贝尔方案获得美军重大项目合同，螺旋桨与喷气发动机的“混动时代”即将重现？

根据《防务要闻》等媒体的报道，美国国防高级研究计划局（DARPA）近期宣布，“速度与跑道独立技术”（SPRINTX）演示项目竞标已经结束，贝尔公司淘汰了美国极光飞行科学公司，成为进入项目第二阶段（原型机设计制造与地面测试取证）的唯一供应商。

贝尔公司的HSVTOL方案概念图，能看出明显的隐身设计元素。

该项目试图研发一种最大飞行速度达到400至450节（约740至840千米/时）、接近V-22“鱼鹰”两倍速度的新型垂直起降飞行器，该飞行器还能在未铺装的恶劣地表完成起降，并能实现悬停。根据DARPA公布的预算文件，该项目在2026财年的拨款为5520万美元。如果进度顺利，原型机将在2027年完成制造，并在2028年进行飞行测试。

贝尔德事隆从2023年9月开始展开了基于高速滑橇的动力系统相关测试。

贝尔在该项目中的胜出并不令人意外。在参与竞争的四个方案中，贝尔公司的方案在两个方面拥有非常显著的优势：

一是技术成熟度。贝尔公司作为V-22和V-280等机型的研发者，是四方竞争者中唯一具备高速垂直起降飞行器实际研发经验的厂商，其方案与V-22、V-280在动力和控制等设计上具有明显的继承发展关系，而且从2023年就开始了全新高速倾转动力系统实际试验。其余三家的方案此前均无类似的实用化型号设计。

二是设计层面上，只有贝尔的方案采用了大直径旋翼作为垂直起降的升力来源。虽然这使其在隐身潜力上要付出明显代价，不如极光飞行科学公司容纳在飞翼布局内的升力风扇设计。但由于面积上的优势，只有贝尔方案在垂直起降，尤其是悬停的性能潜力上是最接近传统直升机的，而且方案的可信度非常高。F-35B基于飞行原理形成的垂直起降和悬停能力局限性，可以近似的作为对极光方案的参照对比物。

最终，尽管贝尔的方案在隐身和高速潜力上不及极光科学公司的方案，却是综合竞争力最强的方案，并最终胜出。

贝尔公司最新设计的倾转旋翼机V-280，最大速度可达300节（约556千米/时）

与V-22和V-280相比，在SPRINTX项目上，贝尔公司面临的最大挑战是飞行极速需要近乎翻倍提升的要求。

倾转旋翼机的旋翼虽然在水平飞行模式下是作为推进螺旋桨使用的，但基于尺寸和飞行控制等一系列因素的限制，倾转旋翼机在高速飞行下比螺旋桨飞机在刚度和气动弹性等领域面对的挑战更大。比如由贝尔主导了基础设计的AW-609倾转旋翼机，就由于2015年542千米/时大速度试飞中旋翼气动弹性问题导致了解体事故，结果就是，其最大飞行速度被限制到509千米/时。

贝尔SPRINT X方案的垂直起降状态

为了满足SPRINTX项目的速度要求，贝尔选择了混合式的推进原理。在高速飞行状态，旋翼将会向后折叠以最大程度地降低阻力，而推进动力则由喷气式发动机提供。目前贝尔公司只公布了少量的方案概念展示，从机身带有额外的进气口来看，高速推进发动机被布置在机身内部。在概念展示中，同时出现了至少三种进气道布局，包括背负式进气、两侧上方、两侧下方，目前还不清楚真正会被采用的设计是哪一种。但如果能满足机动飞行所要求的进气可靠性，背负式进气道理论上将会拥有最好的隐身潜力。

B-36“十擎混动”

事实上，螺旋桨/喷气混合动力设计的飞行器并不是全新的产物，其在20世纪40—50年代曾备受重视，并产生了不少设计方案，但除了美国B-36轰炸机（D型开始）和P-2反潜机（P2V-5F开始）两个型号外，这些飞机基本都没有获得实用化。其中，B-36在20世纪50年代末被全面淘汰，只有P-2坚持到了20世纪70年代。

如今，除了航空考古爱好者外，相关型号的历史已少为人知。

这种现象的原因并不难理解。发动机是飞机上原理和结构最为复杂、工况最恶劣的机载系统，而且牵涉到大量的油气管路和信号电力线缆分布，也是飞机在安全性、可靠性和维护性等领域保持一定水平的核心难点。

同时使用多种不同类型的发动机，会在各种层面上都大幅度提高飞机的使用难度和成本。尤其是早期的航空发动机本身就不成熟，不仅性能指标较低，可靠性也差，维护难度还特别高。

B-36很快退役的原因之一，就是其6螺旋桨4喷气动力的设计在实际使用中故障高发，并酿成了大量事故。该机经常从“6个旋转，4个燃烧”，变成“两个转动，两个燃烧，两个冒烟，两个窒息，另外两个下落不明”。

随着发动机技术的成熟，特别是涡扇设计的成功实用化，喷气式飞机的起降性能和中低速油耗得到了巨大的改善，螺旋桨动力被有高亚声速飞行需求的飞机在主流设计中抛弃，就成为不可避免的结局。

极光公司的“扇翼”方案概念图。在面积有限的机身内置升力风扇，其实不足以为机体提供足够的垂直升力。

但在SPRINTX这样的项目中，动力选择上的矛盾性又接近到了20世纪40—50年代的时代背景：它需要两种截然不同的动力特性，而且在现有的理论和技术框架下，无法由同一种发动机来实现。这促成了旋翼/螺旋桨与喷气式推进组成的混合推进方案，再次被飞机总体设计所需要。

总体上来看，这种混合式推进方案的发展前景与它的前辈并不相同。在应用的广泛性上，它不会被应用在同时要求垂直起降和较高飞行速度要求之外的飞机类型上，不会像它的前辈那样被同时尝试应用在战略轰炸机、反潜机、战斗机、攻击机等多种机型，尤其是主力作战机型上。它只会应用在针对特定用途的飞行器上——比如用于远程高速投放特种作战力量，总装备量不会很高。民用市场上很少有客户，会对于垂直起降飞行器的远程高速性能有特别高的要求，并愿意支付非常高的采购和运营成本。

从技术路线的实用寿命来说，该型号应该会比它的前辈要长寿很多。一方面，现代航空发动机的可靠性和维护性已得到大幅提升，同时维护两种发动机的难度已经大幅度降低，在实用中可以接受。另一方面，常见的非旋翼垂直升力方案，包括升力风扇、矢量喷口，都无法提供与大直径旋翼接近的垂直起降和悬停性能，这使得保留旋翼成为了SPRINTX类飞行器设计中的佼佼者。

从目前来看，贝尔的方案具备较高的技术成熟度和可行性。在接下来的飞行测试中，如果它能表现出较好的实际综合性能，那么它将对类似需求的其他型号起到显著的参考作用，这有可能代表着螺旋桨/喷气混动时代的真正来临。（候知健）