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修伊°

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V-22“鱼鹰”

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V-22“鱼鹰”是美国贝尔直升机公司与波音直升机公司为满足美国政Ｆ于1981年底提出的“多军种先进垂直起落飞机”计划(以前称“多军种垂直飞行计划”，JVX)的要求，在贝尔301/XV-15的基础上共同研制的倾转旋翼机。1982年这项计划由美国陆军负责，1983年1月计划转交给了美国海军，1985年1月正式将这种飞机命名为V-22“鱼鹰”。美国空军编号为CV-22；海军编号为HV-22；海军陆战队编号为MV-22。
　　1983年4月26日，贝尔/波音直升机公司与美国海军航空系统司令部签订了一项为期24个月的合同，对V-22进行初步设计。贝尔直升机公司负责机翼、发动机短舱、螺桨-旋翼装置和传动系统及发动机一体化，波音直升机公司负责机身、尾部装置、起落架装置、整流罩以及综合电子设备。
　　1984年1月，贝尔直升机公司用风洞试验和分析所得到的数据开始进行V-22模拟飞行试验。同年3月，由军方飞行员使用NASA艾姆斯试验中心的模拟器进行正式鉴定。波音直升机公司制.造了一个2/3比例的旋翼/机翼模型，用来验证悬停性能的预计值。主要结构件的试验由贝尔与波音直升机公司协调进行。
　　1986年5月2日，美国海军航空系统司令部又与贝尔和波音直升机公司签订了合同。这个合同是V-22旋翼机为期7年的全尺寸研制(FSD)总合同的第一期合同。这个合同要求制.造6架试飞原型机(贝尔直升机公司负责1、3、6号原型机，波音直升机公司负责2、4、5号原型机)，以及用于静力试验、地面试验和疲劳试验的机体。1988年5月23日1号原型机在贝尔直升机公司的阿林顿飞行研究中心出厂，1989年3月19日完成首次试飞，1989年9月14日完成首次由直升机状态向定翼机状态过渡的飞行转换；1989年9月2号原型机首次飞行；1989年12月21日4号原型机首飞；1990年5月9日3号原型机试飞， 6号原型机没有试飞，原型机最后一次试飞是1997年3月27日。目前原型机都已退役。
　

　　1990年4月美国政Ｆ开始对“鱼鹰”进行试验，其中包括三军试飞员15个小时的飞行试验。1990年12月4～7日，在美海军“大黄蜂”号航空母舰上进行了海上试飞，其中包括3号机的起飞和着舰试飞，以及4号机的设备和功能试飞。到1990年底已完成起飞着陆转换试飞、机翼失速试飞、单发试飞以及飞行速度高达647千米/小时的试飞。同年获得国家航空协会颁发的“取得航空重大进步奖”。1992年7月在V-22总计飞行643个起落763小时后，由于4号机在试飞中发动机舱起火后坠毁而造成临时停飞。1993年，2号和3号机又重新试飞，并且改进了防火墙、发动机舱、放泄口及驱动轴的防热层。至1996年底，V-22原型机飞行约1140小时，950个起落。
　　V-22“鱼鹰”原定1991年底～1992年初交付美国海军陆战队，1993年开始交付美国空军，1995年交付美国海军，但由于1990财年仅保留研究费用，生产费用取消，计划不能如期进行。1991年用于旋翼机生产的一些长期项目获得经费支持。
　　1994年12月13日，“鱼鹰”通过了临界设计审查。直到1997年1月“鱼鹰”还处于工程制.造阶段。1997年所有的4架工程制.造阶段的“鱼鹰”都进行了试飞。截至1997年11月，原型机和工程制.造阶段的“鱼鹰”总计飞行1300多小时。
　　工程制.造阶段的“鱼鹰”与原型机相比有较大变化。空重减少到约14800千克；不采用钛合金而采用铝合金驾驶舱罩，并采用较小的窗子以保持结构强度；改进了飞控系统；提高了发动机和传动系统的传动功率；改进了尾翼结构；重新设计了旋翼系统；改进了机翼结构工艺等。4架工程制.造阶段的“鱼鹰”详细情况如下：
　　7号机于1995年2月15日组装，1995年8月1日，机身在波音直升机公司对接成功，两个月后又与机翼和发动机吊舱对接成功。1996年7月底，完成了该机的地面振动试验，不久后又完成了液压线路的测试。该机于1997年2月5日以直升机方式首飞，1997年3月6日完成了从直升机状态向定翼机状态过渡飞行转换，1998年中完成了结构、载荷和振动的试验。
　　8号机于1997年7月17日首飞，1997年9月进行了推力系统及攻角测试，并对将安装在美国空军CV-22上的雷达和外挂油箱进行初步的试验。
　　9号机于1997年8月23日首飞，在1999年1月至6月间，美国政Ｆ和海军陆战队对该机进行了技术评估。此后该机将改造成CV-22特种作战型的原型机，能节省5000万美元的费用。
　　10号机于1996年9月完成机身机翼对接，1998年2月16日首飞，然后用于海上测试。在1999年1月至6月间，美国海军陆战队对该机进行了评估。
　　1994年9月，美国国防采购局批准了生产V-22。3个月后，贝尔和波音直升机公司结束临界设计审查。批准了最终的生产型结构，并冻结了设计。1996年6月美国政Ｆ授予了为期5年的低速生产合同。1997年5月7日，首架MV-22B开始生产，1999年5月交付使用。
　

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[顶端] 2008-05-29 04:03 | [楼主]

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V-22“鱼鹰”计划有以下几种型别:
　　MV-22B　美海军陆战队突击运输型。原计划需552架以取代正在服役的CH-46和CH-53直升机，现在已削减到425架，有可能进一步削减至360架。该型能载3名机组人员和24名全副武装的海军陆战队员或等量的货物，飞行速度463千米/小时，活动半径370千米，在大气温度33℃、高度915米能进行无地效悬停。1999年开始交付。
　　HV-22B　美国海军战斗搜索和救援型。可执行特种作战任务和后勤支援任务，需求量为48架(原计划50架)，用以取代HH-3直升机。机组人员5名，执行战斗搜索救援任务时，飞行速度为463千米/小时，活动半径852千米，中途在915米高度能无地效悬停15分钟营救4名幸存者。从2010年开始交付使用。
　　CV-22B　美国空军远程特种作战型。需求量最初为80架，后减至55架，目前确定为50架。该机能载12名特种部队士兵或1306千克内部货物，任务半径为964千米，速度463千米/小时，并能在1220米高度35℃时无地效悬停。1997年1月获得4.9亿美元工程制.造阶段的合同。计划2002年完成飞行试验科目，2003年开始交付，2005年形成初始作战能力。
　　美国陆军型　原计划购买231架美海军陆战队要求的V-22突击运输型，用于执行医疗后撤、特种作战和战斗突击支援任务。现已取消这项计划，但陆军仍保留这方面的需求。
　　SV-22A　美国海军反潜型，用以取代固定翼飞机S-3“北欧海盗”，需求量300架。装有AN/APS-137雷达，吊放式声纳，声纳浮标挂架，外部油箱，前视红外装置，鱼雷，反舰与自卫导弹。这只是一个初步方案。
　　1986年5月2日美国海军航空系统司令部授予贝尔和波音直升机公司为期7年的全尺寸研制合同，合同总金额18.1亿美元。1993年10月22日合同期满，同一天又授予了工程制.造阶段合同，最初拨款5.54亿美元，总费用达20亿美元。1992～1993财年拨款15.4亿美元。1996财年拨款4800万美元开始生产，完成全尺寸研制的费用估计达27.5亿美元(1991年币值)。单价为3230万美元(1997年11月)，生产523架的目标单价为2940万美元(1994年币值)，但贝尔和波音直升机公司估计，随着生产率的提高和订购合同越来越多，能节约90亿美元费用。生产率有可能从每年生产22架MV-22提高到每年生产30架。1997财年拨款13.85亿美元，生产5架V-22；1998财年拨款6.61亿美元，生产7架MV-22；预计生产50架CV-22的费用达37.2亿美元，如需加速生产，则费用达40.6亿美元。
　　

[顶端] 2008-05-29 04:04 | 1 楼

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设计特点
　　旋翼系统　两副逆时针旋转的贝尔直升机公司研制的3片桨叶螺桨旋翼系统。桨叶由石墨/玻璃纤维制成，桨叶为高扭度尖削桨叶。而桨盘载荷略高于一般直升机，有利于续航和降低地面效应。两副旋翼能在下洗流中产生一个“死区”，有利于空中救援。桨毂由层压弹性球形轴承和玻璃纤维星形件组成。每个旋翼桨毂顶部有3个本迪克斯公司的自动倾斜器作动筒，每个作动筒由双余度液压系统和3余度电气系统组成，各自独立的自动倾斜器分别在悬停状态以及定翼机状态侧飞时操纵航向和纵向运动。旋翼桨叶可机械折叠，装有标准旋翼刹车和防冰装置。发动机、传动系统以螺桨旋翼装置在定翼机平飞状态与直升机工作状态之间的角度为97°30'。舰载存放开始时为直升机状态(即发动机舱垂直)，然后旋翼刹车，一片桨叶朝内并与机翼前缘平行，剩下两片桨叶按顺序自动朝内折叠靠着第一片桨叶，然后发动机舱转到水平位置，最后开锁并转动机翼。舰载存放的第2阶段是，在桨叶折叠和发动机短舱转到水平位置后机翼开锁，在2.31米直径的不锈钢圆盘上顺时针转动90°，使发动机短舱转到位于机身上方平行于机身的位置。机翼的上锁/开锁和转动是由液压作动筒驱动的。在机翼转动期间导线扭转盒通过圆盘保持电气连接的完整性。每副旋翼转速为333转/分，桨尖速度为201.75米/秒。
　　传动系统　每台发动机通过发动机耦合器和发动机短舱内的螺桨旋翼减速器分别驱动各自的旋翼系统。螺桨旋翼减速器通过传动轴联结以允许单台发动机工作。辅助动力装置安装在机身内用于启动时驱动横轴，横轴在发动机停车后仍使两副螺桨旋翼转动。起飞时传动功率为3706千瓦(HV-22B，CV-22B)或3408千瓦(MV-22B)，一发停车时传动功率为4415千瓦。
　　机翼　悬臂式上单翼。等剖面翼型，略前掠。机翼主要由复合材料制成，为高强度高刚性扭矩盒梁，由模压式石墨/环氧树脂翼肋、粘接的桁条以及整体模压式上下蒙皮壁板构成。三段式可拆卸前缘由铝合金和Nomex蜂窝夹芯组成，每侧后缘由两段式单缝石墨襟副翼和钛合金接头组成，由液压作动筒和电传操纵信号装置控制。无调整片，前缘采用气囊式除冰装置。悬停时襟副翼和副翼下垂以减少机翼负升力。
　　机身　半硬壳式结构，矩形剖面。机身的41%是复合材料制成的，由框架、桁条、蒙皮和金属铆钉组成。机翼上有大型整流罩可容纳机翼旋转圆盘和一些设备。短翼位于中机身下部两侧，可容纳主起落架、燃油和空调系统，还可提供安全应急漂浮能力。
　　尾部装置　悬臂式结构。水平尾翼在后机身上部，平尾两端装有两个后掠式垂尾和方向舵，整个结构由AS4石墨/环氧树脂夹层结构构成(接头、铰链和紧固件除外)。升降舵内有3个液压作动筒，每侧方向舵内有一个液压作动筒。所有电信号由电传操纵系统控制。升降舵和方向舵均无调整片，平尾和垂尾前缘采用气囊式除冰装置。
　　着陆装置　前三点式液压收放起落架。均为双轮，每个起落架内有油-气减震器。前轮可转弯操纵，主起落架装有双级减震器，正常接地速度为3.66米/秒，最大为4.48米/秒，下坠接地为7.32米/秒。前轮向后收起，主起落架均向前收起，主起落架收入短翼内，多盘式液压碳刹车装置。
　　动力装置　两台艾利逊公司T406-AD-400 (501-M80C)涡轮轴发动机，每台起飞和中等功率为4586千瓦，最大连续功率为4392千瓦，装在翼尖倾斜短舱内。每个短舱有发动机整流罩和挂架支撑结构，后部有红外辐射抑制器，每台发动机装有空气粒子分离器和防冰系统，以及全权限数字式发动机控制系统，具有电子模拟辅助控制能力。内部燃油(JP-5)装在3个抗坠毁自密封充氮加压油箱中，每侧短翼中各有一个1115升燃油的前油箱，右短翼后方有一个2417升燃油箱。每侧机翼前缘有4个319升辅助油箱，在每个短翼的辅助油箱外侧有一个214升发动机供油箱。总容量为7627升。CV-22型总容量可达7949升(不是所有型别都有这些油箱)。右短翼前缘有一压力加油口，两侧机翼上表面有重力加油口。有燃油管理系统。在主机舱内可加装四个辅助油箱，每个可容纳2305升，供转场用。在前机身右下侧有空中加油管。
　　座舱　美国海军陆战队突击运输型驾驶舱布局可乘坐驾驶员(右侧)、副驾驶员和机长。驾驶员座椅为抗坠毁装甲座椅，可承受7.62毫米口径穿甲弹的射击，以及朝前30g和垂直14.5g的负加速度。座椅用碳化硼/聚乙烯叠层制成。驾驶舱除了有大的风挡和主侧窗外，在头部上方和膝盖四周部位都装有透明玻璃，头部上方还有一个后视镜。主窗架由钛合金制成。座舱有复合材料地板，可容纳24名全副武装士兵和2名机枪手，座椅为面朝内抗坠毁折叠座椅，或12副担架及医护人员；或带吸能系留装置的等量货物。货物装卸系统包括1个承载907千克的货物绞车和滑轮,以及可拆卸的滚动导轨。座舱门在右前方,上部朝上朝内开，下部朝下朝外开。全宽的后装载跳板门在后机身下面，由液压作动筒操纵。应急出口在左侧，逃生口在机翼位置的机身顶部。
　　系统　利用发动机引气的环境控制系统，控制装置在短翼后部左侧主起落架内，三套液压系统(两套独立的主系统和一套备用系统)，工作压力均为345×105帕。两台40千伏安恒频交流发电机，两台50/80千伏安可变频率直流发电机(一台由辅助动力装置驱动)，整流器和一组15安时蓄电池；一套三余度数字式电传飞行控制系统，由三余度基本飞行控制系统(PFCS)和三套自动飞行系统(AFCS)处理机组成。三台飞行控制计算机(FCC)每台都与MIL-STD-1553B数据总线交连。两套基本飞行控制系统和一套自动飞行控制系统用于故障操作。电传操纵系统信号发往襟副翼、升降舵和方向舵的液压作动筒，以操纵飞机完成直升机状态与定翼机状态之间的过渡，且自动控制速度、短舱倾转和迎角。在每个飞控计算机内，有两台1750A处理机用于基本飞行控制系统，一台1750A处理机用于自动飞行控制系统。261千瓦的辅助动力装置在机翼中段后面，为机翼中部减速器提供动力，从而带动两台发电机和一台空气压缩机。风挡和发动机进气道有防冰装置，旋翼系统和星形件有除冰装置。氧气氮气综合发生器分别用于座舱和油箱增压。气动防火装置用于发动机、辅助动力装置和机翼无油隔舱。
　　机载设备　甚高频/调幅调频电台，高频/单边带(仅美国空军型有)和超高频保密通信电台；塔康导航系统，伏尔/仪表着陆系统，航向姿态参考系统，雷达高度表和数字地图显示器；敌我识别器，霍尼韦尔公司AN/AAR-47导弹告警系统；雷达/红外告警系统；ADI-350W备用姿态指示器；数据采集和储存系统。主要的战术传感器有: AN/AAQ-16前视红外探测器在机头下整流罩内(仅美国空军型和海军型有)；机头左侧罩筒内的AN/APQ-174地形跟踪多功能雷达，两台IP-1555彩色多功能显示器。两台AN/AYK-14任务计算机，驾驶员夜视系统和综合头盔显示系统，设备有箔条/曳光弹撒布器，前舱门装有救援绞车。CV-22将装4台DCS2000电台，AN/ARC-210无线电收发设备，KY-8保密通信编码器，坠毁位置指示仪，专门的电子战显示器等。
　　

　　2008年1月，BAE系统公司提出了基于其7.62毫米GAU-17三管加特林机枪的V-22可收放机腹炮塔解决方案
　　

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　　HV-22B　美国海军战斗搜索和救援型
　　

　　CV-22B　美国空军远程特种作战型

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　　V-22存在严重缺陷
　　V-22“鱼鹰”想要保证位于翼尖的大功率、大负荷的发动机和螺旋桨同步转动，而且转速、桨矩等工作参数基本一致(或按要求进行调整)，在操纵与控制上是相当困难的，存在着一些直升机和固定翼飞机很少遇到的矛盾。为了克服这些“品质”上的缺陷，“鱼鹰”不得不采取许多复杂的、非常规的技术措施，从而使全机的重量、性能和生产成本都受到影响。倾转发动机(倾转旋翼)飞机的主要问题，集中在起降和过渡飞行阶段。
　　起飞降落阶段
　　由于v-22桨盘面的直径较大，发动机舱转至水平位置时，桨叶一旋转就会触地。因此它不能像普通飞机那样采用常规滑跑方式起飞。该机离陆前，发动机舱和螺旋桨只能举至斜上方，以短距滑跑方式起飞；或将发动机舱偏转向上，采用垂直升空的方式离地。这样一来，“鱼鹰”在起飞状态下的经济性就变得较差。
　　当v-22以直升机的方式起降时，由于螺旋桨(旋翼)位于机翼的翼尖上方，螺桨旋翼系统产生的下冲气流，有相当一部分会打在主翼的上表面。而为了保证发动机在转动和固定于某一位置时，机翼有足够的刚度和强度，它的主翼翼尖必须设计得很宽，从而增大了阻挡滑流向下运动的面积。在需要螺桨旋翼产生较大动力升力的时候，V-22的布局设计不但要损失正升力，而且根据作用力与反作用力原理，还得付出一定的负升力的代价，这是很不合算的。其垂直起飞时的效率，又要比普通的直升机降低许多。
　　损失动力升力还不是问题的全部。更糟糕的是，当螺桨旋翼向下排气时，部分滑流受到机翼的阻挡，将不可避免地在主翼面上形成涡环；而向上激起的涡环，会对螺桨旋翼的正常工作产生干扰。尽管v-22的螺桨旋翼是对转的，但并不能保证附着在左右翼面上的涡环也一定对称，因为受到外界环境条件的影响，涡环本身的运动并不很稳定。尤其是当飞机处于下降状态、接近地面时，机翼上已有的涡环与螺旋桨滑流拍击地面而新产生的涡环相互诱导，有可能产生出意想不到的非平衡现象。此时，飞行员的操纵稍有差池或反应不及，很容易造成失控。
　