溫杰

3月初，美國極光飛行科學公司（簡稱極光公司）完成了XV-24A縮比驗證機的飛行測試計劃，在美國國防部先進研究項目局（DARPA）的“垂直起降試驗機”（VTOLX-Plane，VXP）計劃發(fā)展中邁出了重要一步。盡管這架概念機的連續(xù)飛行時間只有5分鐘，但實現(xiàn)了全尺寸飛機需要的傾轉(zhuǎn)機翼/傾轉(zhuǎn)鴨翼構(gòu)型、空氣動力布局、航空電子架構(gòu)、飛行控制算法和軟件等一系列關(guān)鍵技術(shù)。

一年前，DARPA經(jīng)過全面對比和評估，在2016年3月3日將一項價值8940萬美元的VTOL X-Plane計劃第二階段合同授予極光飛行科學公司，用于研制一種兼具固定翼飛機的飛行速度和直升機的敏捷性能的先進飛行器，并將其命名為XV-24A驗證機。按照合同，極光公司作為主承包商，將與羅羅公司和霍尼韋爾公司聯(lián)合設(shè)計和研制一架采用分布式混合電力推進系統(tǒng)的“閃電打擊”（Lightning Strike）垂直起降技術(shù)驗證機，預(yù)計在2018年實現(xiàn)首飛。

從當時公布的想象圖可以看出，“閃電打擊”在總體設(shè)計上就像是一架無人駕駛雙翼機，但是起飛方式又像是直升機，結(jié)合了兩者的特點。這種飛行器可以飛得更快和更遠，在需要時可以在空中懸停，完成多種任務(wù)，無需專門準備著陸區(qū)域?！伴W電打擊”方案的創(chuàng)新之一是采用了蜂窩構(gòu)型的氣動翼面設(shè)計，在上、下翼面之間集成了模塊化的涵道風扇，可以使氣動翼面在快速平飛、空中懸停和轉(zhuǎn)換過渡飛行等狀態(tài)下都能有效獲得氣動升力。

在獲得DARPA正式合同后，極光公司首先采用一種稱之為“銅雀”的地面試驗臺和一架20%縮比驗證機來證明“閃電打擊”驗證機的設(shè)計構(gòu)型。這架縮比驗證機采用了類似全尺寸“閃電打擊”的航空電子系統(tǒng)和飛行控制律，將驗證從懸停模式轉(zhuǎn)換到前飛模式，以及反向轉(zhuǎn)換的能力。

一年后，“閃電打擊”縮比驗證機成功實現(xiàn)了首飛。2017年3月29日，在一個未公開的軍方試驗場該驗證機首次升空，旨在驗證全新的氣動構(gòu)型方案和復(fù)雜的飛行控制系統(tǒng)。在地面人員的控制下，縮比驗證機驗證了起飛、懸停以及著陸等一系列飛行動作，證明了飛行控制與氣動設(shè)計都達到了預(yù)期目標。極光公司的創(chuàng)新設(shè)計首次驗證了如何使用同步式電力推進系統(tǒng)實現(xiàn)分布式混合動力推進，有望將較快飛行速度和垂直起降能力集于一身，在總體性能方面實現(xiàn)突破。

這架縮比樣機采用了增材制造（3D打?。┘夹g(shù)，由碳纖維和熔融沉積制造用塑料材料制成的機翼與前翼，使得飛機在擁有復(fù)雜結(jié)構(gòu)與氣動面的同時，還能降低重量，滿足了DARPA對降低風險的要求。它的尺寸只有全尺寸驗證機的五分之一，重量大約147.5千克。

盡管“閃電打擊”驗證機為無人駕駛平臺，但VXP計劃發(fā)展的這些技術(shù)可以很好地應(yīng)用到有人駕駛飛機上。這項計劃的目標是在2018年內(nèi)完成相關(guān)的各項飛行試驗。極光公司總工程師格雷厄姆·多洛澤斯基表示，“閃電打擊”驗證機的研制目的并不是將部隊運送到戰(zhàn)場或攻擊目標，而是為了驗證一系列新技術(shù)，如果研制工作順利達到預(yù)期目標，這項計劃有望生產(chǎn)出全新系列的飛行器。

目前，極光公司正在著眼于美國陸軍領(lǐng)導(dǎo)的未來垂直起降空運（FVL）采購計劃，旨在引入一系列遠程、高速和較強機動性的飛行器，有可能作為一種后繼機，在2030年替代西科斯基公司的UH-60“黑鷹”和波音公司的AI-F64阿帕奇。盡管尚未得到明確回應(yīng)，但“閃電打擊”驗證機的無人駕駛型號可能會引起美國陸軍的興趣。

2016年5月初，美國陸軍無人機辦公室技術(shù)管理部門主管拉爾斯·埃里克森在美國直升機協(xié)會（AHS）舉行的年度國際會議上表示，美國陸軍對混合電力驅(qū)動技術(shù)非常感興趣。同時，美國陸軍還與各家承包商探討了下一代無人機的發(fā)展，希望未來裝備的無人機能具備VTOL能力。

作為一架驗證機，“閃電打擊”的首要任務(wù)是通過飛行試驗證明構(gòu)型方案的合理性，發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計問題，確保飛行使用的安全性。因此，美國軍方在“閃電打擊”驗證機正式首飛前，依舊對VXP計劃保持觀望。這種創(chuàng)新設(shè)計最終能否成功地達到設(shè)計目標，還需要拭目以待。

編輯：石堅