问题在于，发动机负载过大，传动系统设计则过于复杂，从而导致飞机的稳定性不高，2架XV-3型原型机均因为飞机飞行时震动过大，飞机难以操作而最终坠毁。尽管XV-3项目最终失败，但是它也证明了用一台发动机同时驱动2副旋翼是不靠谱的，这个认知为后来V-22"鱼鹰"项目的成功奠定了重要的技术基础。

（XV-3结构复杂，操作性不好，而且震颤严重，甚至曾经震晕过飞行员导致坠毁，不过它为V-22奠定了技术基础）

V-22倾转翼飞机的原型机其实应该追溯到1971年由贝尔公司开发的第二代倾转翼飞机——XV-15。在这款飞机上，贝尔公司就已经采用了将发动机布置在飞机翼尖的设计，这样大大节省了重量，省略了复杂的传动系统，同时，翼尖布局还可以使用功率更大的发动机，从而让飞机的载荷更大。XV-15的气动外形已经和先进的V-22基本相同。而且发动机翼尖布置还大大减轻了飞机自身的震颤，让飞行更加易于操作，从而提升飞机的安全性。

（由美国五角大楼和NASA联合出资研制的XV-15，它是V-22的直系祖先）

尽管XV-15项目早在1970年代早期就已经取得了成功，并且美国军方自越战以来，一直对倾转翼飞机有着需求，但是促成V-22倾转翼飞机诞生的直接原因，是源自美军的一次惨重失败。1979年伊朗爆发伊斯兰革命，新成立的革命政府随即和美国撕破脸皮，数千名伊朗学生随后冲进美国驻伊朗大使馆，并把52名美国人扣为人质，这就是著名的"伊朗人质事件"。在美国政府试图和伊朗革命政府进行接触的所有努力都失败后，当时的美国总统卡特决心武力营救这些被困的美国人。本次营救行动被美国军方命名为"蓝光行动"，由美国精锐的"三角洲"特种部队负责执行，整个任务行动中出动特种部队士兵达120人，是美国冷战时期最大的一次特种营救行动。

（巨大的RH-53型直升机，还没有飞到德黑兰就损失了4架，导致整个"蓝光行动"尚未开始就宣告失败）

但是，当时被派出营救人质的美军RH-53D"海上种马"直升机的作战半径只有160公里，无法直接从航母上飞抵伊朗首都德黑兰，所以美军提前派出4架C-130型运输机，在伊朗境内的荒漠地带建立了代号为"沙漠一号"的前进基地，这样RH-53D直升机在往来航母和德黑兰之间时都可以在"沙漠一号"进行加油。但是，现实情况是，8架美军的RH-53D型直升机在进入伊朗领空时，就有1架旋翼叶片故障，不得不迫降撤出，剩余7架则因遭遇沙尘暴导致1架直升机迷航，1架直升机发动机受损。在"沙漠一号"基地补充燃料时，又有1架直升机在起飞时失控撞上了1架C-130运输机，进而导致8名美军突击队员死亡。最终整个行动在一枪未放的情况下，以8名士兵死亡为代价，宣告失败。

（真实的蓝光行动失败现场，由美军士兵拍摄的损毁的装备）

这次营救行动的失败，深深刺激了美国军方，因此美军计划研制全新的倾转翼飞机，以替换脆弱、速度慢且航程不足的大型运输直升机。1981年美国陆军、海军、海军陆战队以及空军联合提出研制全新倾转翼飞机的计划，计划授权贝尔公司和波音公司联合研制全新的倾转翼飞机，以便取代大部分美军现役的CH-46和CH-47等直升机。该项目在1985年被正式命名为V-22"鱼鹰"倾转翼飞机，至此，V-22倾转翼飞机开始正式登上了军事装备的历史舞台。

特立独行的倾转翼飞机

因为V-22是全新的设计概念，并且兼具固定翼飞机和直升机双重特性，这导致该机的研制和试飞可谓是命运多舛。其中在1991年，V-22的5号样机因为飞控系统故障而坠毁，随后4号样机因为发动机意外起火而失事。到1997年V-22原型机的全部试飞工作完成时，全部的5架原型机中就已经有2架（4号机和5号机）坠毁，这个损失比例在现代飞机研制中可以说是相当高的，因此鱼鹰的安全性在其定型时就受到广泛的质疑。

（夜晚的"鱼鹰"）

2000年时，已经进入量产的V-22鱼鹰运输机在不到1年的时间内连续坠毁两架，其中一次坠毁导致机上19人全部遇难，这让V-22飞机在整个2001年停飞一年，美国空军在当时甚至已经考虑退出V-22项目的研发工作。不过，V-22飞机真的非常不稳定吗？如果鱼鹰自己会说话的话，想必它会说："这个锅，我不背！"

（大批MV-22B陆续起飞）

V-22鱼鹰倾转翼飞机是世界上第一款量产的倾转翼多用途运输机，由于该机兼具直升机和固定翼飞机的特点，所以其操作方面和固定翼飞机、直升机都不一样，所以如果使用以往操作固定翼飞机或者直升机的方式去操作鱼鹰，必然会导致事故。这一点在众多事故调查中已经得到证实。

（如同变心金刚般收拢的V-22倾转翼飞机，这样可以大幅减小占地面积，有利于上舰列装）

另外，V-22采用的设计非常独特，它使用了两台大型涡轴发动机并列布置在机翼两端，这样两台发动机对转时正好可以相互抵消偏转力矩，但是如果两台发动机功率输出不平衡，那么飞机就会"跑偏"，同时，由于是全新的飞机设计，且该机的主翼采用了可转向90°的活动式设计，这样客观上确实降低了飞机的结构强度，从而让鱼鹰的操作需要更大的细心和耐心。

（两栖攻击舰上的"鱼鹰"）

针对鱼鹰的问题，美国五角大楼在2002年重新启动鱼鹰项目后采用了更加谨慎小心的方案，从2002年到2005年，长达3年的测试飞行中，V-22鱼鹰再也没有出现任何安全事故，无论是在阿富汗高原，还是在美军的两栖攻击舰上，V-22终于展示了它优越的飞行性能并且赢得了美军和美国国会的信任。美国海军陆战队退役的MV-22B飞行员卡莱顿·福斯林表示，鱼鹰的飞行适应性能胜过其他所有直升机。"CH-46E从北卡罗来纳州转场到加州参加演习要花将近一周时间，而V-22只需要飞上漫长一天就行了。"

（驻阿富汗的美军V-22鱼鹰正在执行任务）

针对鱼鹰飞机操作上的问题，美军给鱼鹰装上了最先进复杂的飞控电脑，从而自动而精确的调节两台发动机的功率输出，确保飞机的平稳飞行。而且即使在一台发动机熄火的情况下，飞机也会迅速转移到固定翼飞行模式，这样，可以通过机翼副翼的调节，平衡飞机的左右力矩，从而确保飞行安全，而这在直升机上是根本做不到的。同时，由于鱼鹰是以固定翼飞机的模式飞行，因此它可以飞得更高，可以有效避开低空的沙尘暴，避免迷航或者因为发动机吸入沙子而导致熄火。而且鱼鹰的航程可达1627公里，作战半径超过700公里，远胜过一般直升机200公里左右的作战半径。

（旋翼倾转后，以高速模式飞行的鱼鹰）

而且最重要的是，V-22鱼鹰可以突破直升机所无法突破的速度极限，轻松超过设计最精良的高速直升机。这主要是因为，直升机在飞行时，其桨叶尖端的线速度是直升机前进速度和螺旋桨旋转速度的叠加。所以当直升机以300公里/小时的速度飞行时，其翼尖的线速度可达300米/秒的水平，已经接近音速的340米/秒的上限，而如果直升机想要飞行更快，则桨叶尖端的线速度必然要突破音速，而一旦突破音速就会出现激波，轻则飞机震颤，重则桨叶折断机毁人亡。所以直升机很难突破速度上限。而V-22飞机在巡航飞行时，和传统的螺旋桨固定翼飞机一样，由机翼提供升力，螺旋桨只需要提供向前的动力，所以可以轻松突破500公里/小时的飞行速度，这一点是任何直升机都无法比拟的。

枝繁叶茂的大家族

V-22鱼鹰倾转翼飞机测试成功并量产以后，迅速衍生出众多型号，其中有美国海军陆战队专用的MV-22型、有海军搜救型HV-22B型、有空军战斗搜救型CV-22B等等，最近美国海军还订购了全新的CMV-22型航母专用运输机，用于替换服役多年的C-2"灰狗"舰载运输机。"灰狗"是世界上唯一一款由预警飞机改装而来的运输机，当然这已经是题外话。用于替换灰狗的CMV-22B型鱼鹰运输机最大的特点就是可以搭载1台完整的F-135型发动机，以便于未来美国海军F-35C在海上进行紧急发动机更换维修等任务。

（"鱼鹰"在美军里根号航母上进行训练）

美国陆军、海军、海军陆战队和空军总共计划购买多达458架V-22鱼鹰倾转翼飞机，该机单价高达1.1亿美元，甚至超过了现在F-35A战斗机的出厂价。不过尽管如此，由于鱼鹰飞机卓越的性能，依然得到了美国四大军种的高度评价。根据五角大楼的统计，从2005年至今，鱼鹰单在阿富汗就已经安全飞行了10万小时，期间没有一架鱼鹰被塔利班击落或者毁于事故，这是一个了不起的成就，也代表了鱼鹰真正的性能。退役MV-22B飞行员卡莱顿表示："技术成熟后，根据数字统计V-22是最安全的军用飞机之一。它的很多关键系统都有2～3倍的冗余安全设计，如果单发动机发生故障，仍然能以固定翼模式飞行一整天"。

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