垂直起降(VTOL)飞机因其兼具直升机和固定翼飞机的优势,一直是航空领域的重要研发方向。近期,美国国防高级研究计划局(DARPA)启动的高速垂直起降技术竞赛(SPRINT),引起了业界高度关注。该竞赛旨在研发一种具备传统固定翼飞机高速飞行性能,同时能垂直起降的先进机型,以满足美国军方在战场灵活性和机动性上的迫切需求。贝尔公司作为航空业巨头,凭借丰富的研发经验和创新动力,脱颖而出,成功进入该竞赛的第二阶段——设计细化与飞机建造。贝尔此次参赛的核心技术是其独有的“Stop/Fold”(停止/折叠)动力系统,这一设计使得传统倾转旋翼机的旋翼能够在高速飞行时折叠进入发动机外壳,实现飞机姿态从旋翼机向固定翼飞机的无缝转换。该技术的最大优势在于不仅继承了倾转旋翼机的垂直起降能力,还能够通过“折叠”模式极大地提升飞行速度和效率,突破了传统倾转旋翼机速度限制。
贝尔公司已经花费超过十年的时间研究和完善这一技术,并在2017年为其申请相关专利。随着技术成熟,贝尔在2023年进行了早期版本的停止/折叠旋翼系统的滑动测试,为后续飞行测试奠定了坚实基础。贝尔的竞争对手博音旗下的Aurora Flight Sciences,也设计了独特的混合机翼设计,采用内部旋翼风扇技术进行垂直升力的产生。但DARPA最终只选择了贝尔进入下一阶段,可见贝尔技术路线更符合科研机构对性能和可操作性的预期。未来,贝尔将在2027年完成X型飞行器样机的组装,并计划于2028年开展实际的飞行测试。该计划依照既定时间节点推进,如果飞行测试顺利,将成为垂直起降高速机型中的里程碑,推动军方装备的更新换代。
此次研发的目标飞行速度设定在400至450节(约740至830公里每小时),远超目前正在服役的MV-280倾转旋翼机的巡航速度280节。以此速度,贝尔的高速垂直起降机将在战场投送和战术打击领域大幅提升任务效率和响应能力。除速度优势外,停止/折叠技术的旋翼折叠方式有效减少了机翼和旋翼的空气阻力,提高了飞行稳定性和燃油经济性。贝尔公司工程副总裁杰森·赫斯特指出,这一X型机型首次将停止/折叠技术实际运用于飞行试验平台,体现了贝尔公司90年研发经验的积累成果。此次SPRINT项目不仅是技术展示,更对未来军事航空平台构想产生深远影响。美军多支特种作战部队参与推动此技术发展,希望借助新型高速垂直起降机,加强战场快速部署和机动火力投送。
虽然目前仍在研发和测试阶段,且尚未确定未来采购数量,但贝尔的技术突破无疑为未来垂直起降飞机的设计树立了新标杆。同时,贝尔公司自主投入了大量资金支持停止/折叠技术研发,显示其对未来高速垂直起降市场的战略信心。该技术后来获得了美国空军研究实验室的开发资金支持,进一步加速其走向实用化进程。除了军用领域,该项技术的成熟亦有望推动未来民用垂直起降航空的发展,助力实现城市空中交通和快速点对点运输的新愿景。与传统倾转旋翼不同的是,贝尔的设计允许旋翼在高速飞行时完全停止并折叠,为机体减阻,实现接近固定翼飞机的飞行性能。该创新模式同时保障垂直起降和高效巡航,实现飞行时空的最大化利用。
技术挑战集中在旋翼折叠机制的可靠性、转换过程的平稳性及飞行控制系统的高度集成。为此,贝尔通过风洞实验和滑动地面测试,逐步验证了设计的可行性和安全性。DARPA未来将视飞行测试结果决定是否进入项目第三阶段,后者将全面进行性能评估和实际作战适应性测试。眼下,造机和地面试验阶段的开始,标志着该项目已迈入关键研发环节。随着各项指标达到预期,贝尔的高速垂直起降机可能成为军方未来快速反应与投送的主力平台。整体而言,贝尔公司在高速垂直起降技术上的持续投入和创新,为美国军工航空技术发展树立了典范。
通过融合传统倾转旋翼与现代喷气推进技术的突破性设计,贝尔不仅满足了军方对速度和机动性的双重需求,也强化了美国在高新航空领域的技术竞争力。未来数年内,随着SPRINT项目的深入推进和飞行验证,贝尔的停止/折叠高速垂直起降机很可能引领行业进入全新的发展阶段,推动垂直起降飞机走向更高速度、更广作战半径和更强实战能力的新纪元。