主题：【原创】像鸟儿一样腾飞（一） -- 晨枫

倾转旋翼是倾转动力方案中最容易想到的，倾转螺旋桨可以算倾转旋翼的一个分支，但倾转旋翼在直升机状态时，机翼对旋翼的下洗气流的遮挡较大，而直升机状态是最需要把所有的推力全部发挥出来的时候。另外，由于旋翼和机翼的相对位置和角度的变化，旋翼-机翼的气动相互作用十分复杂，在至关重要的直升机-固定翼状态转换期间尤其如此。既然如此，何不换一个思路，将发动机固定安装在机翼上，而让机翼倾转呢？倾转机翼（tilt wing）的好处是较好地解决了下洗气流的遮挡问题和发动机-机翼的相互作用问题。但是世上没有免费的午餐。倾转机翼要倾转整个机翼，由于机翼是飞机产生升力的所在，而机体是承重的所在，机翼和机体连接部是飞机上最吃重的部位，现在这个最吃重的部位把所有应力全部集中到一个控制机翼倾转的铰链上，要保证最大的可靠性，机械设计上的难度可想而知。和倾转旋翼一样，理论上倾转机翼可以通过前后倾转机翼来实现俯仰控制，控制左右发动机的推力来实现横滚控制，用下洗气流作用在襟翼上来实现偏航控制，但倾转机翼太不灵敏，所以有时在机尾增加一个水平风扇，专门用于俯仰控制。这个水平风扇只在垂直起落和悬停状态时打开，在平飞状态时折起以减小阻力，在地面也折起，不妨碍使用尾门装卸人员和货物。由于在直升机状态下必须保证所有旋翼/螺旋桨的绝对同步，所有旋翼/螺旋桨之间必须用同步轴连接，但是机翼不是绝对刚性的，在气动力的作用下，总是有一定的挥舞，这样一来，机翼内的同步轴非常容易受到损坏，这是倾转机翼和倾转旋翼共有的一个问题。

Vertol 76（也称VZ-2）是倾转机翼的早期尝试之一

由于整个机翼可以倾转，VZ-2的平飞和普通固定翼飞机无异

但在机翼竖起来时，发动机推力向下，产生直接升力，而且机翼对发动机的下洗气流的遮挡很小

早期直升机界很活跃的Hiller也推出了X-18研究机，图中为地面演示机翼的倾转

除了倾转机翼的机构外，倾转机翼的机械结构相对简单，发动机刚性固定在机翼上，发动机气流和机翼的设计也相对简单

不知道是不是处于习惯的原因，直升机出身的公司大多走倾转旋翼的路子，固定翼出身的公司大多走倾转机翼的路子。50年代初，美国军方资助了很多垂直起落的研究项目，但基本上都是概念研究，离实战使用相差很远。59年军方根据一个咨询委员会的建议，启动一项旨在实用化的垂直起落飞机计划，特别要检验新飞机在实战条件下的，而且要适合三军（海军陆战队在50年代没有独立的采购计划，由海军代办）的需要，所以产生了三军联合的XC-142计划，LTV的Vought分布得标，Hiller和Ryan作为主要次级承包商，计划由空军主持。XC-142可以装载32名士兵，比30年后的V-22还多40%，四台发动机和5个螺旋桨（4个推进螺旋桨加一个机尾的姿态控制螺旋桨）全部交联，所以只有还有一台发动机在工作，5个螺旋桨都会转动，尽管可能动力不足。空军对XC-142作了大量的测试，包括空运、空投、沙漠、山地、航母、搜索救援、装载机动车辆等。XC-142最后还是坏在机械复杂性上，可靠性不够，而且机翼在35-80度倾转范围里，机翼像门板一样，受横风影响太大，发动机差动推力的控制不够灵敏。最大的抱怨是机翼倾转过程中，差动的辅翼有横滚控制变为偏航控制，而差动的发动机推力由偏航控制变为横滚控制，这不光是一个操作习惯的改变，还在机翼倾转的过程中，横滚控制和偏航控制交联，要求飞行员作大量复杂的补偿动作，工作量太大，而且机舱内噪音和振动太大，估计和在接近垂直状态而低速前进时，刚性的螺旋桨对非对称升力不作补偿，振动全传到机舱里了。XC-142在67年下马了。

早期倾转机翼发展得最远的还要数Vought Hiller Ryan三家合作的XC-142，美国军方对XC-142也寄予深望，空军、陆军和海军联合研制，这是XC-142之后又一个Tri-Service项目

XC-142起飞到平飞的过程

倾转机翼在垂直起飞和悬停时，竖起的巨大机翼形成“门板”效应，容易受低空阵风影响

作短距起飞时，机翼并不倾转到垂直，有趣的是，平尾也同步倾转，充分利用发动机下洗气流在地面造成的反弹，增强地面效应

XC-142在航母Bennington号上着舰试验

如果有合适的跑道，当然也可以正常滑跑起飞

加拿大Bombardier CL-84在试飞中

60年代德国航空工业专注于垂直/短距起落飞机，MBB的Bo-140是其中一个夭折的方案，其倾转机翼可以清楚地看见，MBB的全称为Messerschmitt Bolkow Blohm，包括前Messerschmitt和Bolkow的人马，Ludwig Bolkow是第一架实战的喷气式战斗机Me-262的总设计师

Bo-140还打算作为战术运输机，取代C-160“协同”

同时期的还有VFW VC-400，VFW的全称为Vereinigte Flugtechnische Werke，包括前Heinkel和Focke-Wulf的人马

倾转机翼的机械相当复杂，可靠性成问题。早期的X-18和XC-142用螺杆千斤顶控制机翼的倾转，动作平稳但是迟缓。经过30年的冬眠，倾转机翼近来有复苏的迹象。美国空军在寻找C-130的替代的过程中，从AMST开始，已经放弃了垂直起落的要求，现在只要求短剧起落。波音将倾转机翼的概念用于“先进战区运输机”（Advanced Theater Transport）计划的招标，利用倾转机翼和地面效应相结合产生的增升效果，来达到短剧起落。

倾转机翼经过30年的冬眠，现在又重新得到重视，这是波音的147型倾转机翼公务飞机

波音的雄心当然不止于小型公务飞机，波音投标美军“先进战区运输机”（Advanced Theater Transport，简称ATT）的方案就是倾转机翼

ATT只要求短距起落，而不强调垂直起落，不过波音的ATT形状怪异，被戏称为“超级大青蛙”（Super Frog）

要是没有心理准备，冷不防看见空中飞来这么一个怪东西，地面的敌人怕是惊得目瞪口呆，放枪也忘记了

洛克希德的ATT方案就要常规多了，虽然为隐身修形的机翼和V形尾比较新颖

洛克希德的另一个ATT方案就简直是F-22的运输机版了

意大利Agusta推出的ERICA计划不仅仅是又一个倾转旋翼的方案

ERICA的机翼外翼段倾转，使其介于倾转旋翼和倾转机翼之间，不过现在ERICA已经和Eurotilt合并了