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晨枫小苑

来的都是客,相逢握握手

 
 
 

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晨枫  

西西河水浪打浪,一浪打到网易上。我本是喜欢纸上谈兵的一介草民,在西西河那边开了一个小铺子,这是海外华人的一个精神家园。我是一个一坐下来就不动窝的懒人,但架不住友人的邀请,到网易也开了一个茶摊。阿庆嫂是怎么说来着:来的都是客。希望您能喜欢我这小号。来来来,先握一个手! 当然,主有主规,客有客道。请勿随地吐痰,喧哗扰众,或者乱贴小广告。不欢迎指桑骂槐,更不准恶语伤人。

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话说二十二  

2012-10-19 12:04:59|  分类: 鹰击长空 |  标签: |举报 |字号 订阅

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钓鱼岛争端在中日之间掀起轩然大波,对中日的近期和远期关系造成巨大影响。但在中日争端之中,美国的影子若隐若现。723日,第一批12架美国海军陆战队MV-22从迭戈加西亚由船运到达日本山口县的岩国,101日和2日,12MV-22从岩国基地起飞,抵达冲绳普天间基地,另有3架因更换零部件等原因留在岩国基地,延后几天也飞至普天间基地。美国海军陆战队在中日争端的高峰时期向冲绳部署MV-22,自然引起人们对美军意图的联想。

 

美国海军陆战队共有4个师,其中第三陆战师在1969年从南越撤出后,一直部署在冲绳,是驻日美军地面部队的主力。作为“垂直包围”原则的积极实践者,第三陆战师装备有大量直升机,其中运输直升机的主力是平均机龄超过40年的CH-46中型直升机,现在开始用MV-22逐步换装。和其他海军陆战队部队相比,第三陆战师的换装已经推迟了,但这是正常换装,只是在时间上巧合了。MV-22的海平面最大速度509公里/小时,4600米中空最大速度565公里/小时,海平面巡航速度446公里/小时,差不多两倍于常规直升机。MV-22的航程较大,作战半径为390海里(约722公里),增装机内辅助油箱后的航渡航程为1940海里(约3590公里),足以保证全球自部署能力,大大增加了美国海军陆战队的战术和战略机动性。MV-22在理论上结合了直升机和固定翼螺旋桨飞机的优点,但MV-22的研发历史充满了曲折,至今充满争议。

 

50年代时,贝尔研制了XV-3倾转桨研究机,于19581218日首次完成直升机状态到固定翼状态的转换。1973年,贝尔开始研制XV-15研究机,于 1978年首次完成直升机模式到固定翼飞机模式的转换,达到了478节(885公里/小时)的前飞速度,还进行了上舰试验。XV-15取得了巨大成功,既具备“树梢高度”的机动性和垂直起落能力,又具备螺旋桨飞机的速度和航程。1981年,美国国防部指令四大军种共同研制XV-15的放大型V-22。美国海军陆战队计划用MV-22取代CH-46,作为超视距垂直包围的主力运输工具;美国空军要用CV-22取代HH-53,用作搜索、救援弹射逃生的飞行员和投送、接应深远敌后的特种部队;美国海军要用HV-22作为海上飞行员搜索救援之用,并将考虑进一步发展为反潜的SV-22;美国陆军除了采用基本的MV-22作为运输和机降之用外,还要发展UV-22电子战飞机。

 

美国海军陆战队的需求最大,V-22项目由美国海军陆战队主导。美国海军两栖攻击舰的机库和升降机都是以CH-46的尺寸为基准设计的,所以V-22在舰上停放时占地不得超过CH-46,停放时把机翼平转到和机体平行,可以把十字形的占地投影缩小到一字形,但这样一来V-22的机体长度和翼展就被限制死了。由于V-22的旋翼半径不可能超过半翼展,旋翼直径比最优值小约5英尺。较小的旋翼直径直接影响了悬停和速降性能,成为以后安全问题的根源。由于性能和成本上的分歧,美国陆军和美国海军先后退出,V-22家族只留下美国海军陆战队的MV-22和美国空军的CV-22

 

从设计上讲,V-22确实是革命性的。在固定翼状态下,V-22好像是一架有两个超大螺旋桨的飞机;在直升机状态下,V-22又好像是一架有两个偏小的旋翼的直升机。但是V-22的旋翼不是简单的超大螺旋桨,而是有全套直升机周期距和总距控制的旋翼,可以在低速或悬停状态下完成所有直升机特有的机动动作。固定翼状态下的飞行控制是常规的平尾、垂尾和襟翼、副翼。半刚性的桨叶兼顾了直升机状态下桨叶的疲劳问题,又避免了螺旋桨状态下桨叶的过度挥舞。飞行控制系统自动地、平滑地从一个状态向另一个状态过渡,旋翼可以在任何倾转角正常工作,从直升机状态到固定翼状态转换的最快时间为12秒。机翼在40-80节之间开始产生升力,气动控制翼面开始生效。在100-120节时,气动控制完全取代直升机控制,总距控制和周期距控制切断。在升力产生机制上,既容许直升机状态又容许固定翼状态的所谓“过渡区”有100节的范围,所以飞行员有较大的自由度可以选择最适合当前任务和战斗需要的飞行状态,大大增加了使用弹性。

 

在没有竟标的情况下,V-22的合同交由贝尔和波音共同完成,贝尔负责旋翼、机翼和发动机短舱,波音负责机身、机尾和电子系统。由于V-22是由“成熟”的XV-15放大而来,V-22计划的技术风险被确定为“低到中等“。首架MV-221988523日完成总装,1989319日首飞,1989914日首次完成直升机到固定翼飞机之间的转换。

 

但是V-22从一开始就是多灾多难。老布什时代的国防部长切尼对V-22不感冒,V-22首飞伊始,切尼就要砍掉,但是遭到国会的强烈反对,部分议员甚至要以切尼拒绝执行国会拨款法案为由把切尼告上法庭。这以后,国防部和国会打了18个月的口水仗,最后,在老布什谋求再次当选总统的关头,为了避免得罪制造V-22的德克萨斯和宾夕法尼亚的选民,切尼不得不同意V-22继续研制。但是V-22的问题并不因为议员们的支持就消失了。

 

除了近年来常见的预算超支、工期拖延问题外,MV-22经历了史无前例的18年试飞,才在2007613日开始在美国海军陆战队进入初始作战状态,同年91日首次部署到伊拉克,200911月首次部署到阿富汗。

 

MV-22CV-22在反恐战争中得到大量使用,很有几起显眼的战绩。201061日,在一次特种部队长途奔袭中,一架载有32人的直升机在阿富汗东北的昆杜什失事,突击队和机组人员陷入塔利班的包围,在轻武器和迫击炮火力下苦苦挣扎。战区其他直升机由于沙尘暴和高山无法出动救援,美国空军第8特种作战中队接到命令两个小时后,两架CV-22从南方坎大哈的巴格拉姆空军基地出动,往返1300公里,把32名突击队员和机组人员全部营救了回来。途中CV-22需要飞越一座4600米的山岭。如果是常规直升机,这需要绕道从山间高度较低的山谷中飞过去,但飞行员带上氧气面罩,把CV-22直接拉高飞越了过去,大大节约了时间。接近着陆场的时候,能见度只有不到400米。飞行员用机载地形跟踪雷达引导进入,安全迅速地降落,在塔利班的火力下接走了全部被围人员。V-22的速度和航程在这样的任务中特别有用。

 

322日,在利比亚的“奥德赛曙光”作战中,一架F-15E因为机械故障坠毁,美国海军陆战队的一架MV-22往返飞行420公里,把飞行员营救了回来,F-15E后座的武器操作员被利比亚反对派武装营救走,后来也送还了。但V-22最出名的一次行动是在阿伯塔巴德突袭后,把本·拉登的尸体从突击队的前进基地运到“卡尔·文森”号航母上,后来被丢到海中。由于“海豹”突击队先前已经在未经容许的情况下进入巴基斯坦,美军高层担心再次未经容许穿越巴基斯坦飞往阿拉伯海上的“卡尔·文森”号会有麻烦,“黑鹰”、CH-47CH-46都比较慢,MV-22的速度可以避免夜长梦多。不过MV-22没有被直接用于阿伯塔巴德作战。

 

MV-22在使用中也发现了诸多问题。除了臭名昭著的安全问题外,还有不少和作战有关的使用问题。较小的旋翼使得下洗气流比CH-46强烈、集中三倍,达到90节,所以登机离机的人员必须沿一条特定的路线离开,或者就地卧倒,否则强烈的下洗气流容易把人吹倒,甚至在试验中出现把人员的衣服整个剥走的事。据观察,登机人员的待命位置必须在着陆的MV-22侧后45度位置,而且距离大大超过使用常规直升机时的惯例。更加靠前的话,登机路线必须绕过发动机和旋翼,增加登机时间;更加靠近飞行路线的话,一旦飞机由于事故或者战损坠毁,容易造成地面人员伤亡。保持较大距离是为了避开旋翼下洗气流,MV-22横列双桨造成了特别宽大的下洗气流走廊。这样受局限的登机方式在激烈战斗时难免对登机、离机带来不利影响。

 

强烈下洗气流也给绳缆滑降或救援带来困难,在水上救生时,悬停的MV-22的下洗气流几乎肯定把落水者淹死,强烈的下洗气流同样会把小船或救生的橡皮艇吹翻。强烈下洗气流的另一个问题是卷起地面杂物。20105月在纽约舰队周表演时,一架MV-22飞临斯坦顿公园,强烈的下洗气流吹断了大树的树枝,飞舞的树干使7人受伤,被送进医院。在林地或者城镇废墟地起落时,飞舞的树干或者砖石可能造成地面士兵的伤亡。另外,在“巴丹”号上试验期间,MV-22的下洗气流几乎把AH-1“眼镜蛇”或者UH-1“休伊”这样较轻的直升机吹下甲板,所以MV-22在拥挤甲板或者塞满物资的林中或者居民区起降场上起飞降落很是怵头。

 

但涡流环是一个大得多的问题。直升机在下降过程中,如果下降速度过快,旋翼会进入自己的下洗气流,旋翼产生的升力会骤然减小,好像汽车轮子打滑一样。这时,加大旋翼功率只有坏事,直升机会不可控制地急速下滑,需要降低功率,压低机头,用高度换取速度,才能改出。但MV-22的问题出在横列双桨布局上,如果两侧进入涡流环的程度不均匀,要导致不可控的横滚,上抬一侧增加旋翼和空气的相对速度,脱离涡流环;下沉的一侧更深地进入涡流环,进一步加剧了两侧升力的不均匀,最终导致倾覆和坠毁。两侧不对称的涡流环可以由强烈的局部气流引起,也可以由附近别的直升机的下洗气流引起,这对以密集队形在两栖攻击舰甲板和登陆场起降很不利。MV-22在急速下降时,在机翼上方的低压背压也容易诱发涡流环。

 

涡流环的问题可以通过避免下降过快和在低空低速时避免过于泼辣的飞行动作而缓解,但在激烈的战斗中,这可能是不现实的要求。在阿富汗山区追缴塔利班时,美国空军的一架MH-47为了避开突如其来的地面火力,急剧机动,把打开的机尾跳板上的一个“海豹”突击队员甩了出去。“海豹”突击队员都是训练有素的,习惯于直升机作突然、猛烈的机动动作,不是那么轻易就可以甩出去的,这说明了战斗中直升机的机动动作可以有多么激烈。MV-22如果拉出这样的机动的话,很可能进入涡流环状态而失事。涡流环的问题大大限制了直升机在战斗中的剧烈机动能力,也增加了人为错误的机会。仿真研究表明,在发动机后倾95度、前进速度为30节时,猛拉杆可以导致每分钟800英尺的突然下跌,此时如果猛推杆,可能导致不可控的下坠,7秒钟内可以达到每分钟3000英尺的下降速度。2000年的21次高空速降试验中,7次进入涡流环状态,最严重的一次横滚幅度达到85度,掉了2000英尺后才改出,但是MV-22的典型作战飞行高度只有1000英尺。MV-22手册规定的最大下降速度为每分钟800英尺,实用中有达到每分钟1000英尺的,但还是只有CH-46在突击机降中典型的每分钟2000英尺。两者的差距意味着在战斗中从同样高度下降,MV-22需要多一倍的时间,这对敌人火力下的突击机降不是好消息。

 

直升机的舱门机枪在空中提供压制火力,在悬停或地面则为登机或离机的士兵提供直接火力支援。由于强烈的下洗气流的问题,MV-22不设侧面的机舱门,而只提供带跳板的尾门。但是即使可以在侧面开射击孔,发动机短舱和巨大的旋翼将正好在机枪射界的正中,还是无法使用机枪。加为了解决火力支援的问题,MV-22最初打算在机头下安装一挺旋转机枪,由副驾驶控制。这有两个问题:一是副驾驶在快速降落的过程中,是正驾驶的关键助手,MV-22容易进入涡流环,副驾驶的作用更重要,再要兼管射击,实在是顾不过来了;二是机头下的射界有限,位置太低,在地面时,除了割草外,难以提供有效的火力支援,更不用说为从机尾登机或离机的士兵提供火力支援了。尾门安装机枪也很别扭,不仅只有在尾门打开的时候可以使用,支柱还必须落脚在尾门一侧才能不阻挡人员和物资的进出,但射手位置必须在正中才容易兼顾两侧射界,于是机枪不是直接安装在支柱上,而是安装在摇臂的端点上,人员上下时必须松开枪架推到一边,射击前必须紧固枪架,增加了动作,浪费了宝贵的时间。BAEMV-22研发了一套机腹遥控武器站,用彩色电视装置控制观察和瞄准,部署阿富汗的MV-22有一半安装了这一系统,但在实战中很少使用。在空中还好,但在地面最需要火力支援的时候,机腹机枪的射界问题比机头机枪更加糟糕,前向被前起落架挡住,侧向被发动机舱挡住,后向被尾跳板挡住,实际上毫无用处。另外,彩色电视在复杂环境下远远不能适应迅速、准确地识别目标的需要,在阿富汗的大部分交战规则环境下不能使用。

 

MV-22的最大优点就是速度快,但没有任何武直可以跟得上MV-22。这样,在长途奔袭和突击机降作战中,MV-22要么冒险孤军突入;要么放弃速度优势和武直一起行动。战斗机和MV-22的速度和机动性差别太大,两者很难保持同步,在起降场短兵相接的直接火力支援中,战斗机的使用更加束手束脚。

 

说到战斗机,103日,美国国防部副部长阿什顿·卡特表示,美国将在冲绳部署F-35战斗机。不过试飞10年才刚刚进入实弹试验的F-35战斗机离形成作战能力还有距离,倒是美国空军的F-22在日本频频出没更加引人注意。

 

F-22是第四代战斗机的标杆,具有隐身、超巡、超机动能力,但由于天价的投资而早早停产,总产量187架,远远低于初始目标的750架和后来的“最低要求”240架。在冷战时代,最先进的美国战斗机首先部署在欧洲,除了位于弗吉尼亚兰利空军基地的战略总预备队第一战斗机联队外,第一个装备F-15的中队就是西德比特堡空军基地的第36战斗机联队。但在冷战之后美国战略重点向亚太转移的今天,美国本土之外部署的F-22全部集中在亚太,其中包括阿拉斯加埃尔门多夫空军基地的第三战斗机联队和夏威夷希卡姆空军基地的第15战斗机联队。

 

F-22是为欧洲战场设计的,用于在苏联和东欧防空体系尚且完整的时候就突入纵深,夺取制空权,并配合B-2轰炸机摧毁苏联和东欧的核设施、战略指挥中心、防空体系和其他关键节点。在理论上,F-22在亚太具有同样的神威,但亚太战场巨大的距离是F-22的天敌。

 

由于隐身和机载武器机内化的要求,F-22成为历史上最大、最重的战斗机,空重、正常起飞重量和最大起飞重量全面超过了二战时代的重轰炸机B-17。为了对重量有所控制,F-22的机内载油量只有8200公斤。虽然8200公斤在绝对数量上并不少,但相对于正常起飞重量达到29300公斤的F-22来说,机内载油系数只有28%,这有点低了。考虑到F-22在战斗出击时不便挂载副油箱,F-22的航程只有靠不断的空中加油来保证。好在F-22采用机载制氧系统,不断为飞行员供氧,同时在机上制备填充油箱空间的氮气,留空时间不受机上氧气瓶和氮气瓶容量的限制。但2011年以来,F-22不断受到机载制氧系统问题的困扰,并有过曾长达5个月的停飞,不过这是另外一个话题了。

 

在气动设计和推进系统方面,F-22为超巡进行了必要的优化,固定的加莱特进气口是为M1.6的超巡而优化的,高亚音速时容易有激波倾角不足问题,造成激波锋面和进气口外缘之间的“漏气”,降低进气效率。F119发动机降低涵道比,降低迎风面积和相应的超巡阻力,但也不利于发挥涡扇在高亚音速时的高效。机翼较大的后掠角也不利于高亚音速时的升阻比。这一切决定了F-22难以通过降低巡航速度来增加航程和留空时间。

 

空中加油是美国空军的例行训练项目,在美国空军典型战法中,加油机在战区边缘兜圈子,交战的战斗机在燃油不足时跳出战区加油,然后返回继续交战,极大地缩短了往返基地的时间,增加了每次出击的作战留空时间比例,实际上增加了战区可用战斗机的数量。问题是加油机本身是脆弱的目标,不仅速度慢,还要不时广播自己的方位,便于战斗机寻找、汇合。如果对方战斗机具有足够大的航程,战区边缘的加油机将成为美国空军作战体系中的一个薄弱环节。加强对加油机的护航可以削弱对方战斗机偷袭的威胁,但这将减少战区可用战斗机的数量,护航战斗机本身的空中加油要求也将削减加油机对战区战斗机可以提供的加油量。

 

就钓鱼岛作战而言,以冲绳为基地的MV-22的速度和垂直登陆能力是一个有点,MV-22也具有足够的作战半径覆盖钓鱼岛,但足够的作战半径只是起码的必要条件。钓鱼岛是无人岛,美国海军陆战队MV-22如果卷入钓鱼岛冲突,那只能是中日已经在岛上交火,美国海军陆战队驰援日军的情况。那样的话,MV-22在作战中的种种问题都将浮现。MV-22在激烈交火中的敌前起降还是一个没有受到考验的问题,即使在昆杜什营救中,数量不明的塔利班围攻32名突击队员至少45个小时尚且无果,战斗的激烈程度不可能和正规军激烈交火相比。钓鱼岛上狭窄的地形和有限的空中进入、退出通道进一步增加了战术困难。对F-22来说,离大陆只有350公里,并不利于在战区附近部署加油机。在理论上,F-22负责制空,MV-22负责对地增援,两者可以互补,但实际上两者的作战配合有很大的问题。F-22不适合长时间巡逻,更无法为MV-22提供伴随护航;MV-22与其说是具有螺旋桨飞机速度的直升机,不如说是具有垂直起降能力的螺旋桨运输机,更加适合低烈度战场的使用。

 

据报道,美国海军的“华盛顿”号航母战斗群抵达东海,“斯坦尼斯”号航母战斗群抵达南海,“好人理查德”号两栖战斗群抵达菲律宾海,这是近年来少见的海军兵力集结。但如果不集结至少6个航母战斗群的话,美国准备军事升级的事情免谈。在1991年的伊拉克战争中,不算美国空军,光美国海军就在东地中海和波斯湾集结了6个航母战斗群。对付90年代的萨达姆尚且如此,和今天的中国军事冲突只出动两个航母战斗群是说不通的。此外,美国本土的F-22向阿拉斯加、夏威夷和关岛集结,更多的F-15F-16、加油机、预警机、电子战飞机向冲绳集结,这都是军事冲突的必要军事准备。在中日钓鱼岛争端的火头上,F-22MV-22相继出现在日本,这既可以解读为某种信号,但也不必过度解读。

 

有意思的是,MV-22F-22都是“22”,都是问题缠身,连那条有名的军规也是第22条军规,是不是“22”对美军不吉利?应该请星相大师来算一算了。

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