主题：【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路（中） -- 空中吴钩

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美国陆军第七空中骑兵团第一营于1965年11月在越南德浪河谷进行过一次直升机机降作战。此战美军一个营450人对阵越南人民军第66团和33团一部共2,000人。越军这两个团是在奠边府战役大胜法国军队的王牌部队。最终空中骑兵在美军空中优势的支持下血战而胜。下图是这场战斗的照片：

此战之后，直升机成为美军地面力量实现“兵贵神速”的关键工具。但是时光荏苒，在二十多年后的1993年，美军的直升机机降作战却在黑非洲遭到一次惨败。

当时由美陆军三角洲特种部队和第75游骑兵团所组成的一只精干行动队，以直升机机降方式在索马里首都摩加迪沙执行任务。他们的对手是基本没有受过系统军事训练，甚至连军装都没有的民兵。结果，美军如此精锐的部队居然有19人阵亡、1人被生俘、73人负伤，而且有两架UH-60“黑鹰”直升机被简陋的火箭筒击落。

从技术角度看，此战暴露出美军的主力运输直升机UH-60“黑鹰”体型过大，在城市等狭窄空间动作笨拙的问题。下面的动图是电影《黑鹰坠落》中一个游骑兵士兵在沿着绳索从黑鹰滑向地面时失手跌落的情景：

在此战的73名负伤者中，的确包括一名因在直升机绳降中跌落而身负重伤的游骑兵士兵。这是因为黑鹰体型大而无法降落在摩加迪沙的街道上，只能悬停在低空让士兵沿绳索滑落地面。而绳降要求黑鹰在低空低速飞行和悬停，又使这种大体型的直升机成为地面火力的理想目标。

下面的动图是电影《黑鹰坠落》中一架黑鹰被火箭筒击落的情景：

而美军另一种直升机却在此次摩加迪沙之战中表现良好，就是体型非常小的AH-6“小鸟”。小鸟可以迅速地直接降落在街道上，所搭载的士兵则一跃离开直升机，然后小鸟马上飞离。这种突然机降因为时间非常短，对手还没来得及反击，小鸟就已经飞走了。即使在低空活动，小鸟也因为体型小和动作灵活而没有被地面火力击落。下图是小鸟载着三角洲队员突然降落在摩加迪沙的街道上：

不过AH-6“小鸟”虽然非常有效，但每架直升机载人很少。而如果要大量装备小鸟以运输大量人员，就需要大量的飞行员，所以难以实现。

能不能开发一种飞行器，让它不但像小鸟一样小巧灵活，而且不需要飞行员而能大量装备，从而让数量众多的地面部队能突然出现在敌人意料不到的地方呢？

2009年，美军启动了一个叫Transformer（变形金刚）的计划，并在2013年选中了洛克希德公司为美军开发ARES（战神）。ARES是Aerial Reconfigurable Embeded System（嵌入式可重构空中系统）的缩写，而这个缩写正好是古希腊神话中战神阿瑞斯的名字。

战神非常小巧，如下图所示：

图中左侧黄色区域内是战神，右侧红色区域内是AH-6“小鸟”。可以看出战神比小鸟需要的着陆区域还要小。另外战神也比小鸟更安全、更适合在条件复杂的地点起降。因为战神用的是涵道风扇，涵道有利于使高速旋转的风扇叶片避开树枝等危险的地面物体。而AH-6“小鸟”不但有开放的旋翼，还有开放的尾桨，非常容易在起降时打到树枝、电线之类的东西而发生事故。

战神不但能像直升机一样垂直起降，而且在飞行时能转换到固定翼飞机状态，飞行效率比直升机高得多。下图是战神从垂直起飞，到水平飞行，然后垂直着陆的过程：

战神是通过倾转机翼和涵道风扇来实现直升机和固定翼飞机之间的转换。上面图中在垂直起降的直升机状态，战神的两个涵道风扇处于水平位置，产生垂直的升力；机翼也是竖立状态。而在上图中间的固定翼飞机状态，战神的涵道风扇处于水平位置，产生水平推力推进飞机飞行；机翼也处于水平位置，产生升力。在直升机和固定翼飞机之间的转换状态，战神的涵道风扇和机翼可以在从水平到竖直位置之间调整，从而保证两个状态之间的顺利转换。

战神可以直接“抓起“轻型军用车辆，越过车辆根本无法通过的山川河流等复杂地形，抵达目的地。如下图所示：

或者吊挂一个救护舱，在战场中撤离伤员：

或者把弹药、医药、食品等装在补给舱里，直接送到战场的最前沿：

战神不但适用于陆地作战，也可以用于海上作战。通过吊挂不同的任务舱，战神可以在非常小的军舰上起降，执行诸如反潜、侦察、监视、中继制导等等任务：

在网络中心战和人工智能支持下，士兵们通过军用手机或军用加固平板电脑召唤战神来到，或指示战神飞离。战神自己飞行，并自行选择着陆地点。

因为需要运输轻型车辆和全副武装的士兵等重量比较大的载荷，也因为战场环境的严酷，战神没有选择电动动力，而采用了涡轮轴发动机。而且为了在遭受一定战斗损伤后仍能继续执行任务，战神使用了两台涡轮轴发动机并把传动系统设计成即使一台发动机失效，另一台发动机仍可以同时驱动两副涵道风扇工作。下图中，黄色中央翼上方那一前一后两个棕色的装置就是两台涡轮轴发动机的排气口：

战神的发动机、减速器、控制系统、燃油油箱，都布置在这个厚厚的中央翼里面。

战神在气动和控制上也是一个巨大的进步。除了创造性的倾转涵道和机翼以实现转换飞行，战神还省略了常规直升机和常规飞机都需要的垂尾、平尾等控制面，而仅仅以一对涵道风扇和平直机翼来实现所有的控制功能。下图可以看到安装在涵道上、位于风扇后面的控制面：

战神不但在传统航空技术范畴有突破，更重要的突破是在网络和人工智能上。就是士兵用军用手机通过简单的指令就能指示无人驾驶的战神执行任务。战神一旦开发成功，美国陆军、海军陆战队等地面力量的机动能力就会有质的飞跃，并演化出新的作战方式。

而战神的技术一旦进入民用领域，就会引起交通革命。比如我想从秦皇岛去大连，只需通过简单的手机设定，战神民用版甚至能直接“抓“起我的汽车，飞越渤海湾来到大连。民用的战神也可以改为电驱动，成为载重量虽小一些，但是噪音和造价也大幅度减小的市内交通工具。

现在是2017年，洛克希德开发战神已经四年。这个由变形金刚计划产生的战神项目是否能成功，以及一旦成功后会是什么样子，都还是未知。但是战神所代表的思路却非常有革命性。就是用一种无人飞行器，垂直降落在狭小的地方，通过吊挂各式各样的挂载完成五花八门的任务，而且兼具直升机的垂直起降能力和常规飞机的巡航效率。这就是第二条革命之路。

既然战神项目来自变形金刚计划，就以一张变形金刚的图画结束本文：

本文的所有图片和动图均来自网络。

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下图是我的微信订阅号 AWUGOU “空中吴钩”的图形码：

空中吴钩:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路（上）

空中吴钩:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路（下）

没有了尾翼，如果一个螺旋桨坏掉就成了空中打转了。Drone多数选择四桨是有原因的。

机上搭载AI自行驾驶的一个优势是可以摆脱对遥控信号半径的依赖，可以在起始与目的地两端进入信号半径内进行遥控，但是中途进入完全自行状态，这样飞行距离就完全以燃料储存为限制了。

不知道亚马逊的送货无人机是不是机上搭载AI的，还是始终有信号控制内的。不过，这个旋翼转换飞行原理，倒是可以在小得多的无人机上试用，那样送货无人机也可以快得多了。四个旋翼也可以同样原理改变方向进入平飞状态。

空中吴钩:【原创】即将发生的交通革命和三条革命道路（下）

吊起一辆吉普，直升机也要黑鹰级别的重型直升机。直升机升力来自推动空气的反作用力，螺旋浆越大，浆叶移动的空气越多，升力也就越大。当然浆叶速度越快，也推移动更多空气。 但螺旋浆的转速也有音速限制的， 浆叶翼尖设计速度不能超过音速，不然就有激波失速，气流激荡的要命问题。战神用两个比轻型直升机还小的螺旋桨，提供重型直升机的升力, 要么气动学上有独树一帜的研究，要么用的是PPT物理。

直径只有区区1.3米

浆叶本身不提供升力，而是压缩空气获得反作用力。