方方的航空小筑 08月20日
从V-22到V-280的进化
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本文深入探讨了从V-22到V-280设计上的关键演变——从倾转发动机转向倾转旋翼。文章作者提出,虽然普遍认为此举是为了简化结构、提高可靠性并增强适应性,但作者认为本质在于传动效率的考量。在发动机功率受限时,传动效率更高的倾转发动机是必然选择,而V-280采用倾转旋翼布局,则得益于发动机技术、材料和工艺的进步,提高了关键部件的可靠性,使得更复杂的动力传输成为可能。文章还回顾了早期短垂起降飞机的设计,如VJ-101C、Do.31和VAK191B,以说明发动机推力对设计布局的影响。最后,文章分析了V-22的事故案例,并探讨了倾转旋翼布局是否能缓解部分设计问题,认为V-280的改变可能规避了V-22的离合器硬接合问题,但强调V-280的根本优化在于整体技术进步。

💡 传动效率是倾转发动机与倾转旋翼布局选择的关键考量:作者认为,当发动机功率不足时,传动效率更高的倾转发动机是设计师的首选。V-280从V-22的倾转发动机转向倾转旋翼,并非仅仅为了简化结构或提高可靠性,而是得益于发动机技术、材料和工艺的进步,使得更复杂的倾转旋翼布局成为可能,以实现更高的整体性能。

🚀 技术进步促使V-280采用更复杂的倾转旋翼布局:文章指出,V-280之所以能够采用倾转旋翼,是因为发动机功率的提升以及材料、工艺等关键部件可靠性的提高。这使得设计团队能够承受更复杂的动力传输系统,从而优化飞机的整体性能。

🕰️ 早期短垂起降飞机的设计反映了发动机推力限制:通过回顾上世纪50-60年代的短垂起降飞机,如VJ-101C、Do.31和VAK191B,文章说明了在发动机推力不足的情况下,设计会倾向于倾转发动机或需要额外的升力发动机来辅助起降,这与V-280的设计选择形成了对比。

⚠️ V-280的倾转旋翼布局可能缓解V-22部分安全隐患:文章分析了V-22的事故案例,并认为V-280的倾转旋翼布局和动力传动方式的改变,有可能规避V-22出现的离合器硬接合导致单侧旋翼失效的故障,从而提高飞机的安全性。

🌟 V-280的本质是V-22的全面技术升级:作者总结认为,V-280并非简单地从倾转发动机改为倾转旋翼,而是整体技术进步的体现。发动机技术、材料技术和飞控技术的提升,共同促成了V-280在性能和可靠性上的优化,倾转旋翼布局只是这种优化的一个表象。

原创 航空小筑 2025-08-19 23:06 广东

        从V-22到V-280,设计上最大的变化自然是从倾转发动机演变到倾转旋翼。对于这一演变,目前看到的最普遍的说法是:简化了结构,提高了可靠性,增强了对甲板/地面的适应性(发动机喷流烧蚀)。不过,个人对此有些不同的看法。

        倾转发动机还是倾转旋翼,本质并无不同,都是为了改变旋翼拉力轴向。前者通过改变发动机倾角来实现,不涉及旋翼主轴,因此省掉了更复杂的等角速万向节,传动效率更高。换句话说,当发动机功率不够大时,选择传动效率更高的模式,减少动力传输损耗,就成了设计师必然的选择。对比一下V-22和V-280的发动机,这一点很明显。至于说到发动机喷流烧蚀地面的问题,这是倾转发动机布局必然的结果,但不是致命的结果。设计团队明知这个结果而选择倾转发动机,只能说明在需求权重方面是传动效率优先。

        所以应该反过来说:在发动机功率允许的情况下,材料、工艺的进步提高了关键部件的可靠性,使得V-280选择功率传输更复杂的倾转旋翼布局成为可能。

        这类例子,在上个世纪50-60年代的短垂起降飞机中就有。比如采用倾转发动机布局的VJ-101C,如此设计的根本原因就是发动机推力不够。

        而以飞马推力矢量发动机为基础的短垂起降飞机,本质上和倾转旋翼飞机是一类——都是改变拉力/推力轴向,代价就是发动机功率/推力损失。这个比较典型的就是Do.31。主动力是两台飞马发动机,垂直起飞时推力不足,所以翼尖吊舱里面还各放一组升力发动机。

        另一个例子则是VAK191BFw.1262),看起来非常像鹞式,但为了更大的起飞重量,在飞马发动机前后各塞一台升力发动机。

        关于安全性的问题:

        V-22到23年8月为止的15次事故及总结分类

        还要加上23年11月29日,因材料工艺问题坠毁,这个也属于设计问题。

        在以上6个设计问题中,有哪些可以因为改为倾转旋翼布局而得到解决或缓解的?个人看法,只有22年加利福尼亚那次离合器硬接合能挂上钩。

    严格来说,离合器硬接合不是倾转发动机的问题。按官方说法,由于未知原因,当V-22单发停车或动力负载加大时有可能会出现这个故障。故障发生时,离合器会瞬间从连接发动机和螺旋桨转子变速箱的位置滑出,然后重新接合。虽然离合器脱开时间很短,可能就几十毫秒,但发动机或变速箱或动力传输系统的重要部件可能会被打坏,而对应的旋翼瞬间失去动力——对于V-22这种并列双旋翼布局,单侧旋翼失去升力最要命,飞机瞬间失衡,无法挽救。V-22在设计上就是力求避免这种情况,所以设计了动力传动轴来将单侧发动机动力传输到两侧旋翼。但离合器脱开的故障,导致这个设计没能起到作用。

        V-280采用倾转旋翼布局,动力传动方式和路线较之V-22有了改变,所以有可能避开离合器硬接合这个坑——也就是可能而已。

        就个人看法,本质上V-280是V-22的改进优化型,其优化基础在于发动机技术、材料技术、飞控技术的进步带来的性能、可靠性提升,改为倾转旋翼布局只是表象而已。

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