未必会取代黑鹰，美国陆航直升机的混合现代化之路
美国陆军的”野望“：未来垂直升力计划
FVL要打造怎样的飞行器
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▲FVL计划可谓是近年来美国陆军最为重视”陆航装备现代化“计划
“未来远程突击飞行器”（FLRAA；FutureLong-RangeAssaultAircraft）计划作为美国陆军”未来垂直升力“（FVL；FutureVerticalLift）的重头戏之一 ， 经常被解读为”为黑鹰通用直升机挑选继任者的计划“ ， 甚至在美国陆军早期的报告中 ， FLRAA还被认为是”黑鹰“和”阿帕奇“的两者的一种可行的替代方案 。
不过实际上这可以算作是一种”过度解读“ ， 且不论目前采用诸多前沿技术的FLRAA方案仍具有相当大的不确定性或者说风险 ， 即便FLRAA飞行器当即就能够进入量产阶段 ， 其在任务适用性、战术成熟度、作业成本和后勤维护链方面都存在着这样或者那样的问题 。
所以我们可以看到 ， 即便FVL计划目前已经是美国陆军航空装备现代化的绝对主角 ， 他们仍然没有中断甚至是暂缓黑鹰、阿帕奇和支奴干等直升机的升级改进计划 ， 即便略有削减 ， 其量级也相当有限 。
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▲为了加快FVL计划的推进 ， 美国陆军确实缩减了CH-47F型支奴干重型直升机的升级数量 ， 但却仍然确保了该机的升级改进工作按计划进行
可以说 ， 在可预见的未来十几二十年之内 ， 黑鹰、阿帕奇等直升机仍将在美国军队中扮演不可或缺的角色 。 而诞生于FVL计划的新型飞行器则将作为新晋成员加入到其中 ， 丰富美国军方指挥官的战术策略 ， 提升作战效率 。
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▲在FVL计划如火如荼推进的过程中 ， 黑鹰直升机的升级改进工作从未停止 ， 图为UH-60M型现代化版本的黑鹰
用美国陆军项目发言人的说法就是：”先进的复合式直升机或者倾转旋翼机将会和阿帕奇、黑鹰和支奴干’共享‘某些战术和任务 ， 而不是将其彻底取代 。 “
FVL包括哪些方面的努力
就目前而言 ， 美国陆军在”未来垂直升力“计划中 ， 主要有四个方面的努力 。
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▲美国陆军希望通过SCI接口设计将所有的无人机系统纳入统一的网络系统中 ， 形成规模化协同作战能力 ， 图为美国MQ-1C无人机
其一就是”未来攻击侦察飞行器“（FARA；FutureAttackReconnaissanceAircraft）计划 ， 该计划目前已经进入了竞赛的第二阶段 ， 如能按计划推进 ， 西科斯基和贝尔公司的原型机当会在2023财年的时候飞上蓝天；
其二就是前文已经提及的FLRAA计划 ， 得益于美国陆军很早就启动的“联合多任务技术演示”（JMR-TD）项目 ， FLRAA计划推进速度很快 ， 而且相对来说可谓是FVL诸多子项目中风险较低的一类 ， 目前西科斯基-波音合作的SB>1复合式直升机和贝尔的V-280倾转旋翼机正展开激烈的角逐；
其三就是“未来无人飞行器系统”（FUAS） ， FUAS包括“未来战术无人机”（FT-UAS）和“空中发射效应”（ALE；本质上是一种可以从航空器平台发射出去的无人机 ， 目前ALE无人机已经从黑鹰直升机上试射成功）两个子项目 ， 这两个子项目的成果都需要能够通过“可扩展控制接口”（SCI；ScalableControlInterface）来操作 ， 美国陆军这样做的主要目的就是希望能将所有的无人飞行器集成到一个统一的控制系统中 ， 从而实现规模化的协同作战效应；
其四就是针对所有的FVL飞行器平台而开发的“模块化开放系统架构”（MOSA） ， 美国陆军希望通过MOSA这种系统来实现从目标坐标位置到发动机诊断等所有数据在所有的航空平台之间的共享 。
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▲UH-60V的数字化座舱就采用了开放式架构系统 ， 可谓是MOSA的前身
总的来说 ， 先进飞行器的加入使得美国军方能够在执行某些任务的时候将选择从单个平台转向多个平台 ， 也就是有了更多的选择余地 。 这样既能充分发挥黑鹰等经典直升机的低速作业性能和较低成本等优势 ， 同时也能尽可能利用先进旋翼飞行器在航程、飞行速度和巡航效率等方面的提升 。 从而形成一种新式装备与改进的旧式装备协同共存的局面 。
此之谓“混合现代化”（MixingModernization） ， 当然 ， 就我个人而言 ， 我关注的焦点还是集中在上述四大要素中FARA和FLRAA计划方面 ， 本文所介绍的内容也主要是这两个主题 ， 下面请看正文 。
对比鲜明的FARA计划
FARA计划目前的竞争形势还是很有意思的 ， 按照美国陆军计划的要求 ， 在2022年11月份左右 ， 贝尔360“必胜”直升机和西科斯基公司基于S-97改进的“掠夺者X”复合式直升机就应该实现首飞 ， 并随后逐步向美国陆军交付这种先进的“察打一体化”直升机 。
美国陆军FARA项目主管格雷格·福尔迪上校对此曾经发表过一番很有意思的言论：“无论从哪个方面来讲 ， 这绝对不是你们祖父时代的采购项目 。 对于整个FARA项目 ， 必须明确的是 ， 如果我们所接收到的FARA飞行器不是一种’可负担得起‘的飞行器 ， 那么我们这项任务就是失败的 。 ”
言下之意很明确——成本因素将会在FARA原型机的竞赛中占据着极大的权重 。 从这个方面来说 ， 美国陆军给出的FARA设计指标要求将不会是“硬性决定因素” ， 而更像是一种“工业技术的设计指标” ， 只要飞行器的各方面能力不偏离这个设计指标太远 ， 那么全寿命周期成本较低的那一家 ， 将会有极大概率获得最终的胜利 。
说到这儿 ， 我们不妨来回顾一下美国陆军给出的FARA设计指标：一架14000磅（约6.4吨；1磅≈0.45公斤 ， 下同）的直升机平台 ， 其旋翼直径不超过40英尺（约12.2米；1英尺≈0.3米 ， 下同）以满足着陆面积要求 ， 并且其前飞速度至少要达到180节（333千米/时；1节≈1.852千米/时 ， 下同） 。
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▲贝尔360”必胜“直升机降落在城市内部街道上的模拟图
而对于贝尔和西科斯基公司的两种设计 ， 再次借用福尔迪上校的描述：”你不可能再找出两种差异如此巨大的旋翼飞行器平台 。 “
如果忽略两侧短机翼的话 ， 贝尔“必胜”直升机可谓是一种经典的单旋翼带涵道尾桨直升机 ， 采用了纵列式双座的座舱布局 ， 按照现有资料 ， 其旋翼采用的还是“铰接式”设计 。
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▲与V-280协同作战的贝尔360”必胜“直升机艺术渲染图
西科斯基的“掠夺者X”没有附加机翼等组件 ， 但是采用了西科斯基革命性的“共轴刚性双旋翼”技术（也被西科斯基称为“X2技术”） ， “掠夺者X”还集成了一副尾部推进螺旋桨 ， 其座舱设计为横列式双座布局 。
在FARA的原型机竞赛中 ， 美国军方为西科斯基公司和贝尔公司提供了相同的3000轴马力级的”改进涡轴发动机“（ITE）、一套20毫米口径的机炮系统和集成的弹药发射系统 。 目前 ， 通用电气的T901ITE发动机已经完成了关键设计评审节点 ， 预计会在2021财年第四季度进行发动机的首次测试工作 。 除此之外 ， 美国军方还为两家竞争单位提供了MOSA开放系统架构的信息 ， 以便于其进行航电设备的设计与部署 。
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▲贝尔的360”必胜“直升机加装有短机翼 ， 有助于扩大飞行速度包线和增大航程
在今年五月末 ， 贝尔”必胜“直升机通过了子系统的设计评审 ， 并开始了初步设计工作 。 同时 ， 贝尔公司还公开了子系统供应商的名单 ， 其中柯林斯航空公司为该机开发了”网络增强型航电系统“、派克洛德公司为该机开发了”主动振动控制系统“、L3哈里斯技术公司为其开发了WESCAMMX-15D型”多传感器、多光谱成像和瞄准系统“ 。 用一个词来形容”必胜“的方案设计就是：物美价廉 。
西科斯基公司凭借S-97的基础 ， 已经通过了”掠夺者X“的初步设计评审 ， 并预计在今年底完成了最终设计方案定稿 。 同样 ， 要用一个词来形容”掠夺者X“的方案设计就是：物有所值 。
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▲西科斯基公司的”掠夺者X“攻击侦察直升机
而按照美国陆军的要求 ， 两家公司都应该在今年年底之前完成最终设计方案 ， 并开始着手研制原型机 ， 在2022年11月份左右 ， 两家的原型机都应该开始启动试飞工作 。 到2030年 ， 第一架通过飞行测试的FARA飞行器就应该交付到美国陆军中服役 。
逐步进化的FLRAA计划
从FARA到FLRAA ， 为人所津津乐道的一个点就是——参与竞赛的两家仍然是贝尔和西科斯基公司 ， 当然更有意思的是 ， 西科斯基用于参与FARA计划和FLRAA计划的两种飞行器完全可以看作是一个系列飞行器的两种不同尺寸的版本 。
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▲贝尔V-280倾转旋翼机飞行测试的成功为该公司FLRAA方案的推进铺平了道路
其实目前贝尔公司的V-280倾转旋翼机和西科斯基的SB>1复合式直升机都并不是和黑鹰直升机一个量级（13.6吨级）的通用平台 ， 所以称不上FLRAA的竞赛原型机 。 不过脱胎于JMD-TD项目的这两架演示验证机实实在在为FLRAA计划的推进铺平了道路 。
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▲尽管飞行测试进度落后 ， 但好歹SB>1也终于算是实现过高速前飞测试了
值得一提的是 ， 尽管贝尔公司和西科斯基公司是FLRAA计划目前官宣的唯二的竞赛者 。 但事实上 ， 从JMR-TD计划开始 ， 美国陆军始终没有中断对于卡瑞姆公司和AVX公司的资助 。 前者致力于开发一种具备独立桨叶控制技术的转速优化倾转旋翼方案（而且 ， 近期卡瑞姆公司还专门给出了该方案的FLRAA版本）；后者则致力于开发一种常规共轴旋翼搭配辅助机翼和涵道风扇推进装置的复合式直升机方案 。
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▲卡瑞姆公司的”转速优化倾转旋翼机“方案设计
考虑到美国陆军将会在2021财年正式起草FLRAA飞行器的指标要求 ， 这种飞行器的低速预生产时限被规划到了2028年 ， 而第一架可交付FLRAA飞行器的时限则被规划到了2030财年 。
所以 ， 凭借在JMR-TD项目中积累的设计工作经验和技术 ， 卡瑞姆和AVX的方案也许还会有翻盘的可能 ， 当然 ， 这种可能只会发生在贝尔和西科斯基方案都碰上短期难以解决的较大的技术难题之时 ， 所以仍然是希望渺茫 。 不过FVL大项目之下 ， 还会推出其他的子计划 ， 届时 ， 卡瑞姆公司和AVX公司未必没戏 。
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▲正在进行低速机动性测试的贝尔V-280倾转旋翼机
言归正传 ， 在FLRAA当前的竞赛中 ， 占据优势的一方无疑是贝尔公司 。 这主要归功于V-280的成功飞行测试 ， 自打2017年底首飞以来 ， V-280倾转旋翼机已经进行了超过170小时的飞行测试 ， 如果算上地面旋翼开车试验的话 ， 这个数值则超过318小时 。 其操纵品质更是达到了美国陆军给出的1级指标（最高水平） 。 V-280能够在1500米高海拔和35℃高温环境下达成520千米/时的前飞速度 ， 可谓是将常规直升机远远甩在了身后 。
而西科斯基的SB>1”挑衅者“复合式直升机则因为飞行测试工作一再拖延而饱受诟病 。 截至今年五月底 ， 它只进行了18次总计14小时的飞行测试时长 ， 这对于一架新构型复合式直升机而言是远远不够的 ， 美国陆军对此也颇为不满 。
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▲在进行飞行测试的SB>1复合式直升机
不过幸好该机最关键的部件——共轴刚性旋翼系统——已经在美国国家全尺寸气动综合设施的大型风洞中进行了超过400小时的试验 ， 这在某种程度上弥补了飞行测试时间段的问题 。 另外 ， 考虑到S-97已经是西安了370千米/时的前飞速度 ， 并展示了出色的操纵品质 。 其试飞数据可作为SB>1的补充提交给美国陆军 ， 勉强算是没落后V-280太多 。 而西科斯基官方也宣称在接下来的数月中 ， 将会把S-97测试过的飞行科目在SB>1上复现一遍 。 以此来积累足够的试飞数据 。
一点总结
新构型和新方案在带来革命性的新能力的同时 ， 也带来了新的挑战和不可避免的风险 。 在美国陆军装备发展历史上 ， 新构型航空器——诸如AH-56A”夏延“武装直升机、RAH-66”科曼奇“隐身攻击侦察直升机——都失败了 ， 尽管两者的落幕都是有多种因素促成的 ， 但是技术挑战和风险无疑是其中无法避开的一环 。
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▲曾经惊艳世界的RAH-66”科曼奇“隐身直升机
在这种条件下 ， 同时推进新式直升机研制计划和老式直升机改进升级计划无疑是最保险的一种方式 。 而且 ， 新式直升机技术的发展也或多或少会促进老式直升机的升级改进方式或者说拓宽其升级改进的思路 ， 可以说两者是相辅相成的 。
【未必会取代黑鹰，美国陆航直升机的混合现代化之路】这也是”混合现代化“的本质 。
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