飞机的发展历史,是一代代飞行器交替过渡的历史。倾转旋翼机的先驱之一,是贝尔的XV-3,它是采用倾转动力的固定翼飞机,有了倾转旋翼的雏形。但是XV-3的动力不足,无法在超过一定高度的高空悬停,不能发挥全部的直升机功能,然而XV-3确实证明了能够将固定翼飞机和直升机结合起来。XV-3以固定翼状态飞行时,发动机是不转动的,转动的是旋翼的驱动轴,所以称tilt-shaft,日后成为V-22的重要先驱[7]。84299
贝尔很清楚柔性机翼的缺点,在70年代,以XV-3的研究结果为基础,和NASA、美国军方合作,研制了采用半刚性桨叶的XV-15。不同于XV-3,XV-15的发动机和旋翼是一起转动的,因此称之为倾转旋翼(tilt-rotor),这就是最早的倾转旋翼机。1981年,在XV-15的基础上,美国成功研制出了实用的倾转旋翼机,这便是著名的V-22“鱼鹰”,1985年1月正式被命名。作为一种倾转旋翼机,V-22的机身、机翼和普通固定翼飞机大致相似,但有一点很大的不同,倾转旋翼机拥有可以上下转动的螺旋桨发动机,被安装在机翼两端。当V-22“鱼鹰”垂直起降或悬停时,只要将螺旋桨发动机由水平状态转到垂直状态;当螺旋桨发动机处于水平状态时,飞机就有一个向前的推力,能够像普通固定翼飞机一样飞行。在螺旋桨发动机处于这两种状态之间时,同时产生了升力和推力,飞机就可以低速飞行了。论文网
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”制造的噪音比普通直升机小,但是却能够够更快的降落和起飞。美军通过V-22,能够做到之前不能够完成的事情,大大提升了美军的作战能力、速度,完善了作战方式。V-22“鱼鹰”在经历了很大的挫折后,最终得力大量生产。有了V-22的成功,贝尔规划出了其未来的两条道路,一是为了能够使V-22垂直起降、高速、航程远的优点得到充分的利用,可以将倾转旋翼技术用于无人机;二是将倾转旋翼机用于民用运输。但是要实现这些并没有那么容易,贝尔的那两条假象道路一时还难以实现,但小型公务机已经处于运行阶段,贝尔和意大利的Agusta合作,正在研制BA-609,其相对于公务机垂直起降、高速、航程远的优点将能够很方便地将目标从一个城市运送到另一个城市,这对政府要员有很大的吸引力。欧洲从八九十年代开始,也陆续开始进行对倾转旋翼机的研究。法、德合作的Eurotilt和英、意合作的Eurofar最后合并成一个计划,但这并不会一帆风顺,在V-22和BA-609出现一些技术困难和风险之后,发展速度只能放缓,甚至到现在可能还停滞不前,只能观望,要想继续发展,需要等到倾转旋翼的技术更加完善,使得技术风险不再那么高[8],[9]。
2倾转旋翼机特点
倾转旋翼机构型新颖,它具有普通直升机和固定翼飞机的优点,可以比普通直升机飞得更远更快,飞行成本比固定翼飞机更低,具有更强的机动性。相比其他多旋翼无人机,倾转旋翼无人机的一个明显的优势是它们仅仅需要两个发动机,这样就能减少重量和体积,降低能源消耗。
倾转旋翼机结构独特,在两端的翼尖处,各安装了一套旋翼倾转组件,可以在水平或者垂直的位置旋转。当飞机垂直起飞或降落时,旋翼轴垂直于地面,此时飞行器作直升机状态,并且可以在空中悬停,向前后或侧面飞行;当倾转旋翼机达到一定速度后,旋翼轴可以向前方旋转90度,飞行器呈水平飞行状态,这时旋翼起到了拉力螺旋桨的作用,使倾转旋翼机可以像固定翼飞机一样高速远程飞行[10]。