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2021年8月2日,贝尔德事隆公司(Bell Textron)对外公布了基于高速垂直起降(High-Speed Vertical Take-Off and Landing,HSVTOL)技术的下一代军用旋翼机的最新设计概念,旨在探索下一代军用垂直升降机型的未来潜力。新的HSVTOL直升机不仅具备垂直起降能力,而且具有非常高的水平飞行速度,将直升机的悬停能力与战斗机的速度、航程和生存能力相结合。为了解决这款全新概念的HSVTOL直升机技术难题,贝尔德事隆公司计划采用当前以及未来最新的技术理念。
由贝尔德事隆公司新分享的概念图和专利文档可知,新型 HSVTOL概念机的外形,类似于V-22鱼鹰倾斜旋翼机。同的是,鱼鹰仅在不同的飞行模式下,将推进器从垂直旋转到水平方向。而随着倾斜旋翼向后折叠收入机舱,HSVTOL概念机还可在水平飞行阶段,切换到喷气动力。
贝尔公布的三款HSVTOL概念图
根据之前研发V-22 鱼鹰式(Osprey)与 V-280 勇士(Valor)倾斜旋翼机的经验,贝尔表示新的HSVTOL将大量使用数字工程技术(Digital Engineering)进行设计工作,并且将强化滞空能力、垂直起降速度和战场生存能力。
贝尔公司宣称HSVTOL概念机具有三方面的特征:一是HSVTOL直升机是由多种高速垂直起降飞机组成;二是空重为4000磅至超过100000磅不等(两吨级至45吨级);三是巡航速度超过740公里每小时(400节);四是下洗气流温度低,具备真正的不依赖跑道的能力和长时间悬停能力。
HSVTOL直升机在常规跑道上起降时,并可进行适当的缩放,以支持 0.4 ~ 10 万磅(0.18 ~ 4.5 万公斤)的起飞重量。
此外新概念提到了一些额外的特性,比如隐身能力,并将提供载人或无人的飞行选项。
新型HSVTOL的时速将可超过400节(约740公里),超过现有V-22和V-280的520公里,低空盘旋灵活度将可与现役直升机比拟。
三款HSVTOL概念图
从贝尔德事隆公司分享的概念图可以看到,HSVTOL采用了平直主翼与V型垂尾的设计,机身侧部存在着一条明显的折线,可知HSVTOL飞机应当具备具备较强的隐身能力;巡航状态下的HSVTOL飞机的翼尖旋翼均为折叠状态,结合进气道位置,HSVTOL飞机可能采用了电动旋翼设计;考虑到飞机进气道靠近翼根位置,喷气式发动机的安装位置可能与传统固定翼飞机的发动机安装位置相近,V形垂尾能够遮挡一部分的发动机尾流,进而增强HSVTOL飞机的隐身能力。
根据贝尔德事隆公司的计划,HSVTOL直升机将有无人型、武装性和运输型三种版本,根据不同型号,机身重量将从4,000磅(约1,815公斤)到10,000磅(约4,536公斤),任务弹性优良。
3.1 无人型
无人型HSVTOL直升机,机头为深灰色且深灰色与机体连接的位置进行了锯齿形修形,与隐身战斗机的机头外形高度相近,进一步验证了HSVTOL飞机具有较强隐身能力的猜测。考虑到贝尔公司宣称HSVTOL飞机的空重为空重为4000磅以上,也就意味着这款无人机空重两吨左右,结合XQ-58空重1.1吨,最大起飞重量2.7吨的先例,无人型HSVTOL飞机的内置弹仓可能能够携带一吨左右的弹药。
无人型HSVTOL
3.2 武装型
武装型HSVTOL直升机飞机机体空间较为充裕。根据突出的风挡判断,武装型的HSVTOL飞机前向视界较差,两侧风挡下沿接近舱门中线位置,视界相对较好,武装型的HSVTOL飞机可能采用了F-35的EOTS与EODAS弥补视野方面的不足。
运输型HSVTOL直升机飞机尺寸较为庞大,以舱门高度为2米计算其机身高度应当为五米左右。机头风挡疑似采用了一体式前风挡与两侧三角状风挡+侧风挡下部用于减少盲区的小块补盲风挡设计,机尾构型近似斜坡,可能为运输机常用的可开启式机尾设计。
运输型HSVTOL
贝尔公司展示的最大的HSVTOL飞机,机体尾部上存在与美国空军空中加油机或者运输机的机尾标志相似的标记,再次证明最大的HSVTOL飞机为运输型HSVTOL飞机的猜测。
运输型HSVTOL直升机进气道位于机身背部。背部进气道在大仰角飞行时会出现进气不足的问题,但是该款HSVTOL应当为一款隐身运输型的HSVTOL,并无大仰角激动需求,而且采用机背进气的设计机体能够遮挡位于背部的进气道,进而增强飞行器的隐身能力。
三款HSVTOL直升机有不同的尺寸,其中最大的有美国空军标志,最小的是无人机配置——总重量从 4,000 磅到 100,000 磅不等。这些型号有一个倾转旋翼系统,其叶片在巡航飞行中折叠以减少阻力,水平推进则由涡轮风扇发动机提供。
V-280 Valor
至于如何将旋翼的推进系统和飞机巡航结合起来的问题。从该公司提交的专利图片推测,最有可能的操作涉及操控涡轮风扇,该涡轮风扇将在涡轴模式下工作或为驱动螺旋桨的电动机提供动力。随着倾转旋翼飞机能力、数字飞行控制进步和新兴推进技术的融合,贝尔公司将会解决这一问题。
贝尔公司的高速垂直起降能力对于未来的任务需求至关重要,可提供一系列飞机系统,这些飞机系统具有增强的跑道独立性、飞机生存能力、任务灵活性和优于传统平台的性能。
尽管目前贝尔公司尚未表示新的HSVTOL将会在何时推出实体概念机,以及试飞的相关时程,基于探索高速垂直升力飞机技术已超过 85 年,新一代“HSVTOL”概念机很有可能中标美国陆军的“未来垂直升降机”计划,并在未来将可能取代V-22鱼鹰式倾斜旋翼机。
从贝尔公司公布的信息看,如果HSVTOL真的研制成功,传统构型直升机将没有任何优势,并将会对世界产生巨大的影响。
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