V-22倾转旋翼机

V-22”鱼鹰”（英语: V-22 Osprey）倾转旋翼机，是美国的一种具备垂直与短距起降能力的倾转旋翼机。V-22是世界上唯一一种大批量投入使用的倾转旋翼机。该机是1980年代初启动的“联合军种先进垂直起降飞机”（JVX）计划的产物。其设计目标是利用其速度快、航程远等特点，替代现役的多种直升机，为美国海军、海军陆战队和空军提供更为出色的垂直、短距起降运输能力。V-22已在阿富汗、伊拉克、利比亚等战场执行作战任务，并在持续进行改进。

二战期间出现的军用直升机，在二战结束后迅速走向成熟，成为与固定翼飞机一道提供多样化飞行服务的军用飞行器。两者各自具有独特的优势，但也各有显著的缺点。直升机具备垂直起降的能力，不需要复杂的跑道，但直升机的飞行速度较低，航程较短。与之相比，固定翼飞机巡航速度较高，航程远，但在起降时需依赖专门的跑道等设施，而且无法通过悬停实现人员进出或货物装卸。

美军早期直升机之一：西科斯基R-4B

出于扬长避短的目的，人们尝试了多种全新的垂直短距起降飞机构型，如复合式直升机、前进桨叶概念、X翼方案、旋翼折叠方案和倾转旋翼机。在这些构型之中，只有美国贝尔直升机公司的V-22倾转旋翼机方案成功批量投入使用。

倾转旋翼机构型融合了直升机和固定翼飞机特点：可垂直起降、悬停、前后侧飞，也能进行高速、远航程飞行。其设计包括可倾转的旋翼螺旋桨。旋翼在垂直状态时，这一构型表现为双旋翼直升机，水平时表现为固定翼飞机。倾转旋翼机的飞行速度远高于直升机，填补了直升机、固定翼飞机二者之间速度包线的空白。

1930到1940年代，倾转旋翼机的构想开始逐步显示出显著的实用价值。在民用运输方面，倾转旋翼机的飞行速度和运力可以接近支线客机，可以在没有机场的地区执行运输任务，特别适用于经济不发达地区。倾转旋翼机的运输成本低于传统直升机和固定翼飞机。然而，在1950到1980年代的漫长时期里，倾转旋翼机一直处于探索和试验阶段。这是因为这一构型的飞行器技术难度大、研制周期长、研究成本高、以及飞行事故后果严重等挑战。V-22在研发过程之中出现了重大事故，一度严重影响了倾转旋翼机整体发展的进程。

V-22“鱼鹰”的最终成功，建立在1930年代到1980年代众多科研成果的基础之上，这包括了美国、德国一些技术验证机型，以及二战后获得丰富科研成果的美国贝尔公司XV-3和XV-15倾转旋翼机。

1930年，美国人乔治·勒伯克（George Lehberger）提出了一个新颖的飞行器构型，并获得了专利。勒伯克构想的这一飞行器，包含了倾转旋翼机的两个关键的概念：一、较小的桨盘载荷；二、可旋转的旋翼轴。同年，拜恩斯直升飞机公司提出的飞行器构型专利也获得了批准，这一专利设计与当今的倾转旋翼机较为相似，但该公司受到资金不足的困扰，这一设计没有得到进一步的发展。

勒伯克的倾转旋翼机专利文件

1937年，德国的福克沃尔夫公司的Fw-61横列式双旋翼直升机成功试飞了。1942年，德国福克阿基里斯公司的倾转旋翼垂直升降飞机项目正式启动了。但第二次世界大战进程的不利影响迫使该项目中断。该机在试飞中创造了一系列世界旋翼机飞行纪录。1937年6月25日，该机创造了2439米的高度记录和1小时20分49秒的续航纪录，第二天该机创造了16.4公里的直线距离纪录，80.604公里的闭路距离纪录和122.553公里/小时的直线速度纪录。1939年1月29日该机建立了3427米的高度纪录。

1947年，位于美国特拉华州纽卡斯尔的Transcendental飞机公司的Model 1-G飞机率先完成了在飞行状态下倾转旋翼轴10度倾转的操作，成为了世界上第一架可以有效旋转旋翼轴的飞行器。在此后大约一年的时间里，它成功进行了100次飞行。然而由于飞行员操作失误，导致旋翼总矩过低，该机遭遇了坠机事故。

二战后，贝尔XV-3和XV-15项目成为了与V-22“鱼鹰”直接相关的两个关键技术验证项目。

XV-3

1950年8月，美国空军和陆军宣布正式开始倾转旋翼机设计竞争流程，最终贝尔直升机公司的Model 200方案胜出，获得了XV-3的编号。这一方案的两副旋翼安装在两个机翼的翼尖，可在水平和垂直位置之间倾转。该设计成为后来倾转旋翼机的经典构型。

其设计采用了已经成熟的技术和部件。动力为安排在座舱后方的一台活塞式发动机。其旋翼桨叶与直升机相应设备类似，扭转较小，直径相对较大，这并不适宜作为平飞状态的螺旋桨动力装置。起落架为滑橇式。

1955年8月11日，第一架XV-3倾转旋翼试验机进行了首次垂直起降飞行。在经历了试飞事故后，1958年XV-3在贝尔直升机公司开始飞行试验，旋翼倾转角达到30度，空速达到205公里/小时。1958年10月，XV-3在NASA艾姆斯研究中心风洞进行试验，进行了许多修改，同年12月恢复飞行，旋翼倾转角达到70度。同年12月18日，XV-3完成了从垂直起飞状态到水平固定翼飞行状态的转换，最后倾转角达到90度。这使XV-3成为世界上第一种实现直升机与固定翼飞行方式完全转换的倾转旋翼机。

XV-3倾转旋翼试验机

1959年4月到7月，美国空军和陆军的联合评定小组考察了XV-3飞机的38个起落、29.6个飞行小时的试飞，做了40次飞行方式的转换，并在固定翼飞行状态下做了20次降低旋翼转速的测试，又演示了从固定翼飞行状态向直升机飞行状态无功率转换，然后安全自转着陆的试验。

XV-3项目给贝尔公司和美军积累了倾转旋翼机领域的丰富经验，发现了较多的问题，探索了具体的解决方法。这包括在至少3年的试飞过程中，该机频繁出现机翼、支架、旋翼不稳定的问题，导致了一次硬着陆事故，部分旋翼和机身受损。在机体获得修复之后，研制人员进行了可以消除弹性耦合问题的一些修改，包括加强旋翼控制和增加外部支柱、采用减少悬停期间旋翼气流干扰影响的翼面角度控制方法等等。在扩展测试飞行阶段，遇到旋翼不稳定问题，为此对旋翼系统进行更多的修改，增加地面运行评估环节。

最终评估报告指出，虽然XV-3有很多性能和飞行品质上的缺陷，但证实了倾转旋翼原理用于垂直起降运输飞机是基本可行的，并证实了其技术优点。1962年6月到7月的试验和改进在一定程度上改善了XV-3的稳定性问题，但仍未实现军方提出的指标和性能参数。1965年XV-3再次进入风洞进行试验，因疲劳共振现象，导致旋翼和机身分离，飞机在风洞中解体。此后XV-3未能进入下一个研发阶段。

XV-15

1972年，美国航空航天局和陆军开展了全新的XV-15倾转旋翼机计划，该计划使用涡轮轴发动机驱动，解决了XV-3动力不足的问题。1977年5月3日，贝尔直升机公司生产的第一架原型机完成了首次悬停试验。第二架原型机于1979年4月23日进行了首次悬停试验，并在同年7月24日完成了直升机模式和飞机模式的相互转换。1981年7月4日至14日，第一架XV-15原型机代表贝尔直升机公司和美国陆军在巴黎航展上展出，并连续11天进行了飞行表演。XV-15飞机在该航展上的卓越和具有创造性的表演促使了后来V-22计划的诞生。

1982年夏季，一架XV-15进行了易损性评估和海上舰载试验。1983年上半年，另一架XV-15进行了搜索、救援和吊挂货物的评估，同年9月完成了空中模拟加油、武器发射、地形跟踪和其他机动飞行试验。1983年9月至1984年10月进行了贴地飞行评估。经过一系列飞行测试后，两架原型机分别被用于进一步研究和改进。

XV-15倾转旋翼机

XV-15试飞工作中出现了一些技术问题，贝尔公司为此进行了一系列的修改。在风洞试验阶段，贝尔公司与美国国家航空航天局（NASA）就风洞和飞机尺寸对测试结果的影响发生了争论，最终结果是XV-15需要进行在风洞中的额外试验。但这些试验未发现任何异常。在二号原型机的试飞之中，发现了左发动机变速箱应力腐蚀裂纹、离合器错位、变速器内出现异物损坏的问题。1979年4月23日，二号原型机完成了第一次悬停飞行，随后完成了飞行姿态转换测试，这代表着XV-15的试飞工作走到了一个重要的里程碑。

1980年代初，尽管X-15项目积累了丰富的经验，但美国军方对倾转旋翼飞机的需求并不迫切。与之相反，美国国家航空航天局对这一新颖的飞行器很感兴趣，主要原因是该机构认为其在商业航空运输领域有显著的潜力。当时，唯一对新型军用直升机有需求的是美国海军陆战队，他们希望购买新机型，替换波音公司制造的CH-46“海上骑士”中型运输直升机，但陆战队这一需求也并不迫切。然而，1980年4月，美国驻伊朗德黑兰大使馆发生了人质劫持事件，美国政府和海陆空各个军种组织了名为“鹰爪”的解救行动，该行动最终以失败告终。美国政府与陆战队在事后调查中得出结论，假如拥有倾转旋翼机那样的机型，可以化解行动中遭遇的若干难题。

在这一背景下，贝尔公司于1981年启动了XV-15的若干演示活动，包括安排XV-15飞机参加1981年7月的巴黎航展，并在五角大楼和政治家面前进行了展示。这一计划得到了包括共和党参议员戈德华特在内的许多政治界人士的支持。1981年12月，时任美国国防部副部长的保罗·萨尔批准了“联合军种先进垂直起降飞机”（JVX）计划，旨在为军方开发实用型倾转旋翼飞机。

随着研发需求的确立，借助XV-15项目积累的技术基础，1981年年底"联合军种先进垂直起降飞机"（JVX）计划启动，旨在基于XV-15研制一种适用于三军的倾转旋翼机。该计划最初由美国陆军负责，后于1983年1月转交给美国海军。

根据这一文件的规定，美军要求开发一种先进的垂直起降飞机，实施突击支援和远程高速任务，而这样的飞机必须能够垂直起降，同时又有比现有直升机快得多的巡航速度。美国海军、海军陆战队和空军成为了这一计划的主要用户。

在美国国防部的计划出台后，波音公司与贝尔公司选择了合作，而非采取常见的竞争性设计方案，共同开发实用型倾转翼飞机。因此这一项目并未进行竞标或对比竞争试飞活动。

根据当时的计划，该项目包括以下型号：

美国海军陆战队MV-22：其要求是能够装载3名机组成员和24名士兵，具有航速250节，作战半径200海里，无地效悬停高度约1000米。“无地效”是指不依赖地面效应进行悬停。地面效应是指当飞行器贴近地面、水面时，靠近这些表面的流体平行于该表面的方向流动，产生额外升力。CV-22是美国空军特种作战型。HV-22是海军搜索救援型号。SV-22是海军反潜型号。美国陆军将获得一种通用型V-22，但稍后美国陆军退出了V-22项目。

1983年4月26日，贝尔和波音公司与美国海军航空系统司令部签署了一份为期24个月的初步设计合同，开始对V-22进行初步设计，并于1984年7月提交了全尺寸发展提案。为了减小项目全尺寸原型阶段研发的风险，这一为期24个月的合同进行了任务分工，贝尔直升机公司负责机翼、发动机短舱、螺桨-旋翼装置、传动系统以及发动机一体化设计，而波音公司负责机身、尾部装置、起落架装置、整流罩以及综合航空电子设备的初步设计阶段。在初步设计阶段，共完成了超过8600小时的风洞模型吹风试验。在1984年1月，贝尔直升机公司开始进行基于风洞试验和分析数据的模拟飞行试验。同年3月，军方飞行员使用NASA艾姆斯试验中心的模拟器进行了正式的鉴定。此外，还制造了一个1:1比例的机身复合结构段和机翼模型用于静力试验，以及一个2:3比例的旋翼/机翼模型，用于验证预计的悬停性能。

1985年1月，这种旋翼机正式被命名为V-22 "鱼鹰"。

V-22风洞测试

1986年5月2日，美国海军航空系统司令部与贝尔直升机公司和波音公司签订了为期7年的全尺寸研发总合同的第一期合同，进入全尺寸研发（FSD）阶段。该合同的总金额为18.1亿美元，要求贝尔和波音公司制造6架原型机，并进行静力试验、地面试验和疲劳试验。其中，贝尔直升机公司位于德克萨斯州阿灵顿的工厂负责制造1、3、6号原型机，波音公司的特拉华州威尔明顿工厂负责制造2、4、5号原型机。

1987年起，英国宇航公司、意大利阿莱尼亚和多尼尔等国际公司也通过合作协议，加入了这一飞机项目。

V-22项目起步后，遭遇了多次预算危机。1988年1月，美国陆军正式通知美国海军陆战队，陆军方面决定退出V-22项目，取消购买231架V-22的计划，并将预算用于其他用途。V-22项目改为由陆战队主持。美国陆军发言人当时表示，退出的决定并非基于技术问题，而是基于预算问题。。在美国海军方面，V-22的设计定位导致其SV-22反潜型不能在较小的美军舰船上降落、加油，美国海军在陆军之后也退出了JVX研制计划。SV-22反潜型因此夭折。但因为美国海军依然需要替代C-2航母舰载运输机的CMV-22B通用运输型，美国海军并未像陆军那样完全退出V-22项目。

美国海军陆战队作为该机型的主要用户，在美国陆军退出后主持这一项目。

美国陆军对预算的担忧是退出该项目的又一重大原因。在美国陆军做出退出的决定之前，美国国防部做出了该项目购买总量降低约一半的决定。相关决定导致美军购买的V-22数量显著减少，成本相应上升。美国陆军在退出V-22项目后，将较多的预算用于RAH-66“科曼奇”隐身武装直升机项目，但RAH-66项目因苏联解体而被取消。其余的部分陆军预算用于购买传统的直升机，例如UH-60“黑鹰”直升机。

此后V-22项目预算继续出现紧缺的问题。1989年4月，时任美国国防部长切尼宣布取消对V-22研发计划在1990财政年度内的所有投资，并且在接下来的三个财政年度（1990-1992）的预算中也没有为V-22项目拨款。美国国会内部的V-22项目支持者为了确保该项目能够继续进行，不得不每年通过直接指令等方式来推动该项目。

V-22在舰艇上起降

1986年，V-22项目全面展开，当时V-22相关的测试和评估计划主要集中在承包商进行的工程和整合测试上。美国海军航空战争中心飞机部（NAWCAD）在巴特克斯河进行了三个阶段的正式发展测试，并参与了巴特克斯河的整合测试团队活动。

1989年3月19日，V-22的1号原型机首飞。这架原型机主要用于飞行包线扩展和飞行载荷试验。1989年9月14日该机进行了从直升机模式到固定翼飞机模式的过渡飞行。1992年7月该机停飞。

V-22首飞

1989年8月9日，2号原型机首飞，主要用于研究电传操纵系统。该机与1号原型机的最大区别是配备了空军版CV-22所要求的AN/APQ-174D多模雷达和机鼻下部球形红外设备转塔。1992年7月该机暂停飞行。

1990年5月9日，3号原型机首飞，主要用于飞行载荷、振动和海上试验。1990年12月4日至7日，该机在“黄蜂”号两栖攻击舰上进行舰载试验。1992年7月暂停飞行。

1989年12月21日，4号原型机首飞，主要用于进行舰载兼容性试验和推进装置试验。该机首次装上陆战队MV-22所要求的全部航空电子设备和弹射座椅。该机于1992年6月7日完成了为期4个月的环境试验。1992年7月21日，该机因着火事故而坠毁。

1990年4月，在厂家完成一系列的试飞任务之后，美国政府以及军方开始对"鱼鹰"进行试飞，包括对三军试飞员进行15个小时的飞行试验。到1990年底，已完成起飞着陆转换试飞、机翼失速试飞、单发试飞以及飞行速度高达647公里/小时的试飞。同年，该项目获得了美国国家航空协会颁发的"航空重大进步奖"。然而，由于一架试飞中的V-22发生发动机舱起火并坠毁的事故，导致该项目在1992年7月进行了临时停飞，此时V-22累计飞行了643个起降和763小时。

1991年6月11日，5号原型机在首飞时坠毁于波音试飞设施机场。

6号原型机的制造计划被放弃，转而改为工程制造与研制构型的实体模型。该模型主要用于进行座舱进出试验，不再进行实际飞行试验。

在研制V-22“鱼鹰”的过程中，出现了多起事故，其中包括四次重大坠机事故，导致30人死亡。这在航空科研史上是较为罕见的。

V-22事故造成重大影响的原因之一是，V-22作为一种侧重运输用途的机型，其载员较多。它能够搭载4名机组人员，24名坐在机舱固定座位的士兵，或者32名坐在地板上的人员，这是V-22部分事故中伤亡人数较多的主要原因。

相关的严重事故包括：

1991年6月11日，V-22的5号原型机在首次飞行中坠毁，没有造成人员伤亡。事故原因是机上3个横滚陀螺中的两个出现接线错误。

1991年V-22坠毁事故

1992年7月20日，4号原型机在弗吉尼亚州汉普顿匡蒂科海航站降落时坠入波多马克河，造成3名陆战队员和4名平民丧生。事故原因是发动机短舱内积聚的减速器润滑油被吸入发动机，引发火灾，高温燃烧导致传动横轴无法正常传输功率，使升力突然下降。

2000年4月8日，美国海军陆战队派出两架MV-22，满载全副武装的士兵进行突击机降战术试验。其中一架MV-22下降速度过快失控，尾部着地受损，但未造成人员伤亡。另一架MV-22在下降过程中滚转坠毁。机上4名机组人员和15名士兵全部丧生。事故原因MV-22由于下降速度过快、前进速度过慢，在桨叶内侧产生的气流超过桨叶旋转产生的下洗气流，导致进入涡环状态，使桨叶失去升力，导致坠毁。

2000年4月MV-22坠毁事故

2000年11月11日，一架美陆战队MV-22坠毁，4人丧生，包括了一名经验丰富的美国海军中尉驾驶员。事故原因是该架MV-22液压系统泄漏，导致了错误操作，同时飞行控制系统出现故障，造成坠毁。

V-22试飞阶段的多次重大事故，导致该项目受到普遍的质疑和抨击，这一项目多次接近失败的边缘。从1989年到1992年，时任美国国防部长切尼多次尝试取消V-22项目。但是切尼的尝试均告失败。此外，在2000年11月11日的事故发生后，美国国防部于12日下令暂停V-22倾转旋翼飞机的大规模生产，当时这一项目再次走到了被取消的边缘。

2000年V-22坠毁事故中死亡军人的家属出席国会听证会

涡环问题是V-22实际飞行中较为显著的隐患之一，也是这一项目备受诟病的问题之一。旋翼机的升力来自于空气需要在上下两个表面保持流动。然而，旋转的旋翼可能产生一个向下的空气湍流，影响旋翼表面气流顺畅的流动，此时旋翼会出现失速，失去升力，导致险情。

为避免进入涡环状态，V-22飞行员获得了相应的训练，避开自己的飞机产生的涡环，这可能令他们无法驾驶飞机快速机动、躲避敌人的火力。这一问题成为了许多人攻击V-22项目的重要论据。例如，美国国防信息中心的李·盖拉德撰写了《神奇武器或寡妇制造者》（Wonder Weapon or Widow Maker）报告，他指出：“V-22无法进行激烈的规避机动……然而，这正是战斗时所需要的（机动动作）。”

值得注意的是，上述四起重大事故并非都与倾转旋翼机的固有特点有关。其中三起是由装配质量、检修维护问题引起的。只有2000年4月的事故与旋翼机进入涡环状态的风险有直接关联，而这在直升机领域里也是客观存在的风险。2000年11月的事故间接的与V-22复杂的飞行控制系统有关联。

起降状态的V-22

除了安全性饱受质疑之外，相关事故导致的重新设计、修改、试飞令V-22项目成本不断上升。在2000年的技术改进之前，V-22单价约为4000万美元，技术改进后猛升至7100万美元，这也引来了各界的批评。

V-22项目能够避免被取消的噩运，与美国政治界的支持有直接关系。美国一部分政客长期支持V-22项目，这令该项目能够克服遭遇到的种种困难。在1990年，140名国会议员成为了"倾转翼技术联盟"的成员，其中包括共和党人戈德华特和一些左倾的民主党议员。此外，美国联邦航空局(NASA)坚持称V-22飞机在商业领域有巨大的发展潜力，这使得许多支持者将其视为一个有价值的"军事工业转型"项目。由于V-22飞机的设计思想前卫，这些支持V-22的政客们被一些人称为"追星一族"。1991年前后，尽管V-22发生了严重事故，但V-22的这些支持者们依然坚定地支持该项目。他们甚至从民主党总统候选人克林顿那里得到了继续发展该型飞机的承诺。克林顿在成功入主白宫后，任命了支持V-22 飞机发展的阿斯平为国防部长，V-22项目得以继续，支持与反对该项目的争斗终于告一段落。

在上述严重事故发生后，在政治界支持者的保护下，V-22的设计得到了充分的、有针对性的修改和相应操作测试的机会，最终缓解或者彻底解决了存在的一些问题。1992年，一个由承包商和政府组成的整合测试团队负责进行所有V-22的测试工作，直到1994年操作测试阶段启动。第一个操作测试阶段于1994年5月16日至7月8日期间进行，原型机一共完成了15小时的实际飞行测试操作，但飞行范围非常有限。随后，美国海军与空军支持研究并发布了一份联合评估报告，明确了V-22将要执行的大部分任务。

1993年，2号和3号机重新开始试飞，并对防火墙、发动机舱、放泄口和驱动轴的防热层进行了改进。

1995年9月9日至10月18日期间，实施了第二个操作测试阶段，共计10个飞行小时，并进行了地面评估。美国空军、海军再次发布相关报告，并针对V-22悬停时出现的下洗气流控制问题进行了探索。

V-22机体周边的复杂流场

尽管大多数V-22严重事故与倾转旋翼机的特性无关，但客观存在的大量调研结果表明，当时的V-22倾转旋翼机在发展过程中遇到的挫折与其技术尚不成熟有直接关系，许多技术需要进一步研究和验证。从气动力学的角度来说，V-22由于同时具有旋翼和机翼，并且需要实现旋翼的垂直与水平位置的倾转，因此在旋翼倾转过程中遇到了气动特性、气动干扰以及结构设计等方面的问题。此外，旋翼/机翼、旋翼/旋翼、旋翼/机体之间的相互影响也是一个挑战。操纵控制技术和操纵系统动力学设计也是需要解决的难题。

为了解决已发现的气动干扰问题，特别是涡环问题，V-22项目研究人员通过研究和掌握气动干扰下的气动特性，对旋翼和机翼等关键部分进行了全面的气动优化设计。这样可以使倾转旋翼机在下降时不容易进入涡环状态，增加过渡状态的飞行速度范围，并降低前飞时的气动阻力等。据统计，目前已知V-22事故中，大约30%都是因为气流涡环导致的。

在实际试飞中，波音和贝尔的试飞员对涡环状态进行了更多的探索，特别是寻找更为合理、安全的飞行操纵方式，这帮助了缓解涡环带来的威胁。波音公司的首席试飞员汤姆·麦克唐纳曾经指出，为了探索这一问题，试飞团队将V-22飞机飞到10,000米的高空，然后进入直升机模式，减慢前进速度，试图诱导V-22进入涡环状态。

这一试验的结果证实V-22实际上很难进入涡环状态，飞行员需要在速度、高度、保持特定状态的时长等方面满足许多条件，才能令V-22进入涡环状态。因此，波音、贝尔方面指出涡环状态对V-22的威胁并不像批评该项目的人说的那样严重。

此外，倾转旋翼机存在早已为人熟知的各个机体部分相互之间的气动干扰问题。这些问题包括旋翼-机翼、旋翼-旋翼、旋翼-机身、旋翼-尾部等多个错综复杂的相互作用。其中，在倾转旋翼机中，垂直飞行和悬停时旋翼-机翼的气动干扰风险最大，同时也对倾转旋翼机的有效载荷产生最大影响。旋翼-机翼间的气动干扰主要表现在两个方面：一是旋翼的尾流冲击引起机翼的下洗载荷，二是机翼对旋翼的气动性能产生影响。这两个方面都对倾转旋翼机的有效载荷产生较大影响。

美国NASA参与V-22气动力学研究

针对V-22这些缺陷的研究，主要包括了两个方面：一方面是采用计算流体力学或修改完善后的气动分析软件进行气动特性的理论计算和分析，另一方面是进行风洞吹风试验，以掌握气动干扰下的气动特性。这些研究方法可以帮助改进倾转旋翼机的设计，提高其飞行性能和有效载荷能力。通过优化气动设计，V-22代表的倾转旋翼机可以在更广的飞行速度范围内保持稳定，并减少气动干扰带来的不利影响。

倾转旋翼机的可靠性和维修性也存在明显不足，飞行安全性需要提高。机上液压系统，尤其是与飞行控制系统相关的发动机舱部分的可靠性问题对倾转旋翼机的安全飞行构成了严重威胁。此外，可靠性和维修性的不理想还与维护人员的技术水平和熟练程度等因素有关，但更重要的是源于飞机设计上的不足。事故调查人员认识到这个问题的严重性，并要求贝尔和波音公司重新设计发动机舱。

在V-22部分原型机恢复试飞后，美国海军航空系统司令部于1993年10月22日与贝尔和波音公司签订了为期7年的全尺寸研制合同（FSD）、工程制造研制（EMD）项目合同。工程制造研制（EMD）项目合同的总经费为2.3亿美元。合同要求贝尔和波音公司改造两架全尺寸验证机，并设计、试验、鉴定和制造四架新的生产型代表飞机，用于作战性能分析与评估。工程制造研制阶段的设计工作包括整理和吸收全尺寸研发（FSD）合同阶段的经验教训，以减轻机体重量、降低单位生产成本并提高可生产性。同时，还需要设计和制造机床，并开始初期产品生产。

两架全尺寸验证机即之前提到的2号和3号原型机。改造后，这两架机主要用于扩展飞行包线和方案验证。它们以帕塔克森特河海军航空站为基地，截止到1997年3月27日停飞时，累计飞行时间约为1140小时，950个起落。其中，2号机被长期封存，而3号机则用于机组人员训练。四架预生产型代表飞机全部在1997-1998年间进行了制造、首飞。这些飞机在工程制造研制阶段进行了大量改进，主要包括减轻空重到约14800千克，用铝合金驾驶舱框架替代钛合金驾驶舱框架，升级飞行操纵装置，增大发动机和传动系统功率，改进尾部结构、旋翼系统，去掉垂尾配重，改进机翼结构，重新设计布线和爆炸逃生口。

这四架预生产型代表飞机包括：第7号原型机（编号164939）在1996年7月装配完成，并进行了地面振动试验、液压管道试验和综合功能试验。1997年2月5日以直升机模式首飞，并于同年3月15日交付给帕塔克森特河的V-22综合试验队。在1998年年中完成了剩余的结构、载荷和振动试验。

V-22组装线

第8号原型机（编号164940）于1997年8月15日首飞，并于同年9月13日交付给帕塔克森特河综合试验队。之后进行了推进器、系统和包线扩展试验，以及1998年进行的航空试验和外部载荷验证。在1998年8月，该机运载4536千克外挂货物，实现407公里的飞行时速，创造了新的非正式世界记录。

第9号原型机（编号164941）于1997年7月17日首飞，并于同年10月30日交付给帕塔克森特河的综合试验队，用于验证前视红外装置、导航和其他任务系统，并进行政府技术评定。

第10号原型机（编号164942）于1998年1月15日首飞，并于2月15日交付给帕塔克森特河的综合试验队。同年年中进行改进，然后与9号原型机一起参加1998年10月的作战评定。1999年2月，在“柯尔克舰”号两栖登陆舰上进行海上试验。

EMD阶段结束后，8号和10号原型机继续与低速生产型MV-22B飞机一起参与海军陆战队的作战性能评估。而7号和9号原型机则被改装用作空军特种作战型CV-22的试验机，其中7号原型机用于测试地形跟踪/地形回避雷达以及附加油箱，9号机用于测试航电系统、电子战和多模式雷达。

在工程制造研制（EMD）阶段的基础上，1997年4月负责采购、技术和后勤的美国国防部副部长核准V-22项目进入小批量试生产阶段，然而V-22的总采购数量在当年被进一步减少至458架：360架MV-22B、50架CV-22B、48架HV-22B。

美国海军陆战队MV-22

1997年5月7日，第一架低速初始生产型MV-22B开始投产，美国海军陆战队成为最早的V-22用户。1999年5月开始向海军陆战队交付14架，以便进行试用。

1999年11月海军陆战队开始对MV-22B进行使用鉴定。使用鉴定试验包括部署、着陆、舰上作业、两栖攻击、掠海飞行、夜间飞行、低空飞行、吊挂飞行、与C-130加油机进行空中加油、人员和货物空中运输、登陆、从舰船起降等一系列测试，用以评估MV-22B的作战能力。经过8个多月、522架次、804个飞行小时的使用鉴定试验，解决了桨叶折叠系统的部分缺陷，但因为该机的可靠性、维护性、可用性和互用性仍然存在问题，结论该机为不符合使用要求。此外，MV-22B的第14号和第18号机分别于2000年4月和12月相继坠毁，原因包括液压系统故障、机电问题和飞行控制软件缺陷。

为加快V-22研制装备进度，2002年上半年，美国贝尔和波音公司再次斥资1亿多美元实施改进。经过改进后，MV-22B于2002年5月29日恢复了飞行试验。然而，此时MV-22B的单机造价也由之前的4000万美元猛升至7100万美元。911恐怖袭击事件令美国国防部决定继续支持V-22项目。经过一年的测试，飞控控制软件、机内油箱、布置各类天线、升级电子和液压线路、电子战和导弹装置都得到了改进或者安装。随后，美国海军陆战队于2003年8月28日正式组建海洋倾转旋翼（Tiltrotor）适用性试验和评估分队，即VMX-22测试中队。该中队对MV-22B的测试与评估主要分为两个阶段：第一阶段对飞机的功能和性能进行试验，检验是否满足相关指标要求；第二阶段才是对飞机的作战使用进行评估（0PEVAL）。同年陆战队正式对该机的火力支援武器开始招标。

2004年8月12日，美国海军部高度肯定了V-22，称赞其优良设计和高可靠性，并表示在未来预算考虑中V-22，尤其是MV-22B，不太可能遭遇资金削减的困境。

2005年2月，VMX-22中队开始对MV-22B进行为期4个月的服役前最后作战试验与评定（0PEVAL），共有八架MV-22B参与测试，总计飞行时间超过400小时。同年6月，VMX-22中队顺利完成对倾转旋翼机的作战评估任务，明确了MV-22B的作战有效性和适用性。

VMX-22中队的MV-22B

2005年9月28日，根据作战性能评估的最新结果，美国国防部在"国防采购委员会"会议上批准MV-22B和CV-22B进入全速生产阶段，从而结束了V-22为期十八年的测试。根据会上批复的国防采购备忘录（ADM），国防部未来将采购共计458架各型"鱼鹰"飞机，包括360架海军陆战队型MV-22B、50架空军特种作战型CV-22B和48架海军战斗搜救型HV-22B。

根据计划，V-22“鱼鹰”将在未来逐步替换以下老旧机型：CH-46E“海骑士”运输直升机、CH-53D“海种马”重型直升机、MH-53E“铺路鹰”扫雷直升机、MH-60G“铺路洼”特种作战直升机、MC-130E“攻击爪”运输机等。

然而，在2005年，V-22的计划采购数量已经减少至约为最初规划时的一半。美国国防部最初提出了采购913架不同型号的"鱼鹰"飞机，包括海军陆战队的超过500架MV-22飞机，海军使用的HV-22飞机，空军的CV-22飞机和SV-22A反潜型，海军、空军采购的超过100架战斗搜索及救援(CSAR)型和特种作战型，以及美国陆军方面采购超过200架通用型和医疗救护型。

美国空军的CV-22B

出现这一问题的主要原因是，在相当长的时间里，美国国防部对研制计划的消极态度。此外，美国海军认为SV-22反潜型无法在较小的舰艇上起降，SV-22型的研制计划被取消，V-22采购数量减少到657架。加上1988年美国陆军声称因预算考虑退出这一项目，V-22的采购数量又一次的被削减。

除了研制经费过高之外，安全问题也对美国军方的采购数量决定产生了很大的压力：V-22 "鱼鹰"飞机发生了多起严重事故。当时，这些事故严重影响了V-22 "鱼鹰"项目的进程，该项目一度中止。这对美军各军种做出的减少或者取消订单的决定产生了一定的影响。

2020年2月，V-22的最新型号CMV-22B新一代舰载运输机获得初始作战能力。同年8月，第一架该型号飞机交付美国海军。这一型号经历了四年的设计和测试过程。交付的第一架飞机分配了给美国海军第21空中测试和评估中队。

CMV-22B运输机

2012年2月 贝尔波音公司向美国海军陆战队交付第一架Block C批次V-22

2012年11月 波音项目获得《航空周刊》最高荣誉

2013年6月 贝尔波音公司获得99架V-22倾转旋翼飞机采购合同

2013年9月 V-22首次在飞行测试中部署加油设备

2015年7月 贝尔波音公司宣布日本采购V-22

2017年11月 V-22飞行时间超过40万小时

2019年5月 V-22飞行时间超过50万小时

2020年5月 交付最新客户国家日本的V-22启程

2020年6月 V-22项目完成第400次交付

2020年7月 贝尔波音公司向美国海军交付首架CMV-22B

2020年7月 日本成为V-22鱼鹰的第一个国际用户

2021年2月 美国海军CMV-22B进行首次海上动力模块补给

2021年3月 V-22超过60万飞行小时

2022年1月 贝尔波音公司改进V-22的可维护性

2022年2月 美国海军型CMV-22B获得初始作战能力

机身：V-22外形与常规固定翼飞机类似。41％的机体采用复合材料。驾驶舱配备了耐坠毁的装甲防护座椅，机舱内可容纳24名全副武装的士兵或运载12副担架，后部有跳板式舱门，其宽度1.8米的货舱，可运送部分紧凑型车辆和设备。起落架为前三点式双机轮的可收放起落架。

CV-22乘员舱

在涉及机身强度的整体抗打击能力方面，V-22的设计要求为：机载各主要系统应该具有抵御轻武器攻击的能力；机组成员和全体人员的座椅应该具备防弹能力；座舱和货舱应安装空气调节系统；机上应该安装防电磁脉冲系统；发动机和减速器等安装在距机组成员较远的位置，减少了飞机意外着陆时对机组造成伤害的可能性；机身的头部和机组人员驾驶座舱得到加固，减少机组人员伤亡的几率。在从20米的高空坠地时，驾驶座舱应该保持85%的完好率。在以每小时120公里坠地时，机头整流罩可以保持完好；在以每小时30公里坠地时，起落架可以保持完好；飞机落水后，可以在5级海浪的条件下在水上漂浮10分钟。为满足漂浮需求，机身下方两侧的主起落架舱较大，起飞后自动封闭，紧急情况下在海上迫降时具有一定的浮力，满足了漂浮要求。

旋翼：V-22机身的两个短舱头部各装有一副逆时针旋转的由三片桨叶组成的旋翼。这些桨叶由石墨/环氧树脂/玻璃纤维制成，平面形状为梯形，有利于提高前飞和悬停的效率。在以直升机方式飞行时，V-22的操纵系统可以调整旋翼升力的大小和旋翼拉力倾斜的角度，以保持或改变飞机的飞行状态。在以巡航方式飞行时，位于上单翼后缘的两对副翼可用于横向操纵飞机。此外，位于垂尾的方向舵和平尾的升降舵通过舵机的控制，可以改变飞机的飞行方向和飞行高度。根据V-22设计要求，机翼和桨叶能够确保在意外降落时不受损坏，其中包括短舱坠地时，其残片不对机身造成伤害。

该机的两个旋翼直径和桨叶扭转角进行了优化，适合垂直飞行，同时也适合水平飞行，因此既是旋翼，也是螺旋桨。一般将其称作“旋翼螺旋桨”或者“旋翼螺桨”。为了适应舰载环境，该机的桨叶和机翼都能折叠。旋翼螺旋桨和发动机构成一个舱段整体，位于机翼两端，可在水平和垂直位置之间进行动97˚30'的旋转。

有效掌控旋翼螺旋桨在倾转过程中的气动特性，是研发倾转旋翼机过程中的关键挑战之一。V-22在垂直飞行和悬停时的气动特性与横列式直升机相似，而在巡航飞行时则与涡轮螺旋桨飞机类似。这两种状态下的旋翼气动特性问题需要进行解决。V-22机从垂直起飞向平飞过渡的示意图如图所示。其螺桨桨叶形状、翼型、扭转角等与过往的旋翼桨叶有明显差异，展长一般较短，扭转角很大并且呈非线性。在旋翼螺旋桨倾转过程中的非定常动力、扭矩、表面压力以及诱导速度等物理量的测定方面存在显著的技术挑战。

V-22转换旋翼状态

主翼：在V-22设计中，机翼虽然有着简单的平直翼外观，但设计上有一定难度。在机翼的两个翼尖处安装旋翼螺旋桨系统和发动机短舱，且旋翼螺旋桨轴相对于机翼要进行倾转。这给机翼的强度和气动力弹性稳定性提出了很高的设计要求。同时，在考虑以飞机模式飞行时，还需要考虑桨叶挥舞可能引起的安全问题以及旋翼-机翼气动力干扰问题。因此，V-22机翼的设计也是一个技术难题。

需要指出的是，V-22的主翼可以进行90°旋转，螺旋桨也可以折叠收起，减少了在舰艇上停放时的所占空间。

完全折叠状态的MV-22

V-22的主翼配备了固定翼飞机上常见的副翼、襟翼。在以固定翼方式飞行时， 机翼后缘的两对副翼可保证飞机的横向操纵。V-22在低速飞行条件下需要将襟翼向下偏转，以最小化气流动分离并减小对旋翼升力的干扰。随着速度的增加，由于动压的增加，升力也增大，因此需要较少的襟翼向下转动来产生所需的升力。贝尔直升机公司为此结合了波音公司的多段式外吹襟翼的短距起降飞行器机翼设计和控制器设计技术，开发了一套倾转旋翼的襟翼系统。该系统采用了特制的后缘设计，使襟翼能够与机翼协同工作。襟翼密封件设置在主翼部分和襟翼之间，并由连接机构控制。当襟翼偏转时，该系统会自动将襟翼密封件定位到预期位置。通过风洞试验等测试手段验证，可以确定最佳的襟翼形状和密封结构，以综合优化倾转旋翼机在低速和过渡阶段的性能。

此外，V-22复杂的旋翼运动状态也影响了主翼的设计。这涉及桨叶挥舞/摆振耦合、桨叶之间通过桨毂的相互运动、动力耦合等问题，无法用传统的直升机旋翼动力学方法进行分析。另外，装在机翼翼尖的旋翼螺桨系统和发动机短舱的振动、旋转及倾转都对机翼的静态和动态特性产生影响。倾转旋翼机具有多种飞行模式和旋翼转速变化较大的特点，导致其具有许多振动模态。这些振动模态可能与机身、机翼或其他部件的固有频率接近，或者在特定飞行条件下，某些振源的振动模态与倾转旋翼机的某些固有频率接近，从而引起共振现象。正确预测这些振动模态，并通过控制旋翼螺桨转速、飞行速度、飞行状态等来避免共振是困难的。因此V-22的旋翼螺桨与机翼的匹配设计必须解决旋翼螺桨/机翼耦合的动力不稳定性问题。这主要是因为旋翼螺桨和发动机短舱安装在机翼的翼尖处，机翼支撑刚度相对降低。在高速飞行时，容易发生旋翼螺桨与机翼耦合的颤振问题，从而限制了倾转旋翼机的飞行速度。

尾翼：尾翼是V-22整体飞行控制体系的关键组成部分。倾转旋翼机的应用范围和飞行领域较常规直升机更广泛，其飞行力学变化也更为复杂，由发动机、旋翼、主翼、尾翼共同组成的控制体系必须克服相关的技术挑战。在倾转过程中，当旋翼螺桨轴的方向和旋翼螺桨转速发生较大变化时，倾转旋翼机的升力、拉力和力矩会发生较大变化。在非定常非线性气动因素的影响下，包括尾翼在内的控制体系需要确保飞机可控。

V-22尾部

V-22的八大部件复合材料所占份额比例为：石墨/ 环氧树脂33.1%，玻璃纤维7.2%，金属51.5%，其它材料8.2%。

V-22的驾驶系统较为复杂。这一系统可兼顾直升机模式和飞机模式，按照ADS-33标准进行了飞行品质优化，维持了基本准确的飞行控制率。

CV-22B驾驶舱

该机的正副驾驶员都配备有操纵杆、脚蹬和油门。为提高夜间操作能力，美国海军陆战队使用的V-22配备了飞行员夜视镜，空军和海军使用的V-22配备了AN/AAQ-16前视红外搜索雷达。当改变飞行模式时，驾驶系统也会自动转换。在直升机飞行模式下，操纵系统可以调整旋翼上升力的大小和旋翼倾斜的方向，以保持或改变飞行状态。在固定翼飞行模式下，飞机的横向操纵由上单翼后缘的两对副翼控制。方向舵与端板式垂直尾翼相连，升降舵位于平尾上，通过舵机来改变飞行方向和飞行高度。

这一倾转旋翼机的飞行状态在一个广泛的范围内变化，为了确保飞行员能够在正常负荷下工作并保证飞行安全，V-22配备了自动操纵系统来辅助飞行员的驾驶工作。自动操纵系统技术已经成为成功研制倾转旋翼机的关键因素之一。

鉴于V-22的飞行控制系统涉及更多的变量，贝尔直升机公司在项目初期采用了一种倾转控制系统设置，其中使用了软件实现的飞行控制方法，以对适合特定飞行状态的控制输入产生响应。为了改进倾转旋翼导致的机翼迎角减小现象，并减少对飞行器垂直速度和/或飞行高度产生不希望的变化，贝尔直升机公司在2000年后对该系统进行了改进，并提出了一种新的倾转旋翼机飞行控制方法和装置。该方法和装置通过响应纵向速度控制信号，自动倾转发动机舱，以产生纵向推力矢量分量，从而控制飞行器的纵向速度。同时，该装置通过驱动自动倾斜器来保持机身在所需的俯仰姿态。该方法和装置还用于响应横向速度控制信号，通过自动驱动每个旋翼的自动倾斜器，以产生横向推力矢量分量，从而控制飞行器的横向速度，并将机身保持在所需的滚转姿态。

V-22飞机上的三余度数字式电传飞行控制系统与发动机的全权数字式控制系统完全结合。该系统能减少驾驶员的工作负荷并防止飞机越出飞行包线。通过编程，它可以控制空速、挂架倾转、迎角等，从而防止飞机失速以及在驾驶员注意力从驾驶舱移开时防止飞机过载超限。

V-22的电传飞行控制系统包括三套双重主飞行控制系统处理机和三套自动飞行控制系统处理机。飞行控制计算机具有旋转倾转盘、升降舵、襟翼和挂架的作动器接口，也有驾驶舱中央驱动装置、传感器和前轮转向用的作动器接口。这些计算机与电子设备总线相连接。整个电传飞行控制系统按主飞行控制系统功能来说是双故障工作的，而按自动飞行控制系统功能来说是单故障工作的。每台飞行控制计算机中有一对处理机供主飞行控制系统控制用，还有一台处理机供自动飞行控制系统控制用。主飞行控制系统和自动飞行控制系统的处理机通过共用存储器与输入输出接口相连。

V-22飞行员

主飞行控制系统用电子设备使驾驶员的各种操纵面的作动器连接，以操纵飞机。自动飞行控制系统则提供必要的控制增稳，以满足任务要求。一台无余度双重计算机模块作为主飞控系统的模拟部件，能在数字处理功能异常时继续对飞机进行控制。计算机还直接控制挂架作动器和发动机电子控制器的备用工作方式。飞控计算机的处理机在工作过程中经由相关总线不断监测各种备用计算机，而在起飞前和维护时，通过输入输出处理机控制进行自动测试。

V-22“鱼鹰”最初的两个批次计划安装通用电气公司生产的T64-GE-717发动机，随后根据计划在之后的两个批次中采用新型发动机。但最终决定不再在V-22项目中使用过渡型的T64发动机，转而采用由艾利逊公司生产的AE1107发动机，公司自用编号T406。当时这一发动机能够比通用电气和普惠公司提供的发动机更早交付，可令V-22原型机更早地投入使用。

AE1107发动机

最终V-22项目选择了AE1107C发动机。该发动机的主要性能指标如下：

性能指标项目	数值
重量	495公斤
长	1.95米
宽	0.73米
高	0.83米
单台最大功率	4600千瓦
额定功率	4400千瓦
空中悬停时涡轮轴旋转频率	15000转/分
飞行时涡轮轴旋转频率	12750转/分

该发动机采用模块式结构和双余度全功能数字式电子控制系统，具有以下优点：一，它可以根据需要不断调整推力值，以加强飞行管理系统，最大程度减少燃油消耗，尤其在爬升和巡航状态下。二，它可以取消地面上的发动机调整工作，减少维修环节，提高经济效益。三，它可以精确调节功率和发动机过度供油现象，减小发动机热端部件所承受的应力，延长使用寿命。四，它可以自动控制发动机功率，以满足飞行环境的需求，实现飞机、发动机和其他系统的综合控制，减轻机组人员的工作负担。五，它具有重量轻、调节速度快的特点。

为了减少红外特征，两台AE1107C涡轮轴发动机都安装了尾气排放冷却系统。

V-22的两个发动机采用了相互备份的设计，以确保系统的可靠性。贝尔直升机公司还安排相互备份的驱动系统，这有助于提高V-22的可靠性和安全性，提供了关键的备份机制，确保在出现故障或意外情况时只依靠一台发动机就能够保持V-22继续飞行。该设计包括电气和液压系统的冗余源以及备份动力的辅助动力单元。

V-22的两个发动机舱采取增压措施， 能有效地阻止海上潮湿空气侵蚀发动机部件。

V-22的油箱构成如下：机翼加油油箱2个，容量为334升，所含燃油重量为272公斤；前部油箱两个，容量为1809升，燃油重量为1474公斤；后部右侧油箱1个，容量为1197升，燃油重量为975公斤；机翼油箱8个，容量为278升，燃油重量为227公斤；货舱辅助油箱3个，容量为3036升，燃油重量为2470公斤。所有油箱都能在遭受12.7毫米子弹攻击和从20米高空坠地时不漏油。通常情况下，发动机首先使用消耗油箱内的燃油，然后使用前部油箱和后部右侧油箱。燃油消耗通常采取自动控制，但在必要时可以由机组成员手动控制。加油方式既可以采取封闭式，也可以采取暴露式。

MV-22加油

V-22可以大幅度改变角度的旋翼很可能遮挡机枪和其他武器的射角，因此V-22无法像UH-60“黑鹰”直升机那样在侧面舱门上配备机枪。MV-22配备了较为特殊的机腹遥控机枪系统，该系统名为“临时防御武器系统”（IDWS），由安装在飞机腹部的GAU-17/A型7.62毫米六管加特林机枪和遥控系统组成，能够实现360度射击。该系统由一名操作手通过遥控系统的显示器和手柄等装置在飞机内部操作。该系统可以收入机身内部。除此之外，在MV-22的尾门跳板上安排了一挺M240型7.62毫米机枪的支架。这一机枪只有在跳板放下时才能开火。上述机枪武器对于MV-22压制着陆区域的敌人起到了一定的作用。

V-22的遥控机枪

2015年初，雷锡恩公司与贝尔直升机公司成功完成了V-22发射AGM-176B型导弹的两次测试。其中一枚导弹在盘旋模式下发射，另一枚在直升机、固定翼飞机模式转换时发射，展示了这一导弹的灵活性。

2014年，V-22成功进行了70毫米火箭的发射测试。为了避开旋翼，这一火箭发射器被安装在飞机驾驶舱侧面的机身外部。这一测试于2014年11月在亚利桑那州尤马的美国陆军试验场成功进行。贝尔波音公司副总裁兼V-22项目经理文斯·托宾说，这表明“V-22可以装备各种前线使用的弹药，并且可以高度可靠地击中目标”。

V-22机头左侧突出的雷达罩内装有AN/APQ-186地形跟踪、地形回避多功能雷达。

CV-22B的雷达

V-22的导航系统负责提供基本的导航数据，并控制惯性导航传感器和无线电导航传感器。系统数据包括位置、航向、姿态、地速、磁变、雷达高度和无线电导航数据，如与地面站的距离和方位，以及标志性信标站通道。该系统还接收气压高度、校准空速和温度数据，以计算真空速、风速和风向。标准的三重冗余轻型惯性导航系统（LWINS）向航空电子设备和飞行控制计算机提供飞机加速度、速度、位置、高度、磁航向和真航向以及姿态的输出。

该机导航系统包括以下组成部分：惯性导航系统、AN/ARN-147近距导航系统、航空测向仪、无线电测高仪、空气信号系统和多个传感器。小型惯性导航系统可传递飞机的飞行速度、高度、磁航向和真航向等参数给其他机载导航系统。AN/ARN-147近距导航系统提供起降所需的必要参数，还提供了标准进近和离场的终端着陆辅助功能，在复杂气象和夜间条件下与地面系统协调以确保安全起降。V-22还配备了"塔康"导航系统和AN/APQ-174D地形跟踪多功能雷达，用于执行超低空飞行任务。该机的雷达高度计提供飞机相对于地面的高度，有效范围从0到1524米。

V-22安装了甚高频和特高频话音保密通信装置。通信频率由正副飞行员控制。机上通信系统还可以为其他机组人员提供音频通信，以及为地勤人员提供与机组直接沟通的能力。其AN/AIC-30通信系统可支持7个机内工作岗位：飞行员、副飞行员、为第三名机组人员设置的可折叠座椅岗位、货舱指挥官、增设的前舱和后舱机组人员，以及一个用于地勤操作或维护的外部接口。

V-22的自卫设备包括有导弹告警系统、雷达/红外告警系统、箔条撒布系统、AN/AAR-47导弹告警系统。美国空军的V-22配备了采用综合射频技术的对抗装置，其中有雷达告警接收机、电子对抗雷达定位与干扰器。2019年，贝尔波音公司获得了一份价值1070万美元的V-22升级合同，为部分MV-22安装AN/APR-39D(V)2告警系统、AN/AAQ-24B(V)27告警系统，以及ALE-47计算系统。

AN/AAR-47导弹告警系统

V-22在设计上确保正副飞行员均可独立驾驶飞机安全飞行。两人并排坐在驾驶舱中，分别拥有一套完整的控制系统来操纵飞机。两人均坐在装甲座椅上，座椅采用了碳化硼等硬化材料，可以承受轻武器的直接命中。每位机组人员都配备了防弹背心。美国海军陆战队的MV-22安装了第三名机组成员的可折叠耐坠毁座椅。空军特种作战型CV-22给飞行工程师安排了可折叠耐坠毁座椅，并带有一个扩展的座椅托盘，允许飞行工程师坐在座椅上控制中央和头顶控制台。

V-22飞行员

V-22飞行员的飞行仪表包括两个多功能显示器（MFD），位于每个飞行员前面的仪表板上。这些显示器为每位飞行员提供对驾驶舱管理系统的访问权限，包括飞行信息、传感器视频、通信导航和系统数据。此外还有一个显示地形图的专用显示器，以使机组人员通过信息处理终端显示屏观察地面士兵的位置，协同完成特种作战任务。此外，控制显示单元/发动机仪表机组警报系统（CDU/EICAS）提供飞机关键系统状态和相应的控制能力。发动机仪表实时显示关键飞机参数，包括油压、变速箱温度和液压系统压力。机组警报部分用于显示警告、咨询信息和飞机状态指示专用显示区域。V-22驾驶舱内有一定数量的备用飞行仪表，提供必要的飞行和系统信息，在座舱显示器失效时为机组提供信息。这些备用仪表包括空速、高度、姿态和备用飞行显示器，后者提供机舱角度、发动机性能、液压系统健康、襟翼角度和燃油量数据。飞行指挥面板是自动驾驶系统控制和报警的主要飞行员数据输入接口。飞行员可以从各种耦合和非耦合飞行指令模式中选择所需的模式。

V-22的倾转旋翼机构型，令其与传统直升机、固定翼相比有着多个显著的优点，例如它既有着直升机起降方便灵活的优点，也有固定翼飞机巡航速度快的优点。具体来说，其主要优点包括：

V-22与直升机相比，拥有较大的速度优势。它能在较短时间内将执行特种作战的突击队员载运至对方境内的纵深地区。美国空军的CV-22飞机执行战斗搜索及救援任务时，利用较大的速度优势，可以保证己方搜索人员在对方还未能采取有效行动的情况下及时发现被击落的飞行员。它能够令许多行动的时间长度、出动架次降低一半左右。V-22在飞行中的加减速过程都十分迅速。飞行试验表明，V-22能够在18秒内将飞行速度从420千米/小时降至前飞速度为零的悬停状态，它还可以在相同的时间段内将速度由零增至420千米/小时。这样的优异加减速性能尽可能地缩短了飞机在着陆过程中暴露在敌方攻击火力下的时间。较高的飞行速度再结合地形跟随和地形遮蔽战术，使V-22飞行过程中遭遇到敌方攻击的可能性要大大小于飞行速度较低的直升机。

平飞状态的V-22

V-22拥有较大的作战航程和自部署能力。美国海军陆战队型V-22在执行两栖突击任务时，其未经中间加油作战半径可达375千米，而典型的直升机一般只能达到137到183千米。空军型CV-22飞机具有突出的紧急出动能力，已经得到了充分验证。该型机能够在目的地上空进行长时间的无地效悬停，然后再从730千米之外返回到基地。相比之下，现役MH-53直升机的作战航程仅为275千米，为了执行远程作战任务，需要MC-130加油机进行低空加油。如果用CV-22替换MH-53直升机，那么美国空军的部分MC-130可以退役，从而节省经费预算。空军型CV-22飞机具有较高的飞行速度和较大的作战航程，因此在执行任务时，它可以从较远的距离出动，抵达指定地点所需时间也较短，远低于直升机。这样可以使部队快速集结，大大降低在途中遭遇攻击的可能性。此外，使用CV-22的母舰可以在距离海岸较远的海面上游弋，避免近海水雷对舰艇的威胁。

下图显示了V-22倾转旋翼机与传统直升机和涡轮螺桨固定翼飞机的飞行包线比较。

V-22飞行包线特点

在执行特种作战任务时，CV-22飞机的大航程性能使其能够在加油机的支援下完成越洋自行部署。而像MH-53这样的直升机根本不具备这种能力，它们的飞行速度太低了。如果计划将直升机部署到数千千米以外的地区，就需要先安排它们飞往出发机场，然后进行拆卸、装入C-5战略运输机的机舱内（整个过程大约需耗费18个小时）。到达目的地后，还需要花上12个小时将其重新组装，并进行试飞检查，以确保各项功能正常。这个过程耗时且繁琐，难以实现作战行动的突然性。

V-22与若干美军机型对比

V-22可以采用短距滑跑起飞的方式，获得比相应等级的直升机出色得多的载重能力。而此时V-22所需的跑道长度远远短于常规固定翼飞机。试验后发现，如果在地面滑跑365米后起飞，或在军舰飞行甲板上滑跑40米后起飞，CV-22飞机的最大起飞重量可达25吨，比最大垂直起飞重量高出3吨多。

MV-22

V-22倾转旋翼机的旋翼布置在在远离机身的机翼尖端，旋翼直径相对较小，因此其座舱的振动水平比一般的直升机低。

V-22结构独特，气动特性非常复杂。它以较低的前飞速度和较大的下降速度飞行时，容易陷入自身产生的下洗气流中，从而导致涡环状态的发生。涡环状态指的是空气围绕旋翼桨叶的叶尖形成环状流动，类似于炸面包圈的涡流。涡流内部的空气压力下降，导致旋翼损失部分升力。如果飞行员试图通过增加油门或增大桨叶迎角来弥补涡流导致的升力损失，涡环运动将加速，导致更多升力损失，情况变得更加严重。

V-22的螺旋桨旋翼在根部与固定翼飞机上的螺旋桨类似，而在桨尖部分则类似于直升机的旋翼。为了确保在前飞状态下螺旋桨旋翼的根部能够产生较大的拉力，螺旋桨旋翼采用了较大的扭转角。然而，在悬停状态下，采用大扭转角设计的螺旋桨旋翼的工作效率会大大降低，这意味着由发动机输送过来的可用功率会有很大一部分被损耗。因此，与相同重量的直升机相比，V-22在保持悬停飞行所需的发动机功率输出上自然要更大。与装有螺旋桨的固定翼飞机相比，这导致V-22必须配备更高功率的发动机。尽管倾转翼飞机在前飞状态下的螺旋桨旋翼工作效率要低于固定翼飞机上的螺旋桨，但是V-22的螺旋桨旋翼只有在保持较小的前飞速度时才能保持其高效性。因此，尽管V-22的功重比较高，但其飞行速度仍然受到较低范围的限制。

桨盘载荷过高是V-22飞机面临的一个主要技术难题。与倾转翼飞机和直升机进行比较后可以发现，欧洲的EHI“灰背隼”直升机的有效载荷和运载部队人数与V-22相当，但空机重量和发动机功率只有V-22的2/3左右。CH-53E直升机的空机重量稍大于V-22，但有效载荷几乎是V-22的2.6倍。与螺旋桨式固定翼飞机比较，洛克希德马丁公司生产的C-27J飞机的空机重量与V-22相近，但有效载荷几乎是V-22的两倍，巡航速度也更高。V-22飞机的载重量与其庞大的机体相比不相称，这是由于桨盘载荷过高造成的直接后果。V-22的桨盘载荷在最大载重状态下为102千克/平方米，这是西科斯基公司CH-53E直升机的1.5倍，也是波音公司CH-47的两倍多。在设计倾转翼飞机或类似飞行器时，如何降低桨盘载荷一直是一个关键和难点。

V-22吊挂货物

桨盘载荷问题反映了旋翼尺寸和机体重量之间的关系。旋翼尺寸越大，机体重量越轻，桨盘载荷越低；反之则越高。旋翼尺寸的大小受限于前飞状态下桨尖的运动速度和飞行器机体的大小，因此不能简单地增大螺旋桨旋翼直径来降低桨盘载荷。尽管V-22不算是大型飞行器，但左右两个螺旋桨旋翼桨尖之间的距离已经达到25.5米。如果进一步增大尺寸，无法确保安全起降在“黄蜂”级和“塔瓦拉”级大型两栖攻击舰的飞行甲板上。

为解决上述的各种问题，V-22在多次修改后，制造难度不断增大。例如，桨盘载荷过高的问题迫切需要解决，但是增大桨盘面积来降低桨盘载荷已不现实，唯一可行的策略是降低V-22的机体重量。为此，V-22的设计者在制造过程中应用了大量的碳纤维复合材料，这一材料显著增大了制造工艺和成本控制方面的难度。另一个例子是，为了降低发动机舱和液压系统的重量，将液压系统的工作压力设定为340个大气压，比B-1轰炸机和“协和”客机高出25%，比普通飞机高出60%以上。液压系统的设计、制造难度因此增加，而在失效故障发生时存在更大的危险性。这些技术手段都带来了成本、可靠性、制造效率上的挑战。

V-22的上述气动缺陷，给机组人员的培训和实际操作带来了挑战。对于传统直升机来说，随着对涡环现象的研究不断深入，大多数飞行员已经熟知意识到在陡峭的下降动作中要尽量避免过高的下降速度。一旦进入涡环状态，正确的处理方法是增加飞机的前飞速度，利用较高的飞行速度将围绕桨叶叶尖的气流吹散。而现代直升机通常装备有高功率的涡轮轴发动机，在飞行过程中具有较大的剩余功率，因此能够保持较低的下降速度以避免进入涡环状态。然而，V-22重量较大，导致发动机输出的可用于机动飞行的剩余功率较少。此外，V-22飞机采用了两副螺旋桨旋翼的独特横列布局。如果在飞行过程中出现一侧旋翼进入涡环状态，而另一侧旋翼正常工作，将导致左右两侧升力失衡，飞机会向受涡环影响的一侧旋翼方向滚转。在这一领域，主要解决的方法是对飞行员进行充分的培训和训练。

V-22的上述问题，导致了这一飞机在基本构型已经较为复杂的基础上，在具体设计和改进阶段进一步复杂化，这导致了可靠性和维修性方面出现了一系列的问题。复杂的结构令维护工作出现错误的可能性显著提高，而且容易触发多个故障隐患，导致无法挽救的坠毁事故。从统计数据上来看，在V-22飞机进行作战评估试飞时，平均故障间隔时间（MTBF）为0.6小时，意味着平均每飞行0.6小时就会发生一起故障。这不仅远低于最低要求的1.4小时，甚至比老旧的CH-46和CH-53D的MTBF还要高（它们分别为0.89小时和0.82小时，已超出海军陆战队的认可标准）。在作战评估试飞过程中，V-22飞机的维修性也表现出明显的问题。平均每飞行1小时所需的维护工时为18.6个，远低于目标值11个工时，甚至比老旧的CH-46还要高出2.8个工时。此外，美军维护人员普遍反映，V-22飞机发动机舱内空间狭小，管线密布，检查通道很少，对其进行检查非常困难。例如，维护人员有时候需要花费11个工时移除被多个扣件固定的平板，才能对发动机舱内的部件和系统进行检查、维护和修理。为此，贝尔和波音公司重新设计了发动机舱。

美军维护V-22

尺寸（展开状态）	长度：17.47米；宽度：25.76米；高度：6.86米
尺寸（折叠状态）	长度：19.05米；宽度：5.61米；高度：5.47米
翼展	13.96米
尾部高度	5.34米
货舱尺寸	长度：7.41米；宽度：1.80米；高度：1.83米
发动机	两台艾利逊公司AE1107系列发动机
功率	每台6150马力
巡航速度	飞机模式：509公里/小时；直升机模式：343公里/小时
航程（自主部署）	3889公里
升限	7925米
起飞重量	典型状态：15032千克；最大
最大起飞重量	垂直起飞：23981千克；短距起飞：25855千克；自主部署状态：27442千克
燃油容量	6282千克
最大有效载荷	内部：9072千克；外部挂钩：4526千克；绞车：272千克
货舱座位数	24

2007年9月，美国海军陆战队的MV-22“鱼鹰”首次参与实战任务。该机被部署到伊拉克西部，为陆战队的战斗行动提供支持。该机主要在伊拉克安巴尔省活动，被用于运输和侦察任务。当时驻伊拉克美军最高指挥官彼得雷乌斯将军在2007年圣诞节当天乘坐一架V-22，访问了美军部队。奥巴马于2008年的竞选活动之中，也在伊拉克乘坐过V-22。截至2008年7月，V-22已经在伊拉克飞行了3000架次，总计5200小时。

奥巴马搭乘V-22

美国政府问责局对V-22在伊拉克表现的一项研究表明，到2009年1月，部署到伊拉克的12架MV-22已经完成了所有指定的任务。执行任务的能力率平均为57%至68%，占据美军飞机整体执行完整任务的6%。

在2009年11月，美国海军陆战队VMM-261中队成为第一个部署到阿富汗的V-22中队。2009年12月4日，一架MV-22在赫尔曼德省北部实施了在该国的第一次作战任务，部署了一支由80人组成的侦察部队。V-22在阿富汗的主要任务是提供突击支援，运送人员和各种补给物资。V-22在这一地区的表现优于CH-46“海上骑士”直升机，原因是它更适应阿富汗高海拔地区的空气稀薄环境。

部署在阿富汗基地的MV-22B

随着作战行动的减少，V-22在阿富汗的部署原定在2013年底结束，然而VMM-261中队延长了部署，实施了多次伤员后送行动。据报道，V-22速度比直升机更快，可以在关键的抢救时间段内将更多的伤员送到医院。这些飞机还配备了医疗设备，如心脏监测器和分诊设备。

2011年3月，为救援在利比亚上空跳伞的一名美军F-15战斗机飞行员，驻扎在“基尔萨奇”号两栖攻击舰上的两架MV-22紧急出动，在90分钟之内成功的将这名飞行员救起，送至“基尔萨奇”号。

2011年5月2日，恐怖分子头目本·拉登在巴基斯坦的住所内被美军击毙。一架V-22将本·拉登的尸体从巴基斯坦运送到印度洋中的美国海军航空母舰“卡尔·文森号”上。随后美军对其遗体进行了海葬。

V-22量产以来，出现了一系列的战损或事故：

2000年4月：一架执行训练任务的“鱼鹰”在美国亚利桑那州坠毁，造成19名海军陆战队士兵死亡。

2010年4月：一架 CV-22在阿富汗执行任务时被击落，4人丧生、16人受伤。

2012年4月：一架 MV-22在演习中故障坠毁，2人丧生、2人受重伤。

2012年6月：一架CV-22在训练中故障坠毁,造成5人受伤、无人丧生。

2015年5月：一架CV-22在夏威夷基地降落时坠毁,造成1人丧生、21人受伤。

2016年12月：一架 MV-22在冲绳县名护市东方外海迫降时坠毁,造成2人受伤。

2017年1月29日：一架V-22在也门执行突袭任务中坠毁，造成1人死亡、3人受伤。

在也门坠毁的V-22

2017年8月：一架MV-22准备降落在“好人理查德”号两栖攻击舰上时撞击船舷，坠毁在澳大利亚昆士兰外州海。

2022年3月：一架载有4人的V-22在挪威北部参与演习时，因天气不佳而坠毁。

2022年3月：一架美国海军V-22“鱼鹰”飞机在弗吉尼亚州海域坠毁，造成两人受伤一人失踪。

2022年6月：美国海军陆战队第3航空联队的一架MV-22坠落在加州东南部格拉米斯镇附近，4名士兵当场死亡，1人失踪。

2023年8月：一架美军V-22“鱼鹰”运输机在澳大利亚达尔文北部的提维群岛坠毁，机上载有23名美国海军陆战队士兵。截至2023年8月27日，其中3人已经确认死亡。

AW-609是波音和贝尔公司经过25年努力、推向全球市场的V-22民用版本。部分美国议员相信，倾转旋翼技术可能会引领民航业的下一次转型。在1996年的609项目发布会上，贝尔公司董事长韦伯·乔伊纳将其描绘为“与最早的载人飞行器一样具有革命性价值”的重大突破。但是，这一项目出现长时间的拖延。目前具体负责该项目的是莱昂纳多公司，这是一家庞大的航空航天和国防公司，2018年销售额达140亿美元。该公司已经在费城工厂开始组装首批两架批量生产版本。莱昂纳多公司将其交付给客户的时间，取决于何时获得美国联邦航空局的安全认证，该公司此前表示预计将在2019年底获得认证，但随后这一进程出现了长时间的延误。目前，AW609的销售前景并不明朗。在过去的十年初期，该公司多次表示获得了70个订单，但目前只确认了唯一一个客户的两架飞机订单。该客户是伊拉集团（Era Group），这是一家位于休斯顿地区的医疗急救和海上石油平台直升机运营商，他们订购了一架九座客运AW-609、一架医疗运输改进型AW609。

AW-609民用倾转旋翼机

美国陆军是美军内部唯一没有采用V-22的军种。但是，美国陆军在1988年退出V-22项目之后，对其他军种使用V-22的情况进行了观察。在2010年代，美国陆军提出了“多域战”概念。该概念的核心要求是，美国陆军需要拥有灵活且具有高度反应力的地面编队，能够将作战力量快速投送到各个领域，夺取有利地位，控制关键地形以巩固战果，并确保联合部队具备行动自由，从而在物理和认知层面上挫败先进的作战对手。从这一核心要求中可以看出，“多域战”对战场机动速度和灵活性的需求非常高。而倾转旋翼机比起传统直升机，在速度和航程等指标上都有显著提升，更加符合“多域战”的需求。特别是在美国战略重心向亚太地区倾斜的背景下，在拥有多样化作战环境（包括岛屿、陆地、海洋等）的特殊地理条件下，传统直升机很难完成远程投送任务。因此，如果美国陆军希望在西太地区更好地实施“多域战”，比直升机更好的投送平台将变得不可或缺。

V-280倾转旋翼机

2023年4月，在经过试飞竞争演示之后，美国政府、美国陆军选择了贝尔公司的V-280“勇士”倾转旋翼机作为下一代陆军中型运输部队直升机。贝尔公司这一类似V-22的设计，在演示过程中击败了竞争对手洛克希德·马丁公司及其子公司西科斯基的复合推进高速直升机方案。美国陆军V-280项目的价值可能高达800亿美元，最终计划取代现有的2300架UH-60“黑鹰”直升机。第一架V-280的交付时间定于2030年。

V-22的旋翼、变速器与发动机安排在一个整体的短舱内，倾转时这些部分必须一道移动。与V-22相比，V-280将其发动机舱移动到旋翼/传动系统的外侧，而旋翼角度调整则由旋翼/传动系统的伺服驱动系统负责，这使得发动机等部分在旋翼倾转时无需移动，节省了重量，简化了设计，也使得主翼的高度不再需要迁就发动机舱和地面保持安全距离的需求。

在2005年，美国陆军授予贝尔直升机、波音团队一份价值345万美元的18个月合同，实施“联合重型起重”项目。该项目旨在进行对四旋翼倾转旋翼飞机的概念设计和分析。这一四旋翼倾旋翼机是V-22的改进版本。它可能作为战术或战略货运平台，用于执行C-130J和C-17运输机无法完成的任务。它有两个机翼，每个机翼上都安装有两副发动机和螺旋桨。它比V-22更大，可以容纳90多名<a href="https://vibaike.com/204523/" target="_blank">乘客。该机被称为“四轴倾转旋翼机”（QTR），大小与C-130运输机相当。贝尔公司为了降低建造QTR全尺寸验证机的风险，与美国政府签订了三份合同，战政府提供了赞助，并分担了悬停模型和风洞模型测试的成本。这一飞机将能够以垂直方式运送20吨有效载荷。这一飞机未能进入下一步的研究阶段。

四旋翼倾转旋翼机风洞模型

2023年11月29日，日本海上保安厅称，美军一架“鱼鹰”运输机在鹿儿岛屋久岛近海坠落。事故发生时，机上有8名机组人员。11月30日，日本防卫大臣木原稔要求美军在日本停飞“鱼鹰”运输机。12月5日，美国总统拜登发表声明称，机上的8人已全部死亡。次日，美国军方宣布停飞所有“V-22鱼鹰”运输机。

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[131]快讯！外媒：美空军宣布停飞“鱼鹰”运输机.环球网-今日头条. [2023-12-07].