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V-22“魚鷹”是美國貝爾直升機公司與波音直升
機公司為滿足美國政府于1981年底提出的“多軍種先進垂直起落飛機”計劃(以前稱“多軍種垂直飛行計劃”，JVX)的要求，在貝爾301/XV-15的
基礎(chǔ)上共同研制的傾轉(zhuǎn)旋翼機。1982年這項計劃由美國陸軍負責，1983年1月計劃轉(zhuǎn)交給了美國海軍，1985年1月正式將這種飛機命名為V-22“魚
鷹”。美國空軍編號為CV-22；海軍編號為HV-22；海軍陸戰(zhàn)隊編號為MV-22。
1983年4月26日，貝爾/波音直升機公司 與美國海軍航空系統(tǒng)司令部簽訂了一項為期24個月的合同，對V-22進行初步設(shè)計。貝爾直升機公司負責機翼、發(fā)動機短艙、螺槳-旋翼裝置和傳動系統(tǒng)及發(fā)動 機一體化，波音直升機公司負責機身、尾部裝置、起落架裝置、整流罩以及綜合電子設(shè)備。 1984年1月，貝爾直升機公司用風(fēng)洞試驗和分 析所得到的數(shù)據(jù)開始進行V-22模擬飛行試驗。同年3月，由軍方飛行員使用NASA艾姆斯試驗中心的模擬器進行正式鑒定。波音直升機公司制造了一個2/3 比例的旋翼/機翼模型，用來驗證懸停性能的預(yù)計值。主要結(jié)構(gòu)件的試驗由貝爾與波音直升機公司協(xié)調(diào)進行。 1986年5月2日，美國海軍 航空系統(tǒng)司令部又與貝爾和波音直升機公司簽訂了合同。這個合同是V-22旋翼機為期7年的全尺寸研制(FSD)總合同的第一期合同。這個合同要求制造6架 試飛原型機(貝爾直升機公司負責1、3、6號原型機，波音直升機公司負責2、4、5號原型機)，以及用于靜力試驗、地面試驗和疲勞試驗的機體。1988年 5月23日1號原型機在貝爾直升機公司的阿林頓飛行研究中心出廠，1989年3月19日完成首次試飛，1989年9月14日完成首次由直升機狀態(tài)向定翼機 狀態(tài)過渡的飛行轉(zhuǎn)換；1989年9月2號原型機首次飛行；1989年12月21日4號原型機首飛；1990年5月9日3號原型機試飛， 6號原型機沒有試飛，原型機最后一次試飛是1997年3月27日。目前原型機都已退役。    1990年4月美國政府開始對“魚鷹”進行試驗，其中包括三軍試飛員15個小時的飛行試驗。1990年12月4～7日，在美海軍“大黃蜂”號航空母艦上 進行了海上試飛，其中包括3號機的起飛和著艦試飛，以及4號機的設(shè)備和功能試飛。到1990年底已完成起飛著陸轉(zhuǎn)換試飛、機翼失速試飛、單發(fā)試飛以及飛行 速度高達647千米/小時的試飛。同年獲得國家航空協(xié)會頒發(fā)的“取得航空重大進步獎”。1992年7月在V-22總計飛行643個起落763小時后，由于 4號機在試飛中發(fā)動機艙起火后墜毀而造成臨時停飛。1993年，2號和3號機又重新試飛，并且改進了防火墻、發(fā)動機艙、放泄口及驅(qū)動軸的防熱層。至 1996年底，V-22原型機飛行約1140小時，950個起落。 V-22“魚鷹”原定1991年底～1992年初交付美國海軍陸戰(zhàn)隊，1993年開始交付美國空軍，1995年交付美國海軍，但由于1990財年僅保留研究費用，生產(chǎn)費用取消，計劃不能如期進行。1991年用于旋翼機生產(chǎn)的一些長期項目獲得經(jīng)費支持。 1994年12月13日，“魚鷹”通過了臨界設(shè)計審查。直到1997年1月“魚鷹”還處于工程制造階段。1997年所有的4架工程制造階段的“魚鷹”都進行了試飛。截至1997年11月，原型機和工程制造階段的“魚鷹”總計飛行1300多小時。 工程制造階段的“魚鷹”與原型機相比有較大變化?？罩販p少到約14800千克；不采用鈦合金而采用鋁合金駕駛艙罩，并采用較小的窗子以保持結(jié)構(gòu)強度；改 進了飛控系統(tǒng)；提高了發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的傳動功率；改進了尾翼結(jié)構(gòu)；重新設(shè)計了旋翼系統(tǒng)；改進了機翼結(jié)構(gòu)工藝等。4架工程制造階段的“魚鷹”詳細情況如 下： 7號機于1995年2月15日組裝，1995年8月1日，機身在波音直升機公司對接成功，兩個月后又與機翼和發(fā)動機吊艙對接成 功。1996年7月底，完成了該機的地面振動試驗，不久后又完成了液壓線路的測試。該機于1997年2月5日以直升機方式首飛，1997年3月6日完成了 從直升機狀態(tài)向定翼機狀態(tài)過渡飛行轉(zhuǎn)換，1998年中完成了結(jié)構(gòu)、載荷和振動的試驗。 8號機于1997年7月17日首飛，1997年9月進行了推力系統(tǒng)及攻角測試，并對將安裝在美國空軍CV-22上的雷達和外掛油箱進行初步的試驗。 9號機于1997年8月23日首飛，在1999年1月至6月間，美國政府和海軍陸戰(zhàn)隊對該機進行了技術(shù)評估。此后該機將改造成CV-22特種作戰(zhàn)型的原型機，能節(jié)省5000萬美元的費用。 10號機于1996年9月完成機身機翼對接，1998年2月16日首飛，然后用于海上測試。在1999年1月至6月間，美國海軍陸戰(zhàn)隊對該機進行了評估。 1994年9月，美國國防采購局批準了生產(chǎn)V-22。3個月后，貝爾和波音直升機公司結(jié)束臨界設(shè)計審查。批準了最終的生產(chǎn)型結(jié)構(gòu)，并凍結(jié)了設(shè)計。 1996年6月美國政府授予了為期5年的低速生產(chǎn)合同。1997年5月7日，首架MV-22B開始生產(chǎn)，1999年5月交付使用。    V-22“魚鷹”計劃有以下幾種型別: MV-22B 美海軍陸戰(zhàn)隊突擊運輸型。原計劃需552架以取代正在服役的CH-46和CH-53直升機，現(xiàn)在已削減到425架，有可能進一步削減至 360架。該型能載3名機組人員和24名全副武裝的海軍陸戰(zhàn)隊員或等量的貨物，飛行速度463千米/小時，活動半徑370千米，在大氣溫度33℃、高度 915米能進行無地效懸停。1999年開始交付。 HV-22B 美國海軍戰(zhàn)斗搜索和救援型?？蓤?zhí)行特種作戰(zhàn)任務(wù)和后勤支援任務(wù)，需求 量為48架(原計劃50架)，用以取代HH-3直升機。機組人員5名，執(zhí)行戰(zhàn)斗搜索救援任務(wù)時，飛行速度為463千米/小時，活動半徑852千米，中途在 915米高度能無地效懸停15分鐘營救4名幸存者。從2010年開始交付使用。 CV-22B 美國空軍遠程特種作戰(zhàn)型。需求量最初為 80架，后減至55架，目前確定為50架。該機能載12名特種部隊士兵或1306千克內(nèi)部貨物，任務(wù)半徑為964千米，速度463千米/小時，并能在 1220米高度35℃時無地效懸停。1997年1月獲得4.9億美元工程制造階段的合同。計劃2002年完成飛行試驗科目，2003年開始交付，2005 年形成初始作戰(zhàn)能力。 美國陸軍型 原計劃購買231架美海軍陸戰(zhàn)隊要求的V-22突擊運輸型，用于執(zhí)行醫(yī)療后撤、特種作戰(zhàn)和戰(zhàn)斗突擊支援任務(wù)?，F(xiàn)已取消這項計劃，但陸軍仍保留這方面的需求。 SV-22A 美國海軍反潛型，用以取代固定翼飛機S-3“北歐海盜”，需求量300架。裝有AN/APS-137雷達，吊放式聲納，聲納浮標掛架，外部油箱，前視紅外裝置，魚雷，反艦與自衛(wèi)導(dǎo)彈。這只是一個初步方案。 1986年5月2日美國海軍航空系統(tǒng)司令部授予貝爾和波音直升機公司為期7年的全尺寸研制合同，合同總金額18.1億美元。1993年10月22日合同 期滿，同一天又授予了工程制造階段合同，最初撥款5.54億美元，總費用達20億美元。1992～1993財年撥款15.4億美元。1996財年撥款 4800萬美元開始生產(chǎn)，完成全尺寸研制的費用估計達27.5億美元(1991年幣值)。單價為3230萬美元(1997年11月)，生產(chǎn)523架的目標 單價為2940萬美元(1994年幣值)，但貝爾和波音直升機公司估計，隨著生產(chǎn)率的提高和訂購合同越來越多，能節(jié)約90億美元費用。生產(chǎn)率有可能從每年 生產(chǎn)22架MV-22提高到每年生產(chǎn)30架。1997財年撥款13.85億美元，生產(chǎn)5架V-22；1998財年撥款6.61億美元，生產(chǎn)7架MV- 22；預(yù)計生產(chǎn)50架CV-22的費用達37.2億美元，如需加速生產(chǎn)，則費用達40.6億美元。      設(shè)計特點 旋翼系統(tǒng) 兩副逆時針旋轉(zhuǎn)的貝爾直升機公司研制的3片槳葉螺槳旋翼系統(tǒng)。槳葉由石墨/玻璃纖維制成，槳葉為高扭度尖削槳葉。而槳盤載荷略高于一般直升 機，有利于續(xù)航和降低地面效應(yīng)。兩副旋翼能在下洗流中產(chǎn)生一個“死區(qū)”，有利于空中救援。槳轂由層壓彈性球形軸承和玻璃纖維星形件組成。每個旋翼槳轂頂部 有3個本迪克斯公司的自動傾斜器作動筒，每個作動筒由雙余度液壓系統(tǒng)和3余度電氣系統(tǒng)組成，各自獨立的自動傾斜器分別在懸停狀態(tài)以及定翼機狀態(tài)側(cè)飛時操縱 航向和縱向運動。旋翼槳葉可機械折疊，裝有標準旋翼剎車和防冰裝置。發(fā)動機、傳動系統(tǒng)以螺槳旋翼裝置在定翼機平飛狀態(tài)與直升機工作狀態(tài)之間的角度為97° 30‘。艦載存放開始時為直升機狀態(tài)(即發(fā)動機艙垂直)，然后旋翼剎車，一片槳葉朝內(nèi)并與機翼前緣平行，剩下兩片槳葉按順序自動朝內(nèi)折疊靠著第一片槳葉， 然后發(fā)動機艙轉(zhuǎn)到水平位置，最后開鎖并轉(zhuǎn)動機翼。艦載存放的第2階段是，在槳葉折疊和發(fā)動機短艙轉(zhuǎn)到水平位置后機翼開鎖，在2.31米直徑的不銹鋼圓盤上 順時針轉(zhuǎn)動90°，使發(fā)動機短艙轉(zhuǎn)到位于機身上方平行于機身的位置。機翼的上鎖/開鎖和轉(zhuǎn)動是由液壓作動筒驅(qū)動的。在機翼轉(zhuǎn)動期間導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)盒通過圓盤保持 電氣連接的完整性。每副旋翼轉(zhuǎn)速為333轉(zhuǎn)/分，槳尖速度為201.75米/秒。 傳動系統(tǒng) 每臺發(fā)動機通過發(fā)動機耦合器和發(fā)動機短艙 內(nèi)的螺槳旋翼減速器分別驅(qū)動各自的旋翼系統(tǒng)。螺槳旋翼減速器通過傳動軸聯(lián)結(jié)以允許單臺發(fā)動機工作。輔助動力裝置安裝在機身內(nèi)用于啟動時驅(qū)動橫軸，橫軸在發(fā) 動機停車后仍使兩副螺槳旋翼轉(zhuǎn)動。起飛時傳動功率為3706千瓦(HV-22B，CV-22B)或3408千瓦(MV-22B)，一發(fā)停車時傳動功率為 4415千瓦。 機翼 懸臂式上單翼。等剖面翼型，略前掠。機翼主要由復(fù)合材料制成，為高強度高剛性扭矩盒梁，由模壓式石墨/環(huán)氧樹脂 翼肋、粘接的桁條以及整體模壓式上下蒙皮壁板構(gòu)成。三段式可拆卸前緣由鋁合金和Nomex蜂窩夾芯組成，每側(cè)后緣由兩段式單縫石墨襟副翼和鈦合金接頭組 成，由液壓作動筒和電傳操縱信號裝置控制。無調(diào)整片，前緣采用氣囊式除冰裝置。懸停時襟副翼和副翼下垂以減少機翼負升力。 機身 半硬殼式結(jié)構(gòu)，矩形剖面。機身的41%是復(fù)合材料制成的，由框架、桁條、蒙皮和金屬鉚釘組成。機翼上有大型整流罩可容納機翼旋轉(zhuǎn)圓盤和一些設(shè)備。短翼位于中機身下部兩側(cè)，可容納主起落架、燃油和空調(diào)系統(tǒng)，還可提供安全應(yīng)急漂浮能力。 尾部裝置 懸臂式結(jié)構(gòu)。水平尾翼在后機身上部，平尾兩端裝有兩個后掠式垂尾和方向舵，整個結(jié)構(gòu)由AS4石墨/環(huán)氧樹脂夾層結(jié)構(gòu)構(gòu)成(接頭、鉸鏈和緊固件 除外)。升降舵內(nèi)有3個液壓作動筒，每側(cè)方向舵內(nèi)有一個液壓作動筒。所有電信號由電傳操縱系統(tǒng)控制。升降舵和方向舵均無調(diào)整片，平尾和垂尾前緣采用氣囊式 除冰裝置。 著陸裝置 前三點式液壓收放起落架。均為雙輪，每個起落架內(nèi)有油-氣減震器。前輪可轉(zhuǎn)彎操縱，主起落架裝有雙級減震器，正 常接地速度為3.66米/秒，最大為4.48米/秒，下墜接地為7.32米/秒。前輪向后收起，主起落架均向前收起，主起落架收入短翼內(nèi)，多盤式液壓碳剎 車裝置。 動力裝置 兩臺艾利遜公司T406-AD-400 (501-M80C)渦輪軸發(fā)動機，每臺起飛和中等功率為4586千瓦，最大連續(xù)功率為4392千瓦，裝在翼尖傾斜短艙內(nèi)。每個短艙有發(fā)動機整流罩和掛架 支撐結(jié)構(gòu)，后部有紅外輻射抑制器，每臺發(fā)動機裝有空氣粒子分離器和防冰系統(tǒng)，以及全權(quán)限數(shù)字式發(fā)動機控制系統(tǒng)，具有電子模擬輔助控制能力。內(nèi)部燃油(JP -5)裝在3個抗墜毀自密封充氮加壓油箱中，每側(cè)短翼中各有一個1115升燃油的前油箱，右短翼后方有一個2417升燃油箱。每側(cè)機翼前緣有4個319升 輔助油箱，在每個短翼的輔助油箱外側(cè)有一個214升發(fā)動機供油箱?？?cè)萘繛?627升。CV-22型總?cè)萘靠蛇_7949升(不是所有型別都有這些油箱)。 右短翼前緣有一壓力加油口，兩側(cè)機翼上表面有重力加油口。有燃油管理系統(tǒng)。在主機艙內(nèi)可加裝四個輔助油箱，每個可容納2305升，供轉(zhuǎn)場用。在前機身右下 側(cè)有空中加油管。 座艙 美國海軍陸戰(zhàn)隊突擊運輸型駕駛艙布局可乘坐駕駛員(右側(cè))、副駕駛員和機長。駕駛員座椅為抗墜毀裝甲座椅，可 承受7.62毫米口徑穿甲彈的射擊，以及朝前30g和垂直14.5g的負加速度。座椅用碳化硼/聚乙烯疊層制成。駕駛艙除了有大的風(fēng)擋和主側(cè)窗外，在頭部 上方和膝蓋四周部位都裝有透明玻璃，頭部上方還有一個后視鏡。主窗架由鈦合金制成。座艙有復(fù)合材料地板，可容納24名全副武裝士兵和2名機槍手，座椅為面 朝內(nèi)抗墜毀折疊座椅， 或12副擔架及醫(yī)護人員；或帶吸能系留裝置的等量貨物。貨物裝卸系統(tǒng)包括1個承載907千克的貨物絞車和滑輪,以及可拆卸的滾動導(dǎo)軌。座艙門在右前方,上 部朝上朝內(nèi)開，下部朝下朝外開。全寬的后裝載跳板門在后機身下面，由液壓作動筒操縱。應(yīng)急出口在左側(cè)，逃生口在機翼位置的機身頂部。 系統(tǒng) 利用發(fā)動機引氣的環(huán)境控制系統(tǒng)，控制裝置在短翼后部左側(cè)主起落架內(nèi)，三套液壓系統(tǒng)(兩套獨立的主系統(tǒng)和一套備用系統(tǒng))，工作壓力均為345×105 帕。兩臺40千伏安恒頻交流發(fā)電機，兩臺50/80千伏安可變頻率直流發(fā)電機(一臺由輔助動力裝置驅(qū)動)，整流器和一組15安時蓄電池；一套三余度數(shù)字式 電傳飛行控制系統(tǒng)，由三余度基本飛行控制系統(tǒng)(PFCS)和三套自動飛行系統(tǒng)(AFCS)處理機組成。三臺飛行控制計算機(FCC)每臺都與MIL- STD-1553B數(shù)據(jù)總線交連。兩套基本飛行控制系統(tǒng)和一套自動飛行控制系統(tǒng)用于故障操作。電傳操縱系統(tǒng)信號發(fā)往襟副翼、升降舵和方向舵的液壓作動筒， 以操縱飛機完成直升機狀態(tài)與定翼機狀態(tài)之間的過渡，且自動控制速度、短艙傾轉(zhuǎn)和迎角。在每個飛控計算機內(nèi)，有兩臺1750A處理機用于基本飛行控制系統(tǒng)， 一臺1750A處理機用于自動飛行控制系統(tǒng)。261千瓦的輔助動力裝置在機翼中段后面，為機翼中部減速器提供動力，從而帶動兩臺發(fā)電機和一臺空氣壓縮機。 風(fēng)擋和發(fā)動機進氣道有防冰裝置，旋翼系統(tǒng)和星形件有除冰裝置。氧氣氮氣綜合發(fā)生器分別用于座艙和油箱增壓。氣動防火裝置用于發(fā)動機、輔助動力裝置和機翼無 油隔艙。 機載設(shè)備 甚高頻/調(diào)幅調(diào)頻電臺，高頻/單邊帶(僅美國空軍型有)和超高頻保密通信電臺；塔康導(dǎo)航系統(tǒng)，伏爾/儀表著陸系 統(tǒng)，航向姿態(tài)參考系統(tǒng)，雷達高度表和數(shù)字地圖顯示器；敵我識別器，霍尼韋爾公司AN/AAR-47導(dǎo)彈告警系統(tǒng)；雷達/紅外告警系統(tǒng)；ADI-350W備 用姿態(tài)指示器；數(shù)據(jù)采集和儲存系統(tǒng)。主要的戰(zhàn)術(shù)傳感器有: AN/AAQ-16前視紅外探測器在機頭下整流罩內(nèi)(僅美國空軍型和海軍型有)；機頭左側(cè)罩筒內(nèi)的AN/APQ-174地形跟蹤多功能雷達，兩臺IP- 1555彩色多功能顯示器。兩臺AN/AYK-14任務(wù)計算機，駕駛員夜視系統(tǒng)和綜合頭盔顯示系統(tǒng)，設(shè)備有箔條/曳光彈撒布器，前艙門裝有救援絞車。CV -22將裝4臺DCS2000電臺，AN/ARC-210無線電收發(fā)設(shè)備，KY-8保密通信編碼器，墜毀位置指示儀，專門的電子戰(zhàn)顯示器等。 2008年1月，BAE系統(tǒng)公司提出了基于其7.62毫米GAU-17三管加特林機槍的V-22可收放機腹炮塔解決方案 MV-22B 美海軍陸戰(zhàn)隊突擊運輸型 HV-22B 美國海軍戰(zhàn)斗搜索和救援型 CV-22B 美國空軍遠程特種作戰(zhàn)型 V-22存在嚴重缺陷 V-22“魚鷹”想要保證位于翼尖的大功率、大負荷的發(fā)動機和螺旋槳同步轉(zhuǎn)動，而且轉(zhuǎn)速、槳矩等工作參數(shù)基本一致(或按要求進行調(diào)整)，在操縱與控制上 是相當困難的，存在著一些直升機和固定翼飛機很少遇到的矛盾。為了克服這些“品質(zhì)”上的缺陷，“魚鷹”不得不采取許多復(fù)雜的、非常規(guī)的技術(shù)措施，從而使全 機的重量、性能和生產(chǎn)成本都受到影響。傾轉(zhuǎn)發(fā)動機(傾轉(zhuǎn)旋翼)飛機的主要問題，集中在起降和過渡飛行階段。 起飛降落階段 由于v-22槳盤面的直徑較大，發(fā)動機艙轉(zhuǎn)至水平位置時，槳葉一旋轉(zhuǎn)就會觸地。因此它不能像普通飛機那樣采用常規(guī)滑跑方式起飛。該機離陸前，發(fā)動機艙和 螺旋槳只能舉至斜上方，以短距滑跑方式起飛；或?qū)l(fā)動機艙偏轉(zhuǎn)向上，采用垂直升空的方式離地。這樣一來，“魚鷹”在起飛狀態(tài)下的經(jīng)濟性就變得較差。 當v-22以直升機的方式起降時，由于螺旋槳(旋翼)位于機翼的翼尖上方，螺槳旋翼系統(tǒng)產(chǎn)生的下沖氣流，有相當一部分會打在主翼的上表面。而為了保證發(fā) 動機在轉(zhuǎn)動和固定于某一位置時，機翼有足夠的剛度和強度，它的主翼翼尖必須設(shè)計得很寬，從而增大了阻擋滑流向下運動的面積。在需要螺槳旋翼產(chǎn)生較大動力升 力的時候，V-22的布局設(shè)計不但要損失正升力，而且根據(jù)作用力與反作用力原理，還得付出一定的負升力的代價，這是很不合算的。其垂直起飛時的效率，又要 比普通的直升機降低許多。 損失動力升力還不是問題的全部。更糟糕的是，當螺槳旋翼向下排氣時，部分滑流受到機翼的阻擋，將不可避免地 在主翼面上形成渦環(huán)；而向上激起的渦環(huán)，會對螺槳旋翼的正常工作產(chǎn)生干擾。盡管v-22的螺槳旋翼是對轉(zhuǎn)的，但并不能保證附著在左右翼面上的渦環(huán)也一定對 稱，因為受到外界環(huán)境條件的影響，渦環(huán)本身的運動并不很穩(wěn)定。尤其是當飛機處于下降狀態(tài)、接近地面時，機翼上已有的渦環(huán)與螺旋槳滑流拍擊地面而新產(chǎn)生的渦 環(huán)相互誘導(dǎo)，有可能產(chǎn)生出意想不到的非平衡現(xiàn)象。此時，飛行員的操縱稍有差池或反應(yīng)不及，很容易造成失控。
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