黑鷹墜落 美軍研發新一代垂直起降戰機

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【大紀元2019年12月21日訊】(英文《大紀元時報》記者Simon Veazey報導/高杉編譯)當美軍特種部隊的直升機殘骸斜靠在奧薩馬·本·拉登(Osama Bin Laden)巴基斯坦祕密住所牆上的模糊圖像被公布於世時,軍事技術極客們仔細地研究了這些看起來很古怪的殘骸碎片中所透露出的新的直升機隱形技術的蛛絲馬跡。

美軍海豹突擊隊執行擊斃本·拉登任務過程中使用的兩架直升機,已經被正式確認為是魔改版美軍黑鷹直升機(Black Hawks),其中一架在執行任務時墜毀。

但是,2011年的那次任務,與其說是對下一代直升機技術的一瞥,不如說是對黑鷹直升機及其擁有40年研發改進歷史的最後一次歡呼。

現在那些負責推翻俄羅斯、中共戰略優勢的軍方戰略家們並不想要一架只是被改進了的隱形黑鷹直升機。他們想要的是能飛出兩倍的速度和三倍的距離的下一代戰鬥直升機。

簡而言之,他們需要的是一架全新的戰機,甚至是一架看起來已經不太像直升機的的戰機。

美國軍方未來垂直起降項目團隊副主任詹姆斯·湯姆森(James Thomson)對此解釋說:換句話講,他們需要從零開始重新設計。

湯姆森對《大紀元時報》表示:「我們基於20世紀70年代的技術開發了UH-60黑鷹直升機系統(我們也可以稱之為阿帕奇系統Apache)。」「上世紀80年代末,我們首次對黑鷹進行了改進… … 今天的黑鷹直升機已經變得完全不同。」

「但你也只能改到這個程度了,這款戰機只能改進這麼多了,想得到更多,就真的需要關注下一代技術了。」他說。

美軍現代化第三優先要務

就在突襲本·拉登的任務完成兩年後,美國軍方和航空業界開始研製可能替代黑鷹直升機的樣機,其中一架在2017年首飛,現在正在為其首次自動駕駛飛行做準備。

但在過去幾年裡,隨著高科技防空能力改變了現代戰場,一些軍事分析人士甚至大膽提出,自朝鮮戰爭和越南戰爭以來一直是陸戰主要武器的直升機,未來可能會走上「老兵不死,只會逐漸凋零」的道路。

2017年,川普(特朗普)政府的國家安全戰略要求軍隊改組,以面對與俄羅斯和中共新一輪的「大國競爭」的新時代。

在過去的15年裡,中共悄悄地將其年度軍費開支增加了兩倍,達到大約2000億美元,並明確地將發展重點放在了利用人工智能(AI)、雲計算以及遠程和超音速導彈等最新技術,以打擊美國軍隊。

此外,俄羅斯也在軍事技術方面,尤其是防空技術方面取得了進步,其目的是要讓美國措手不及。

美國戰略家們需要回答的眾多問題之一就是:在日益複雜的戰機追蹤技術和擊落飛機手段所主導的未來戰場上,直升機(或是它們的現代同類機型)將會占據什麼位置?

2018年,美國軍方做出了裁決,明確表示完全支持戰場上的被稱為「垂直起降」(Vertical lift)的需求,使其成為六個主要現代化項目中的第三優先要務。

美國軍方未來垂直起降戰機(Future Vertical Lift – FVL)項目的兩個主要部分之一就是黑鷹的替代品,它將建立在樣機示範項目的基礎之上。

另一個項目是打造未來攻擊型偵察機(Future Attack Reconnaissance Aircraft – FARA),這將需要一些隱形能力。

首先要踹開防空網

取代黑鷹直升機的項目被稱為「未來遠程攻擊機」(Future Long-Range Assault Aircraft – FLRAA),其目標是在2030年之前將新型戰機投入戰場。FLRAA 的首字母縮寫發音為「 Flara」。

根據要求,這種新型飛機除了要能夠飛行1725海里(約為3195公里)之外,還需要展示低速度飛行時的敏捷性和速度上的巨大提升。

湯姆森對《大紀元時報》透露說:「我們要求的速度是每小時250到280節(約為463到519公里)。這是目前直升機的飛行速度的兩倍以上。」「這將是一個相當顯著的提升。」

他說:「已有的其中一架示範樣機的性能,實際上已經超過了我們的目標。」他指的是V-280「勇士」(v280 Valor)第三代傾轉旋翼機,這是由兩家製造商合作研發的一架概念機。這兩家製造商於6年前開始研發這種飛機,並以280節(約為519公里)的目標命名。

「令我們感到非常開心的是,在性能方面的要求有了一個大幅提升,而且是可以被實現的。」湯姆森說。

就像美國軍方現代化計劃中的所有其它項目一樣,「未來遠程攻擊機」(FLRAA)和更廣泛的垂直起降戰機項目都像是龐大軍事機器中的齒輪一樣的組成部分,它必須首先能夠鑽破俄羅斯和中共近年來不斷秀出的由新裝備組成的防空安全網。

一旦擊破防空安全網,能夠運載至少12名士兵的新一代戰機,將會隨之展開進一步行動。

湯姆森說:「一旦我們突破並瓦解了那個防空系統,設想一下,一個可以以280節(約為519公里)甚至更高速度飛過那裡的垂直起降機群,將能夠運送相當於一個營的全副武裝的官兵,並真正地好好利用我們踹開的那個豁口。」

他還表示說:「另一方面,這對我們的空中醫療運輸能力來說,將會是多麼巨大的提升。」

傑克•沃特林(Jack Watling)是總部位於倫敦的國防和安全智囊團英國皇家聯合軍種研究所(Royal United Services Institute – RUSI)的地面作戰(Ground Warfare)問題研究員。

沃特林對《大紀元時報》表示 :「美國軍方正在開發一種被稱為『多領域作戰』(Multi-Domain Operations)的新作戰概念。」「這是對他們所謂的『反介入和區域阻隔』(Anti-access Area Denial)概念的回應,這種阻隔封鎖主要會威脅到戰機,但同時也會威脅到航運,還可能打擊陸地基地。其追求的結果就是,使你的後勤處於危險之中,使你的空中支援也無法實施。」

遠距離快速兵力投送

美國及其盟國需要能夠壓制或摧毀那些實施區域阻隔的因素的能力,然後快速採取行動。

沃特林說:「軍方說,要做到這一點,你需要的是戰術航空兵,它可以搭載步兵,並儘可能快速地將他們投送過去。這就是為什麼他們選擇了傾轉旋翼式戰機,而不是去改進現在的黑鷹直升機。」

他還說:「這可能在太平洋地區更有意義,因為那裡有頻繁的島嶼間跳躍,所以這個投送能力變得非常重要。」

但是,雖然沃特林了解這個理論,但他對它在實踐中的作用仍持懷疑態度。「我認為,你無法摧毀那些威脅戰機安全的防空系統,尤其是只使用直升機的話。」

「你可能會有能力在有限的時間內對那些可能威脅到某些戰機的遠程系統進行打擊或壓制,但坦率地說,戰區內有太多的對戰機來說是致命的系統。」沃特林表示,在演習中,直升機「經常被打得粉碎」。

他說:「在這種情況下,你可以採用這種戰術的情況很少,尤其是在歐洲的背景下。」

用於「幹髒活」的無人駕駛飛機

不過,湯姆森並不這麼認為。他說,他不能詳細說明軍方究竟是如何繞過這些防空陷阱,但他堅信新式垂直起降戰機將在兩個方面發揮決定性作用。

「很多這類信息已經涉及到了機密。但我可以告訴你的是,我們堅信,未來的垂直起降裝備將在低空領域起到決定性的作用。」他說,「我們相信,先進的提高戰機生存能力的設備,包括機內和機外的(我們正在做的很大一部分工作都與『空中發射效應』有關),以及戰術、速度和高度的結合,使得垂直起降平台可以在這些安全通道內機動。」

湯姆森沒有說明這些「空中發射效應」(Air-launched effects)是指的是什麼。不過,一些分析人士猜測,其中可能包括可從飛機上發射的無人機。

美國軍方表示,他們打算引進更多的無人駕駛飛機執行各種不同的任務。它們還可能進行電子戰:干擾、欺騙和誘騙敵方傳感器。

湯姆森對此評論說:「我們將把這些未命名的無人機系統派出去,幹一些危險的『髒活兒』。」

他還強調,直升機還能夠利用地形來避免被發現。一些分析人士說,直升飛機已經在利用他們所謂的「城市峽谷」。

湯姆森對此表示:「我知道我們喜歡畫(危險區的)圈圈,但現實是,這還跟當地地形有關,」「我們有能力同危險區保持距離,使自己處於相對安全區內,然後利用我們的『空中發射效應』來擊破和瓦解這些危險區,並允許我們對這個安全通道加以利用。」

他指出,那些批評人士很可能都是不了解現代化戰略的機密內容,以及未來垂直起降戰機(Future Vertical Lift – FVL)項目會如何應用等等這些內容。「我們已經並將繼續進行『高精度建模』(High-fidelity modeling)工作。」 他同時表示,自己無法進一步對之進行闡述。

是飛機還是直升機?

貝爾(Bell)和波音-西科斯基(Boeing-Sikorsky)兩家製造商參與了這個樣機示範項目,人們普遍認為它們將成為這個創紀錄的項目的主要競爭者。

但是一些已經研發出來的樣機產品看起來都不像是傳統的直升機。

以前的傳統直升機的設計遇到了自然速度障礙,通常被限制在時速150節(約為278公里)左右,這就是所謂的「後行槳葉失速」(Retreating blade stall)。

當直升機懸停在空中時,頭頂主旋翼在左右側——槳葉旋轉時在機身左右呈向前和向後運動——以相同的速度劃破空氣,並提供相同的升力。

然而,一旦直升機開始以高速前進,隨著空氣開始流過飛機時,情況就會發生變化。在向前旋轉的一側,葉片衝向已經向著它流動的空氣中,這增加了葉片的空速,從而獲得升力。

但在旋翼向後旋轉的另一側,則發生相反的情況。在那一側,槳葉片旋轉的方向與空氣流過飛機的方向相同。

其結果是,當直升機飛得越快,升力就變得越來越不平衡。當然,這可以通過調整槳葉的角度來補償,但是也只能調整到一定程度而已。如果飛得太快,後行(後退)旋轉的槳葉片就無法再提供升力了,即所謂的後行槳葉失速。

(同時,如果旋翼的旋轉葉片轉動過快,將使得槳葉尖部的速度超過音速,這將導致其他新的問題產生。)

貝爾的V-280「勇氣」飛機避開了這個問題,通過升空後前傾轉動它的兩個螺旋槳,使其豎直面向前方,從而有效地將直升機轉變成一架螺旋槳飛機。

V-280「勇氣」飛機的首席工程師保羅·威爾遜(Paul Wilson)對介紹說,這種傾轉旋翼機的設計是實現該項目目標的最佳方式,

他說,「傾轉旋翼機的最大好處就是你會有一個機翼,機翼飛行在速度和航程方面非常高效。因此,我們能夠滿足他們提出的目前的平台所不具備的需求。

「在速度和航程方面,傾轉旋翼機能夠達到所有預期的目標,在載荷和在低速環境中的靈活性方面,也具備了垂直起降平台的所有能力。

「在所謂的垂直升降模式中,V-280「勇士」飛機的螺旋槳系統指向上方,使其成為直升飛機。在這種環境下,無論是飛行方式還是駕駛員的操控方式,它的表現都非常像直升機。

「然後,當你開始傾斜螺旋槳塔時,你就進入了一種混合控制狀態,通過電傳操縱系統的控制,飛行員能夠做到無縫控制。」

威爾遜說,一旦兩個螺旋槳向前完全傾斜到豎直,飛機基本上就會像渦輪螺旋槳飛機一樣飛行。

V-280「勇士」飛機已經積累了150小時的飛行時間,實際空速達到300節(約合556公里)。

V-280「勇士」飛機是V-22傾轉旋翼機在2007年被納入美國海軍陸戰隊時被外界獲悉的。

威爾遜說:「我們有機會從我們的傳統項目中吸取經驗教訓,並將這些經驗與新的技術進步等因素結合起來,以降低製造和維護平台的成本。」

目前這架飛機已經達到了設計要求,但是他們仍在對各方面進行改進。

威爾遜透露說:「我們將進行一次自動駕駛飛行演示,機上將只有一名安全飛行員。我們將展示我們可以建成遙控自動駕駛飛行平台。」

對於完全成熟的「未來遠程攻擊機」(Future Long-Range Assault Aircraft – FLRAA)項目,美國軍方已經要求「要有可人工遙控監督的自動駕駛飛行,並有可能實現完全自動駕駛飛行」。

歷經多年保密與研發,兩大美國軍機巨頭波音與塞考斯基(Sikorsky)也推出了聯手打造的SB>1 「挑戰王」(Defiant)、也被稱為「傲視者」的超級直升機原型機。它使用了朝相反的方向旋轉的兩個旋翼,代替了傳統直升機頂部的一個旋翼,消除了升力不平衡的問題。

頂部的雙旋翼也平衡了通常由直立尾槳來消除的機身旋轉問題,不再需要特別去穩定飛機自身。機尾一個後旋翼面向前方放置,以推動飛機前進飛行。

SB>1 「挑戰王」在三月份進行了首次飛行。據《防務快訊》報導,它在第四次試飛中達到了20節(約為37公里)的速度,預計在2020年3月底達到230節(約為426公里)的最低速度。

波音西科斯基公司(Boeing-Sikorsky)和洛克希德馬丁公司(Lockheed Martin)都沒有回應採訪請求。

明年3月,美國軍方將授予最後兩個競標設計的合同,然後在2023年選出優勝者。新戰機將在2030年投入戰場。

湯姆森說:「這不像軍隊部署新式步槍,這需要一些時間。」

記者:西蒙 · 維奇(Simon Veazey)。可以在推特上關注西蒙:@SPVeazey @ spveazey

原文 Black Hawk Down: Army Puts Faith in Next Generation Aircraft 『Leap』 刊登於英文《大紀元時報》。

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