“滚回绘图板”被淘汰的飞行器方案491
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“垂直喷气”
动力旋翼机复兴
在【冷门飞行器220】文尾，我提到初创公司亚当飞机公司曾经参与了一个美国国防部高级研发事业部DARPA的项目，本期来介绍下这个项目的细节。
“垂直喷气”
动力旋翼机（Gyrodynes）是比直升机更早的产品，动力旋翼机和直升机的不同之处在于其必须拥有独立推进系统，在其平飞旋翼并非由发动机直接驱动，而是自由旋转，升力由机翼提供。动力旋翼机（GyroPlane）和传统旋翼机的区别是，其起降阶段旋翼会获得一定程度的动力和操控通常是桨尖喷气这种不产生机身扭矩的方式，因此也不需要尾桨平衡扭矩。动力旋翼机在早期的直升机发展中占有一席之地，比如著名的英国费尔雷 Rotodyne。
Hawk 4
格伦兄弟航空公司（Groen Brothers Aviation，GBA）由大卫·格罗恩和他已故的兄弟杰伊·格罗恩于 1986 年在犹他州盐湖城创立。它最初致力于将直升机的操控组件融入旋翼机设计中。他们增加了类似直升机的旋翼俯仰控制，使飞机能够实现垂直起降，并在高速和低速下稳定飞行。
Hawk 4
格伦兄弟航空在80-90年代申请了大量专利并完成了几架验证机。1999 年 9 月，公司首飞了四座 Hawk 4 的活塞发动机旋翼原型机。升级涡轮发动机原型机于 2000 年 7 月首飞，搭载罗-罗 250 型 420 马力（313 千瓦）涡轮螺旋桨发动机，是世界上首架涡轮动力的旋翼机。
Hawk 4
格伦兄弟—亚当飞机—佐治亚理工—缩尺复合体—DARPA
2005 年 11 月，美国国防高级研究计划局 （DARPA）选拔了一个团队，设计一款用于战斗搜救的高速远程垂直起降直升机（VTOLGBA-DARPA）。该项目被 DARPA 命名为“Heliplane”，旨在实现现有直升机无法实现的经济性和性能目标。格伦兄弟航空与佐治亚理工 、亚当飞机工业和威廉姆斯国际合作，参与了该项目的第一阶段，该项目为期 15 个月，资金为 640 万美元。
格伦兄弟的方案是在亚当飞机公司的亚当-700喷气机基础上，设计一架动力旋翼机。亚当飞机公司当时联合缩尺复合体公司设计了民用全复合材料双引擎轻型飞机亚当A500，并在其基础上设计了喷气版本亚当A700。
亚当-A700
格伦兄弟的动力旋翼方案利用桨尖喷气加速度使旋翼实现垂直或超短起降（USTOL）的起飞和过渡飞行，然后切换到传统机翼和螺旋桨，旋翼进入自转状态。动力旋翼设计的悬停能力有限，但通过这种自转可以实现垂直起降，甚至无动力下也能垂直降落。
Skymaster 改装旋翼机
格伦兄弟的 Hawk 4 型号取得了一定成功。2005 年，GBA 参与了与其 GyroLifter 概念设计合同的联合重型运载概念设计合同，但未成功。该项目计划以洛克希德 C-130 机体和技术为基础——GBA 甚至通过剪断机翼并安装 Hawk 4 的旋翼，将一架塞斯纳 Skymaster 改装为旋翼机，以展示将现有飞机改装为动力旋翼机的概念。
Heliplane早期是三叶螺旋桨，后来增加到4叶
Heliplane
Heliplane
格伦兄弟 声称，短时间悬停/起飞时使用动力旋翼，前进推力使用主发动机，消除了直升机中许多成本、重量和复杂性，同时允许更高的前进速度，并从飞行中叶片自然自转带来额外的安全性能。这也使他们的设计在美国空军 CSAR-X/PRV 合同中具有一定吸引力。根据 DARPA 的计划，这种直升机演示机适合执行战斗搜救（CSAR）任务，拥有 400 英里/小时的巡航速度、1000 磅的有效载荷和 1000 英里的未加油航程。
在赢得了第一阶段合同后，美国空军也在考虑在 2006 财年内进行竞争，力求在 2006 年底前获得 PRV 合同。“Heliplane”还获得了 NASA 艾姆斯研究中心和美国陆军航空飞行动力学局的支持。DARPA 的项目经理唐·伍德伯里说 ：“我们把一个有着 40 年历史的概念复活起来了。”“我们将看看能否用“Heliplane”提升垂直起降技术，”他说，“如果我们在速度和效率上达到固定翼飞机相当的性能，我们将改变垂直起降的本质。这可能成为旋翼航空新时代的诞生。”
Heliplane
如果项目顺利进入后续阶段，格伦兄弟的样机预计于 2007 年 1 月完工。亚当飞机公司原本负责提供 A700 型号机身。但不幸的是，这家短命的公司很快倒闭。DARPA此时决定使用新设计机体而非改装机体更合适，这一变化促使项目组直接委托缩尺复合体公司制造机身，亚当的机身本来也是其设计的。
Heliplane
这些变故同样导致延期，主要承包商格伦兄弟最终也遇到了财务问题。尽管格伦兄弟获得了六个月第一阶段合同延长以研究其翼尖喷嘴设计，但在评估阶段未能达到项目的喷嘴喷气噪音目标。佐治亚理工原本计划在项目的第二阶段深度改进低噪音喷嘴。
佐治亚理工的低噪音喷嘴
格伦兄弟公司改进的喷嘴
格伦兄弟公司于 2009 年完成了项目第一阶段的工作，“Heliplane”项目未获得DARPA的进一步资金支持，DARPA的资金转向支持了其他更有前途的项目。
一个上单翼版本的方案
天空工坊
垂直喷气
2012 年 12 月，史蒂夫·G·斯蒂瓦诺维奇领导的团队收购格罗恩兄弟航空公司，成立了一家新的私营公司——格伦航空公司，此次收购以超过 2.1 亿美元的交易完成。格伦兄弟只保留了少数股权。收购不久之后，公司更名为天空工坊航空公司（Skyworks Aeronautics）。
垂直喷气 民用版
“Heliplane”仍然保持在公司的项目之中，只是换了个名字“VertiJet”垂直喷气。2019年，天空工坊公司宣布有意使用“垂直喷气”方案投标美国陆军未来攻击侦察直升机FARA项目，以及未来远程突击直升机（FLRAA）项目招标。
垂直喷气 军用版
垂直喷气基本上是“Heliplane”的复制，预计最高时速可达 400 英里/小时（644 公里/小时），是当前服役直升机的两到三倍，航程可达 1000 英里（1600 公里）。民用版本客舱可容纳 12 人，其中包括两名机组人员。同时，载重可达 450 公斤。
垂直喷气
军用版本追加了观察瞄准设备以及武器系统搭载能力，包括内置的20mm加特林机炮、翼下的四个挂架。能够执行多种任务，如战斗搜救（CSAR）、武装侦察、情报、监视角色，以及从岸上到海上军舰的物流货运任务。单价目标为 800 万美元
垂直喷气
在2019年传出天空工坊将再度和缩尺复合体公司合作建造原型机，预计在2021-2022年期间完成，而且这一次公司制作了精美的视频和宣传册。不过2020年FARA第一阶段的反馈来看垂直喷气并没有入选。同时天空工坊也没有进入FLRAA项目的原型机名单，预期的原型机也没影了。
垂直喷气
天空工坊并没有关闭这个项目，目前正在寻找其他国际合作伙伴，等待什么时候复活。@nordland 今日头条 原创首发
垂直喷气