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美国试图用“未来垂直升力”计划更新下一代陆军空中力量

3356人参与 |时间:2020年12月29日 15:11 |百度已收录

虽然美国陆军拥有庞大的直升飞机,但是新世纪以来还没有一支新式战斗机服役。上世纪六七十年代,阿富汗战争,伊拉克战争已经暴露了这批装备的局限性,在“科曼奇”遗憾下马之后,美国试图以“未来垂直升力”计划来更新下一代陆军空中力量。

工程概况

工程名:FutureVerticalLift(FVL),未来的垂直提升工程。

目的产品:下一代美军直升机,旋翼机。

关键子项目:未来攻击侦察(FARA)、未来远程突击机(FLRAA)

预期完工日期:2030年(FARA,FLRAA)

开发过程

2009年国防部批准实施了未来垂直升力(FVL)项目。按照规划,FVL将由多个军种共同开发,其规模、范围和成本将与洛马F-35项目相似。美军的H-60战斗机、AH64战斗机、H-47战斗机和OH-58战斗机等多款直升机机型最终可能会被FVL取代,以取代目前在服役的H-60战斗机。

贝尔360|Invictus

按原计划,FVL项目将推出一系列联合设计,从轻型(CS1)到超重型(CS5)。在这些类型中,美国陆军的重点是CS1轻型攻击和空中侦查类型,以及CS3中型通用/攻击类型。目前,CS-1和CS-3分别对应于两个大型项目的未来攻击侦察机(FARA)和未来远程突击机(FLRAA)。CS2是海军MH-60R/S“海鹰”舰载直升机的替换型别,CS4(重型)和CS5(超重型)分别计划将来取代CH-47(支奴干)运输直升机和C-130J(超级大力神)固定翼运输机,但目前尚未有明显进展的公开报道。以下是五种FVL分类方法的概览。

FARA计划

美国陆军计划在2018年启动“未来攻击侦察机”(FARA)项目,以开发贝尔OH-58“基奥瓦”侦察直升机的后继机,并将其作为“未来垂直起降”(FVL)项目的一部分。

2019年4月,FARA计划的候选项目设计合同已经授予5个制造商,其中包括:美国卡瑞姆(Karem)飞机公司、美国AVX飞机公司(与L3Harris技术公司(LHX)合作)、西科斯基飞机公司(洛马公司旗下)、贝尔直升机公司和波音公司。这一计划中将选出两个公司在2020年进行他们的设计,原型机计划于2023年首飞,2028年进入军队服役。

美国国防部于2020年3月25日宣布,选定西科斯基公司(Sicksky)和贝尔公司(Bell)为下一轮FARA原型机制造招标项目。

贝尔公司V-280

美国陆军未来直升飞机项目负责人表示,FARA项目中的一些原型机零件,如铸件、传动装置、齿轮箱、旋翼、座舱和机身,已经制造好了,原型机的一些实物已经呈现出来。尽管受新冠状病毒的影响,西科斯基和贝尔都将按原计划在11月完成FARA项目原型机的最终设计。开发过程中,两家公司都没有受到影响。此外,在两家公司交付了最终设计成果之后,美国陆军将在一个月内完成两型飞机的最终设计评审,并计划在12月中旬由陆军高层领导进行战备评估,为FARA项目提供最终批准决定,以确保原型飞机在2023财年第一季度完成首飞。

一、西科斯基RAIDERX洛马公司旗下西科斯基公司FARA计划与RAIDERX竞争。这款飞机的设计理念是采用灵活、致命和高生存力的混合共轴直升机,用以确保垂直起降优势,以应对未来战场上不断发展的敌人和接近的威胁。

该系统是基于S-97攻击机的高速直升机设计的。该直升机于2011年开始研制,并于2014年制造出首飞样机,2015年5月22日成功首飞。该飞机进行了多次飞行试验,充分验证了高速直升机的核心设计,为西科斯基公司后续飞机飞行计划积累了大量的基础数据,有助于RaiderX设计的完善,降低FARA计划风险。

2018年,西科斯基公司开始了RaiderX直升机部件的制造,按计划推进了FARA项目的原型制造。此外,Sicksky与主要供应商签署了超过一年的合同,以确保FARA项目中原型机相关配套零部件的供应按时完成。

二、贝尔360Invictus德事隆公司旗下的贝尔德事隆公司将推出贝尔360Invictus,该公司将采用经过验证的技术来实现卓越的性能,并且经济上可以承受,该公司的技术将基于贝尔525已经证实的连续转子系统技术。

主要指标包括:速度超过342km/h(185km)。行动半径为250千米(135海里),飞行时间超过90分钟。可以装备20毫米口径航炮,可集成空射效果的综合弹药发射装置,未来武器和现有列装弹药等等。

在2019年美国陆军协会年会召开前,贝尔公司提出了FARA项目的原型机设计思路。现在贝尔公司已经完成360Invictus直升机的多个设计/风险评估,并且已经完成了直升机旋翼和动力系统的主要设计评审。与此同时,贝尔公司位于德克萨斯州阿马里洛的工厂也开始接受直升飞机的部件,并很快开始生产原型机。360Invictus直升飞机的原型机制造计划正在进行中,预计于2022年首飞。

西科斯基波音SB-1“挑衅”

FLRAA计划

将来的远程突击机,也叫FLRAA,目标是在2030年取代美国陆军的UH-60“黑鹰”运输机和AH64“阿帕奇”攻击直升机。该项目的竞标时间将于2022年开始,到2030年投入使用。

FLRAA项目是美国陆军联合多功能技术验证机器(JMR-TD)的背景项目。BellV-280和Skoski-Misski-SB-1早在正式确定FLRAA的项目名之前就已经进入JMR-TD项目。

美国陆军选择了贝尔和西科斯基公司的工作,在未来的“远程突击攻击机”(FLRAA)项目启动之前,在竞争性演示试验和风险降低(CDRR)方面进行工作。疾病预防与控制由两个阶段组成,每个阶段一年左右。该公司将使用基于模型的系统工程来进行初步概念设计,以评估需求的可行性和商业研究。

一、贝尔公司V-280V-280“英雄”倾转旋翼机是由美国贝尔公司研发,2017年12月首飞的。Bell从V-22的设计中学到了很多,为了获得更大的灵活性,他在旋翼叶片上增加了挥舞角和扭矩瞬变。

2018年12月,德事隆贝尔公司宣布,V-280倾转旋翼机在为期两年的飞行验证中取得了卓越的成绩。该V-280型客机飞行时间超过150个小时,达到了预期的性能里程碑,包括:速度>550千米/时,在温度为35℃的1800米高度上达到脱地效应悬停(HOGE),满足陆军1级操纵品质要求的低速灵活性,连续几天多次起落飞行,与美国陆军飞行员试飞等等。为了满足多领域作战的需要,V-280将洛马公司的一套分布式导航孔径系统(PDAS)任务装备集成在一起,并进行有针对性的飞行测试,以展示快速索降选项。将来,测试还将包括额外的任务装备包集成,吊索载荷测试和自主飞行演示。

西科斯基RAIDER|X

2018年12月18日,贝尔公司的V-280倾转旋翼演示验证机在德克萨斯州阿灵顿的工厂首次实现了两次自主飞行。V-280是自主起飞V-280型,随后转换为巡航模式,在各航路上进行精确导航、机动巡航,最后转换为垂直起飞和着陆模式,以及自主着陆。当V-280改型飞行时,由V-280座舱内的飞行员接管飞行工作。在V-280试飞过程中,贝尔公司并未进一步推进自主飞行计划,也未确定是否会在没有飞行员干预的情况下进行。

到2020年8月,美国陆军红石测试中心(RTC)的测试人员试飞了BelleV-280倾转旋翼机,准备由美国陆军测试和评估司令部(ATEC)进行测试评估。

2、西科斯基/波音SB-1“挑衅”高速直升飞机,采用基于西科斯基公司之前曾打破直升飞机飞行速度世界记录、高度成功的X2技术验证机研制的复合推力结构。此方案采用刚性共轴双旋翼与推进式螺旋桨相结合的结构,克服了传统直升机结构对飞行速度的固有限制。V-280相对SB-1进展较晚,直到2019年3月21日才首飞,主要是为了解决由于共轴旋翼相关问题而造成的延误。

SB-1型直升飞机示范样机于2020年10月12日进行试飞,该直升飞机232节(430千米/时)下降速度、211节(391千米/时)垂直上升速度和水平飞行速度达到了美国陆军2030年“未来远程突击飞机”项目的速度指标要求。SB-1公司和波音公司的联合团队将继续进行SB-1直升机飞行试验,每次试验都会持续提升直升机的速度、倾斜角度和爬升速度,收集重要的试验数据,提高速度和操控性,并验证模拟模拟的结果。

展望未来

可见,FVL作为一个已经实施了近20年的项目,已经取得了一些进展。FLRAA在陆军重点开发的两种类型中,两型已经进行了多次试飞,FARA处于原型机制造阶段。美国陆军正全力推进这个项目,而在今年7月,美国空军表示将密切关注陆军下一代旋翼机项目,可能用于填补敏捷空运领域的空白。

另外,FARA和FLRAA竞争对手都是Bell和SB-1公司(波音SB-1公司也参与其中),美国相关武器公司的发展状况值得关注。

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