作者：丁尹 出品：旋翼飛行器
弁言
很多人都未能認識在尖端武器裝備的探索中“失敗”的價值所在，不少人甚至於希望項目管理者簽下“軍令狀”，要做到“只許成功，不許失敗”。事實上，沒有失敗，哪有成功？在絕大部分的成功背後，都有無數的失敗在支撐著它們。
正是這一次次失敗，鋪墊了邁向成功之路的基石；正是這一次次失敗，讓探索者避開了荊棘和沼澤；正式這一次次失敗，才成就了未來。
在西科斯基探索下一代高速型先進直升機的路途上，他們嘗試過很多概念，這些概念絕大多數都失敗了，失敗者甚至連登場的機會都沒有，但是，這些失敗帶來經驗教訓的積累和技術的底蘊，最終成就了性能卓越的黑鷹系列通用直升機和種馬系列重型直升機。
這些概念直升機從未登上歷史舞臺，但是卻依舊在成就西科斯基公司中發揮了不可或缺的作用。本文就將介紹西科斯基在探索高速直升機概念過程中的失敗設計方案，與諸君共賞。
*注：本文的內容在某種程度上是對西科斯基針對“前行槳葉概念複合式直升機”的早期探索內容的拓展和延續，搭配兩篇前期內容一起食用，口感最佳，傳送門如下：
問題是發展的第一驅動力
技術的發展往往是跟隨著問題的腳步而前進的，因此，我們首先要談到的是西科斯基在探索高速型複合式直升機過程中碰到的幾個主要問題。
動力傳動系統存在的問題：作為一型概念驗證機，西科斯基在其前行槳葉概念技術（ABC；Advancing Blade Rotor）驗證飛行器——XH-59A——的設計過程中，採用了許多“折中”的方案來節約經費成本。其中最主要就體現在：主旋翼系統和輔助推進系統各自使用單獨的發動機系統來提供動力，這樣做的最大好處就是可以大幅簡化機身內部傳動系統的設計和製造工作，以便於快速打造原型機。但這樣重量成本和燃油消耗都會比較高，並且會降低多個子系統之間的協同運作效率，因此在西科斯基的後續設計中，最終還是採用了同一套推進裝置來同時驅動主旋翼系統和輔助推進螺旋槳或涵道風扇系統。
槳葉製造的生產工藝水平：在當時的工業製造水平下，對成本控制而言，旋翼槳葉所需要的整體鈦樑還是一個大頭。不過就時間節點而言，複合材料工藝技術已經到達了突破的邊緣，很快工廠將可以生產出更高質量的槳葉——這些槳葉將幾乎可以打造成任意形狀、其耗費的成本也將大幅降低、其重量則會顯著減輕。
旋翼振動水平：在項目的後期，研發團隊都認為旋翼系統的振動特性太高了，已經超出了臨界值，因此該原型機幾乎是沒可能投入生產的。不過研究工作顯示，四葉槳旋翼將會顯著降低旋翼系統的振動水平。此外，在當時，高階諧波控制技術也得到了長足的發展，並得到了航空工業界的關注，許多研究人員都認為該技術將對前行槳葉概念旋翼的振動控制大有助益。
圖——西科斯基的一種涵道尾推複合式概念直升機
發現問題，解決問題
為了克服這些缺點，1982年的時候，西科斯基主動向美國陸軍提交了一份XH-59複合式直升機改進方案的建議書，該型方案被西科斯基公司成為XH-59B。該型概念飛行器的設計特點主要有：
- 採用了一整套集成的推進系統，該系統配備了兩臺通用電氣的T700-GE-700 型發動機，以此來驅動主旋翼系統和涵道式推進螺旋槳系統；
- 採用了複合材料打造的旋翼系統（使用柔性樑代替了變距軸承），以此來取代用XH-59A型複合式直升機旋翼系統中用笨重的整體鈦打造的槳葉；
- 研製團隊對三葉槳好還是四葉槳更好進行了深入的研究，最後權衡利弊之後還是採用了三葉槳旋翼系統；
- 6.5英尺直徑的涵道式尾部推進螺旋槳系統被佈置在了旋翼的下方來最小化整個飛行器的尺寸。
不過儘管西科斯基的研製團隊在XH-59B的改進中提出了不少實實在在且可行的解決方案，但是該建議書最終還是沒有被採納，因為當時西科斯基和美國陸軍都有“更重要的事情要做”。
圖——西科斯基公司提出的XH-59B概念
除了XH-59系列之外，西科斯基還基於前行槳葉概念技術進行了不少其他概念設計。在美國陸軍提出通用戰術運輸系統之後（UTTAS），西科斯基公司就以此提出了一種基於ABC技術的設計方案。但是該方案有個顯著的缺點——剛性共軸雙旋翼的設計大大提升了該機的整體高度——過高的高度導致該機無法裝入美國陸軍當時的C-130/141運輸機，而通過該運輸機進行運輸是美國陸軍對於UTTAS計劃的門檻要求。當然，更重要的是，ABC技術成熟度尚且不夠，美國陸軍不希望冒險採用一種不成熟的技術來打造UTTAS飛行器。所以最後中標的仍然還是常規構型的直升機——UH-60黑鷹直升機，終究是被西科斯基拿下了。
圖——西科斯基基於ABC技術的輕型攻擊直升機概念設計
三十年後，隨著工業技術的發展，旋翼槳葉結構、外形和翼型設計、振動控制、推進系統集成、先進複合材料技術、電傳操縱飛行控制系統等技術領域取得了長足的發展，西科斯基再一次拿起了前行槳葉概念技術，並將其應用在X-2高速型複合式直升機的研製中，終於大獲成功。2011年，X-2型複合式直升機達到了250節（460千米/時）的前飛速度突破，同時，該機還保留有近似或者超越常規直升機低速性能。
主要憑藉其在高速能力方面的突破，西科斯基的X2獲得了2010年的Collier獎項，這標誌著高速型直升機的速度、機動性和實用性得到了真正的認可。到2015年，基於X2技術的西科斯基S-97完成首飛，再一次把ABC技術推向了更高點，到了今年，西科斯基和波音聯合打造的SB>1試飛成功，則更是ABC技術邁向中型直升機領域的重要一步，未來，該項技術能否引領下一代複合式直升機的發展潮流，能夠更進一步邁向重型直升機？咱們拭目以待。
*注：美國的Collier獎每年頒發一次，主要獎勵那些“在美國航空航天領域取得偉大成就的飛行器”。
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