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FARA計劃由美國陸軍于2018年發起,目的是開發貝爾OH-58基奧瓦偵察直升機的后繼機,并以此作為“未來垂直起降”計劃(FVL)的一部分,也是美國陸軍未來多域戰能力提升的一部分。
按計劃,FARA計劃將在今年(2020年)3月份選定兩方公司,由其開發兩種原型機并開展競爭性項目開發。原型機開發共分四個階段,而原型機計劃在2023年首飛。
目前,共有5方公司或合作伙伴參與原型機競標項目,且候選項目設計合同已于2019年4月授予這5方制造商,5方公司當前均已發布各自設計方案,分別是:卡瑞姆飛機公司(Karem Aircraft),競標機型:AR40,三葉片主旋翼加旋轉尾翼;AVX飛機公司和L3技術公司(AVX Aircraft and L3 Technologies),競標機型:復合共軸直升機(CCH)設計;西科斯基公司(Sikorsky),競標機型:RAIDER X,復合共軸直升機設計;貝爾德事隆公司(Bell Textron),競標機型:貝爾360 Invictus,水平固定翼加旋轉主翼;波音公司(Boeing),競標機型:波音FARA,推力復合式單主旋翼直升機,具有六葉片旋翼系統。
從所有設計方案分析,競標方案所呈現出的共性特征包括:經濟可承受性、高可靠性、高機動性和高生存力。未來攻擊直升機的特征很有可能要包含這些共性特征。至于個性和究竟誰的方案更勝一籌,請關注下文進行分析。
受疫情影響,美國波音公司近期已經響應政府等機構的政策制定了相關防疫措施,并對航空工業及公司受疫情影響程度進行了評估和關注,發布了相關聲明。
關于美國陸軍的“未來攻擊偵察直升機”(FARA)計劃,2020年3月3日,波音公司在疫情來臨之際,終于正式公布了其競標機型最新設計方案,包括直升機結構及航空電子系統等的方案。至此,美國陸軍FARA計劃的所有公司競標機型均已公之于眾。此前,其他幾家競標公司均已陸續公布各自設計方案。而波音公司此前遲遲不肯公布自己的方案,據有關消息稱是其擔心方案如果盡早公布,可能會因此而形成不利競爭,從而給自己在成本和性能方面造成困擾并削弱自身競爭力。而此次波音正式公布設計方案,是否意味著像媒體之前披露的信息那樣,波音將有望成為美國陸軍FARA兩種原型機方案競標商之一,這還有待我們進一步關注。
“未來攻擊偵察直升機”計劃由美國陸軍于2018年發起,目的是開發貝爾OH-58基奧瓦偵察直升機的后繼機,并以此作為美國陸軍“未來垂直起降”計劃(FVL)的一部分。FARA計劃的候選項目設計合同已于2019年4月授予5家制造商,包括:美國卡瑞姆飛機公司(Karem Aircraft),美國AVX飛機公司(與 L3Harris技術公司--LHX合作),西科斯基飛機公司(洛馬公司旗下),貝爾德事隆公司(德事隆公司旗下)和波音公司。按計劃,作為第二階段的啟動,美國陸軍將在2020年3月在這5個競標方中選出兩家開展原型設計,而原型機計劃于2023年首飛。但照當前疫情發展態勢,該計劃時間線極有可能向后拉長。
一、五方競標商設計方案公布時間線
2017年,美國陸軍退役了最后一架“基奧瓦”偵察直升機,至此,“基奧瓦”列裝已近50年。
美國陸軍尚無專用武裝偵察直升機來取代“基奧瓦”,且3次尋找后繼機的嘗試均被取消。最終,美陸軍對“阿帕奇”坦克殺手作了改型,但其武裝偵察角色并不理想,且使用成本更高。
為此,在2018年,陸軍開始了第四次尋找“基奧瓦”后繼機的嘗試,并將其稱為未來攻擊偵察機(FARA)計劃。為正式列裝該機,陸軍稱將可能需要10年解決相關問題,但周期似乎太長,有意壓縮開發計劃時程。
2018年6月22日,美國陸軍發布FARA CP(未來攻擊偵察直升機競標原型)項目公告。根據公告,該項目旨在設計、制造和測試適應作戰環境的技術成熟的直升機,要能通過可靠的設計、延長的免維修期、先進的協同和自主能力,來減少認知工作負荷,加快作戰節奏。新的攻擊偵察直升機將和無人系統相結合,成為綜合防空體系(IADS)的核心部分,在多域戰場中提供自由的機動能力。
2018年10月3日,美國陸軍正式啟動FARA的原型機競標項目,并將該項目分為四個階段(原型機制造項目四階段),并計劃2022年1月前制造出試驗樣機:第一階段,計劃在2019年6月授予四至六份研發合同,讓各家公司用九個月的時間提供初步設計方案。第二階段,選擇兩個或者更多的設計方案,選定的設計方案進入詳細設計階段,并在2020年11月進行最終設計和風險評估。第三階段,競標團隊花費兩年時間來制造原型機,并進行子系統測試,最終在2022年11月進行首次飛行,之后原型機交付給美國陸軍進行性能測試和機動性評估。在該階段,美國陸軍將評估競標者是否成功完成了原型機項目,并選擇一個競標方案進入后續全系統集成、鑒定和生產階段。第四階段,確定一個競標方案,開始進入后續全系統集成、鑒定和生產階段。
2019年4月23日,美國陸軍宣布授予5個團隊合同,要求這5個團隊將進行為期10個月的設計工作,并在2020年2月選擇2個團隊進行下一步的研制工作,最終的獲勝者將在2028年進行FARA的低速生產,但并未公布第一支FARA部隊將在何時服役。
貝爾德事隆公司,據2019年4月19日消息,貝爾計劃以民用貝爾525直升機為基礎,設計一款未來FARA直升機。該款新型旋翼機為貝爾360 Invictus。
卡瑞姆飛機公司,據2019年7月1日的有關消息,卡瑞姆公司同諾格和雷神將聯合執行一份價值7.38億美元的合同(2019年4月美陸軍授予卡瑞姆公司),為美國陸軍研發FARA CP。卡瑞姆將提供其最優轉速傾轉旋翼(OSTR)技術,諾格提供載人和無人軍用飛機研發、系統集成、生產和保障方面的專業技術,雷神則提供系統架構、任務設備和武器能力方面的技術知識。2019年10月,卡瑞姆公司推出AR-40高速直升機設計方案。
西科斯基公司,2019年10月14日,該公司推出RAIDER X 設計方案。2020年2月19日,西科斯基公司FARA項目主管Tim Malia公司決定參與競爭美國陸軍FARA項目,目前已啟動合同規定的研發資金,正在為其制造Raider X同軸直升機。該原型機預計將于2022財年第四季度開始飛行測試,將持續到2023年。而預計將于2024財年進入工程和制造開發階段。
波音公司,2020年3月3日,公司公布波音FARA設計方案,包括主結構和航電系統等方案。
AVX與L3聯合團隊,據2019年4月16日消息,該聯合團隊推出復合共軸直升機(CCH)設計方案。據相關消息,2020年3月9日,該團隊正式公布其競標設計方案。
二、FARA計劃的五種競標設計方案詳情
1、貝爾德事?。贺悹?60 Invictus,水平固定翼加旋轉主翼
德事隆公司旗下的貝爾德事隆公司將其開發的一款新型旋翼機貝爾360 Invictus,作為該公司參加美國陸軍FARA計劃的競爭性原型機(CP)競爭參與者。
貝爾360 Invictus原型
貝爾公司在該機上的創新設計方法是將成熟的低風險技術與先進過程相結合,打造一種價格合理、敏捷且殺傷力強的解決方案。貝爾認為該機將符合或超過FARA計劃合同規定的所有要求。貝爾軍事業務執行副總裁文斯?托賓稱,貝爾360將可提供先進的戰場態勢感知能力其團隊將提供一種功能強大、低風險的解決方案,以滿足機隊發展的可持續性運營要求。貝爾360也將采用經過驗證的技術來實現優異的性能,且經濟可承受。其技術將基于已經過驗證的貝爾525的不間斷轉子系統技術。
貝爾360的一些關鍵性能/功能包括:升力分擔水平固定翼可減少旋翼在前向飛行中的升力負擔,從而實現高速機動性。補充動力裝置可在高功率需求時提高性能。主旋翼具有高旋轉能力可實現高速飛行。線傳飛控系統綜合技術可減少飛行員的工作負擔并提供自主飛行能力。速度超過342千米/小時(185節)。作戰半徑達250千米(135海里),飛行時間可超90分鐘。實現4k / 95F懸停地面效應??膳鋫?0毫米口徑航炮、可整合空射效果的綜合彈藥發射器、未來武器以及當前的列裝彈藥。可提供增強的態勢感知和傳感器技術。采用柯林斯航空航天公司的數字骨干網支持模塊化開放系統方法(MOSA)。其設計盡可能集成了生命周期過程支持功能,可確保多域作戰中高作戰節奏(OPTEMPO)的可用性。采用設計制造一體化制造模型和數字線程工具,可提高飛機整個生命周期的經濟可承受性、可靠性和培訓保障。
2、卡瑞姆飛機:AR40高速直升機,三葉片主旋翼加旋轉尾翼
卡瑞姆AR40原型
卡瑞姆飛機公司FARA計劃的設計愿景是AR40。在AR40的開發方面,諾格、雷神公司與卡瑞姆公司進行了合作。卡瑞姆主導著該機型的設計和原型制造過程,并提供其專業的旋翼及驅動技術。諾格公司提供生產和產品支持,以及航空電子專業知識。雷神公司是任務系統集成商和模塊化開放系統架構師。
AR40具有一個三葉片主旋翼,并帶有旋轉尾翼。AR40的翼展為12.2米(40英尺),比一般直升機的11米主旋翼直徑寬。機翼可提供飛機的大部分升力,并在直升機下降或上升期間向上傾斜,以使其垂直飛行時具有更好的氣動性。AR40具有一個三葉片主旋翼,該主旋翼采用了卡瑞姆公司的“最優速度轉子”技術,而該技術最初由美國陸軍研究基金開發,旨在為垂直或水平飛行中的傾轉旋翼提供最佳效率。卡瑞姆公司的FARA項目負責人 湯姆斯?伯格稱,該系統將用于控制每個葉片的旋轉,而不是像傳統的十字盤系統那樣強迫葉片一致運動。其稱,這使我們能夠塑造圍繞方位角的刀片路徑軌跡,有可能獲得更好的性能,更好的聲學效果,更好的可靠性和自動跟蹤能力。AR40的可旋轉尾翼在向前飛行時向后傾斜,以用作推進螺旋槳。卡瑞姆公司表示,AR40的垂直穩定器可補償來自主旋翼葉片的扭矩。旋轉尾翼將可使直升機進行低速狀態下的靈敏機動。
卡瑞姆公司認為,AR40應能夠超過美國陸軍的333公里/小時(約合180海里)最大速度要求,而達到407公里/小時(約合220海里)。
3、西科斯基:RAIDER X,復合共軸直升機
RAIDER X原型
洛馬旗下西科斯基公司的FARA計劃競爭機型為RAIDER X。該機設計理念為一種敏捷、致命性和生存力強的復合共軸直升機,專用于確保垂直起降優勢以對付未來戰場上不斷發展的對手和臨近威脅。它可快速開發和交付可改變游戲規則的技術和作戰功能,可提供未來作戰勝利所需的可達性、保護能力和殺傷力。公司執行副總裁弗朗克St.約翰稱,該機融合了其多年來在X2方面的技術開發、測試和改進中的經驗,為作戰人員提供了一種占主導地位的、生存力強的智能系統。RAIDER X也借鑒了洛馬公司在使用最新數字設計和制造技術開發創新系統方面的廣泛專業知識。RAIDER X的主要特點包括:
卓越的性能,借鑒了X2的旋翼性能,包括高響應性的機動性,增強的低速懸停、離軸懸停以及水平加速和制動性能。敏捷數字設計,借鑒洛馬公司在CH-53K、CH-148等使用的先進數字設計和制造技術,可使陸軍在降低采購成本的同時實現快速和經濟可承受的升級改進,以應對不斷發展的威脅。適應性,基于現代開放系統架構(MOSA)的航空電子設備和任務系統,可為計算、傳感器、生存力和武器提供“即插即用”選項,使殺傷力和生存力、作戰任務定制和競爭性采購受益??沙掷m性/可維護性,旨在通過利用新技術從例行維護和檢查轉變為自我監控和基于狀態的維護來降低飛機的運營成本,這將提升飛機的可用性,減少維護頻度,并實現靈活的維護作業時間。升級/任務靈活性:面對未來和不斷發展的威脅,所借鑒的X2復合共軸技術可提供無與倫比的潛力和增長余地,以提高平臺的速度、作戰半徑和有效載荷。這種潛力和增長余量進一步提高了作戰任務的靈活性,其中包括適應特定任務要求的更廣泛的飛機配置和承載能力。
X2成熟技術包括可擴展、可持續、經濟可承受性,而西科斯基公司憑借RAIDER X項目將X2的這些最新設計特性公之于眾。X2技術和RAIDER X項目完全由西科斯基公司開發,洛馬公司為其提供資金支持。迄今為止,X2已經實現或展示了以下一些特性:速度超過了463千米/小時(250節);超過9000英尺的高空作業;低速和高速的機動傾角超過60度;多飛行員驗證的ADS-33B(航空設計標準)一級操作品質;飛行控制的優化和減震性能。
4、波音公司:波音FARA,推力復合式單主旋翼直升機
波音FARA原型
美國波音公司正在為美國陸軍提供一種靈活的、完全集成的、專門為未來攻擊偵察機(FARA)原型機設計的系統,可暫稱為波音FARA。波音FARA旨在滿足陸軍當前的任務需求,同時隨著技術和任務的變化而發展。推力復合式單主旋翼直升機具有六葉片旋翼系統,單引擎,雙座座椅和模塊化的先進駕駛艙,具有可重新配置的大面積顯示和自主功能。波音負責人稱提供的也是經濟可承受的集成系統,且采用成熟技術和先進分析相結合的方案。采用超過65年的旋翼線控飛行設計,采用經過驗證的增材制造技術。波音將通過該原型設計為陸軍提供遠程精確射擊和空射特效。
5、AVX飛機公司和L3技術聯合團隊:CCH原型,復合共軸直升機
AVX和L3技術公司合作的CCH原型
2020年3月9日,AVX飛機公司和L3技術公司公布了他們合作創新的復合共軸直升機(CCH)設計,該設計正在競爭美國陸軍FARA計劃的競爭性原型機(CP)項目的第一階段合同。
設計者認為,該設計方案將憑借高性能和可生存能力超越FARA偵察和輕型攻擊任務要求,170%的滿足強制性要求。CCH將提供很好的性價比和安全性,并且可在整個生命周期中需要更少的維護。主要特點包括:提供電傳操縱的并排座艙,針對飛行員效率進行了優化;雙涵道風扇可為高速操作和敏捷性提供正向和反向推力;基于現代開放系統架構(MOSA)的數字骨干網和航空電子系統;外形小巧,可通過手動折疊葉片和機翼來滿足C-17裝載和海軍DDG船上尺寸的限制;模塊化,可在美國陸軍所有功能集之間實現組件的重用和高度的系統通用性。
三、“未來攻擊偵察機”的可選特征分析
按照美國陸軍公告發布的要求,在研制和使用方面,FARA應具備成熟的技術、可靠的設計、經濟可承受性即低成本、短研制周期和低維護性等特征,在作戰應用方面應具備協同作戰和無人系統的指揮與控制能力、高機動性、低噪音等性能與功能。根據各研制商公布的設計方案,經濟可承受性、高可靠性、高機動性和高生存力等成為FARA要追求的顯著特征。
目前,FARA計劃正按原定時間進度開展,但已略顯進度滯后。隨著當前新冠肺炎疫情的快速發展,其對該計劃及相關項目進度的影響程度如何,將值得關注。
責任編輯;zl
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