- 中文名
- 倾转旋翼机
- 外文名
- Tiltrotor
- 称 号
- 空中“混血儿”
- 简 介
- 新型飞行器
- 优 点
- 航程远，航速高等
在倾转旋翼机起飞达到一定速度后，旋翼轴可向前倾转90°角，呈水平状态，旋翼当作拉力螺旋桨使用，此时倾转旋翼机能像固定翼飞机那样以较高的速度作远程飞行。它既具有普通直升机垂直起降和空中悬停的能力，又具有涡轮螺旋桨飞机的高速巡航飞行的能力。倾转旋翼机采用了新的思维方法来设计直升机的旋翼和总体布局，设计思想已突破了传统直升机的范畴，属于新原理旋翼构型，是直升机技术突破性、跨越性的、是直升机行业革命性的一项高技术，也是直升机技术发展的必然结果。 [1]
追溯历史，在上世纪60～80年代，美苏争霸进入了白热化，双方都在拼命发展新型武器装备。在苏联占领阿富汗的10年战争中，苏军米-24等现代战斗直升机在战场上表现出来的威猛无比的作战能力，给美国带来很强的震撼，美国提出要研制和装备更高速度和飞行能力的直升机，对抗苏联战斗直升机已占有的优势，他们选择了能够实现飞行速度上有更大突破的“倾转旋翼”横列双旋翼的结构设计，作为新的作战直升机的技术路线。
与传统直升机的结构相比，“倾转旋翼”采取了以倾转式浆盘的横列式双旋翼的结构，使得直升机的旋翼系统可以转90°，既能够让直升机垂直向上，又有使它具有类似飞机螺旋桨的前飞能力。当这种试验机试飞成功时，立刻成为了全世界的焦点。而苏联却不以为然，他们认为这种倾转双旋翼系统结构布局的直升机，没有新的技术优势，而且会有很大的飞行风险。所以，在苏联时期及后来的俄罗斯直升机界，很长时间对倾转式横列双旋翼直升机结构，基本上没有太大的兴趣。 [2]
例图倾转旋翼机凭借着其高速性，能使行动部队以较快速度通过危险地区，而且它还有能力在一个夜间就把作战人员输送到数百公里以外的行动地点，在完成任务后又可以迅速返航。
虽然倾转旋翼机具有将直升机和固定翼飞机二者优点集于一身的优势和特点，但它既不能完全替代传统的直升机，也不能替代固定翼飞机，而是只属于一种填补直升机和固定翼飞机之间性能和应用空白的机型。
与武装直升机相比，由于构型特点和设计重量的限制，倾转旋翼机在以直升机方式飞行时，其机动能力远较直升机为低，这主要是受到旋翼系统过载能力的限制。以V-22为例，旋翼系统过载能力仅为1.4，远小于直升机的3.5，因此也就不具有武装直升机需要的机动能力，所以直到目前为止，国外还没有发展武装型倾转旋翼机的意向。所以说，倾转旋翼机不能完全替代传统直升机。另外，倾转旋翼机虽然在运营经济性上比直升机占优，耗油率比较低，但是在复杂地形环境区域从事吊运、架线，紧急医疗救护等飞行作业，由于传统直升机具有比倾转旋翼更优的空中悬停性能，尽管运营成本比倾转旋翼机高，却仍能在发挥重要社会效益的同时，取得很好的成本效益。而倾转旋翼飞行器目前在这些特殊的应用领域还难以发挥出像直升机一样的效用。这主要是因为由于它在设计上兼顾了前飞性能和垂直起降性能要求后，空中悬停无法达到直升机那样灵活自如。 [3]
倾转旋翼机的工作原理是:当旋翼倾转系统组件处于垂直位置时,倾转旋翼机类似于双旋翼横列式直升机,可悬停、侧飞、后飞、垂直起降,可免去起降跑道;当旋翼倾转系统组件处于水平位置时,倾转旋翼机就相当于固定翼飞机,能作高速远程飞行,增大飞行包线。
倾转旋翼机是一种新构型原理的飞行器,是介于直升机,以及固定翼飞机之间的一种新概念航空器,它通过有效融合固定翼飞机和旋转翼飞机各自的优点,可以轻易实现比直升机更远的航程和更高的航速以及比固定翼飞机更高的机动性和更低的运营成本。业界普遍认为倾转旋翼机将是未来20年的主要航空飞行器。 [4]
早在1972年，贝尔公司就接到了美国陆军和美国国家航天航空局关于共同发展XV-15倾转旋翼机的合同。1981年，美国在XV－15的基础上研制成功了实用型倾转旋翼机，1985年1月它被正式命名为V-22“鱼鹰”。作为一种倾转旋翼机，V-22“鱼鹰”的机身、机翼和普通固定翼飞机基本相似，但是其位于机翼两端的螺旋桨发动机却可以上下转动。当螺旋桨发动机从水平状态转到垂直状态时，V-22“鱼鹰”就可以像直升机一样实现垂直起降和悬停，当螺旋桨发动机处于水平状态时，就能给飞机一个向前的推力，使它能像固定翼飞机一般飞行。在螺旋桨发动机处于这两种状态之间时，既产生了升力，又产生了推力，能使飞机以低速飞行。
2004年10月，美国空军部长、空军参谋长以及负责特种作战的国防部副部长等一批美军方官员在试乘了V-22后，都给予其高度评价，他们认为V-22“鱼鹰”所发出的声音比普通直升机更小，而降落和起飞则更迅速。V-22能够做到美军以前没有做到的事情，并赋予了美军前所未有的作战能力、速度和作战方式。
倾转旋翼机技术虽然已历经50年的艰难探索过程，但是真正作为型号列入军用航空产品发展计划的，美国V-22还是头一个。与有着数十年应用历史、在实践中技术不断发展完善，并已经历几代更迭的直升机和固定翼飞机相比，V-22还属于一种全新概念的飞行器。它在步入实用阶段之初，很多东西都有待验证，加上没有前人的经验可循，在飞行中遇到问题，多次发生重大飞行事故并不奇怪。毕竟它是在走一条前人没有走过的路，很多新设计概念和技术的应用，还需要在应用和试验中不断完善和改进。 [3]
例图倾转旋翼机的未来发展主要应从解决现存的问题入手。一是要深化对过渡区飞行规律的认识和提高过渡飞行控制系统设计的可靠性。二是寻找最佳的设计构型，例如弄清发动机舱在过渡飞行中是随着旋翼/螺旋桨转展望航空新世纪BA-609民用倾转旋翼机动的构型好，还是不转的构型好。三是简化传动系统、操纵系统的设计和减少诱导速度，减轻系统重量和提高系统工作的可靠性。
目前，世界上还有不少进一步改进倾转旋翼设计的研究和发展方案。例如，为了能够在直升机和螺旋桨飞机飞行性能之间找到最佳折中方案，美国正在研究一种可伸缩旋翼桨叶技术，它可在旋翼/螺旋桨向固定翼飞行器状态过渡时，通过缩短桨叶直径使旋翼/螺旋桨更接近螺旋桨的设计特点，反之亦然。这种设想旨在使倾转旋翼机能够在不同飞行状态下具有更接近于直升机或固定翼飞机的技术特征，使之更大程度获得“鱼和熊掌”兼得的效果。但是这样一个复杂的设计设想要想付诸实现，在技术上是很艰难的。因为对高速旋转中的旋判螺旋桨来说，要在很大离心力作用下，自如地实现桨叶的伸缩和锁定，难度是可想而知的。
其实，无论是哪一种设计构型都存在着一种旋翼升力系统和固定翼推力(或拉力)系统的优化关系。航空界的任务是充分利用现有和未来的技术去解决组合式飞行器目前存在的结构重量大、系统复杂的问题，以提高飞机的可靠性，经济陛。虽然V-22已率先进入了使用阶段，但未来的技术发展很难保证它是直升机和固定翼飞机间填补空缺的最好设计构型。人类发展倾转旋翼飞行器和其他同时兼具直升机和固定翼飞机特点的新概念飞行器的初衷，是为了寻求一种最佳设计，满足人类能够根据需要操纵飞机作高速、或低速飞行并可随时随地起降和在空中任意悬停的要求。同时还希望它使用简便，实用性和适应性强，经济、安全、乘坐舒适。人们将继续为实现这一目标而努力。 [3]
