高速直升机（英文名：High-Speed Rotorcraft）是指在常规直升机的基础上设计而成的一种直升机，可以突破飞行速度限制、增大航程并提高机动性，主要构型包括共轴刚性旋翼高速直升机、倾转旋翼飞行器、双推力复合式高速直升机以及由电驱动技术衍生出的多桨倾转旋翼电驱动高速直升机。
早在20世纪中期，德、法、英、俄、美等国就在新构型高速直升机研究方面进行过广泛的探索，提出并试飞了多种原理可行的构型方案。20世纪40年代末，贝尔系统就致力于倾转旋翼概念的研究，探索直升机和固定翼机的结合。20世纪70年代，美国西科斯基飞机公司开始共轴刚性旋翼高速直升机技术研究，研制XH59A技术验证机，实现了440km/h的平飞速度。欧洲也从20世纪80年代中后期起开始倾转旋翼机技术的研究，以法国和德国为主的空中客车直升机公司开展了倾转旋翼机“尤洛法（Euro FAR）”计划的可行性与方案论证研究。2000年后，空直公司在欧直AS365海豚直升机的基础上，研制了X3技术验证机，并在试飞中实现了430km/h的高速巡航。2016年开始，空中客车公司开始了Airbus Vahana多桨倾转旋翼飞行器的研制。在2017年巴黎－布尔歇国际航空航天展览会上，空客直升机又进一步推出了RACER高速直升机，巡航速度达400km/h以上，该机型后来又在2025年直博会上亮相。
高速直升机根据不同的类型，采用的关键技术包括共轴刚性旋翼结构设计技术、倾转旋翼气动优化设计技术、旋翼变转速动力学设计技术、电池热管理技术等。未来战场会呈现作战空间广阔、作战节奏加快、威胁环境多元的特点，高速直升机在提升速度的同时，还应着力提升机动能力、突防能力、生存能力和打击能力等，才能实现整机装备综合作战效能跨越式提升，才能满足未来多样化的军事需求。
历史沿革
为了突破常规构型直升机前飞速度限制、增大航程并提高机动性，早在20世纪中期，德、法、英、俄、美等国就在新构型高速直升机研究方面进行广泛的探索，提出并试飞了多种原理可行的构型方案。经过近60年的探索，被普遍认为应用潜力最大的高速直升机构型主要包括：共轴刚性旋翼高速直升机、倾转旋翼飞行器、双推力复合式高速直升机以及由电驱动技术衍生出的多桨倾转旋翼电驱动高速直升机。
共轴刚性旋翼高速直升机
美国西科斯基飞机公司在20世纪70年代就已开始共轴刚性旋翼高速直升机技术研究，研制XH59A技术验证机，实现了440km/h的平飞速度，但因需求发生变化，该构型的研发停滞了30余年。2000年开始，西科斯基公司进一步开展X2高速直升机技术验证机研究计划，在XH59A的基础上，进一步提升了气动效率、飞控技术，并安装了主动控制系统，实现了480km/h的最大飞行速度，并保持了良好的飞行特性和振动水平。在X2基础上，美国又进一步研制了S-97、SB>1共轴刚性旋翼高速直升机验证机，以竞标“未来垂直起降飞行器”（FVL）项目。虽然SB>1在“未来远程突击飞行器”（FVL-FLRAA）项目中落选，但截至2023年，SB>1仍然是美国未来攻击侦察机（FVL-FARA）计划中的重要竞选机型。
倾转旋翼飞行器
美国
贝尔系统自1940年代末就致力于倾转旋翼概念的研究，探索直升机和固定翼机的结合。1971年，美国启动研制XV-15试验机，机翼两端布置发动机，通过发动机机舱、旋翼倾转实现飞行模式的转换。1982年，美国陆军首先提出以XV-15为基础研制倾转旋翼机，作为未来“三军联合先进垂直起降飞行器”，1985年1月该型机正式命名为V-22鱼鹰式倾转旋翼机“鱼鹰”。1989年3月原型机首飞，并在1997年交付于美国海军陆战队试用。后续在V-22的基础上推出新型倾转旋翼机V-247，采用无人驾驶，最高速度可达550km/h，在2018年首次展示样机，但近期未有进展信息公布。而四倾转旋翼构型截至2023年尚停留于航模阶段，欧美等国未有明确的公开项目信息。进入21世纪，在美国陆军“未来垂直起降飞行器”计划的牵引下，贝尔47直升机公司和洛克希德·马丁公司联合，在摩托船22B研制技术基础上开展V-280“勇气”的研发。V-280已经在“未来远程突击飞行器”（FVL-FLRAA）项目竞标中获胜。2035年后，美国陆军会逐步装备V-280以替代UH-60系列直升机。
欧洲
欧洲从20世纪80年代中后期起开始倾转旋翼机技术的研究，以法国和德国为主的空中客车直升机公司开展了倾转旋翼机“尤洛法（Euro FAR）”计划的可行性与方案论证研究。1996年初，意大利阿古斯塔直升机公司和美国的贝尔直升机公司合作研制了6350kg、9座的民用型倾转旋翼机AW609。其飞行速度能达到510km/h，使用辅助油箱最大航程2036km。2022年AW609样机开始试飞工作。20世纪90年代末，欧洲直升机公司、意大利阿古斯塔公司也分别与其他国家联合提出“尤洛泰特（Eurotilt）”“埃瑞卡（ERICA）”计划，旨在研制10吨级、20座的民用倾转旋翼机。2020年莱奥纳多公司提出了NextGenCTR民用倾转旋翼项目。
双推力复合式高速直升机
截至2023年，欧洲空直公司是双推力复合式高速直升机的力推者，2000年以来，空直公司首先在法国海豚直升机的基础上，研制了X3技术验证机，并在试飞中实现了430km/h的高速巡航。2017年的巴黎－布尔歇国际航空航天展览会中，空客直升机又进一步推出了RACER高速直升机，巡航速度400km/h以上，是一款以清洁环保为目标的高速直升机。截至2023年，RACER验证机已开展加工，并开展飞行测试。
多桨倾转旋翼电驱动高速直升机
多桨倾转旋翼电驱动高速直升机较有代表性的为空直公司的VAHANA技术验证机与美国航空航天局的LA-8技术验证机。空中客车公司于2016年开始了空中客车直升机公司 Vahana多桨倾转旋翼飞行器的研制，该机最大起飞重量815kg，设计乘坐2名乘客，于2018年实现首飞并在随后完成了水平飞行，该项目已于2019年结束。NASA先进空中机动技术试验台（美国车桥制造国际控股有限公司TT）项目支持了未来城市空中机动相关的诸多领域，其中包括LA-8型多桨倾转旋翼飞行器，其设计起飞重量28.4kg、翼展2.44m。该机于2019年起开始了长达两年的风洞测试及长达3个月的飞行测试，最终于2022年5月实现了时速59km/h的水平飞行，获得了一些试验数据，截至2023年，已开始发布公开的只有部分数据。
主要类型
根据高速直升机的构型特征、技术特点、飞行与操纵原理，可将高速直升机分为复合式、倾转式和停转式。其中，被普遍认为应用潜力最大的高速直升机构型主要包括：共轴刚性旋翼高速直升机、倾转旋翼飞行器、双推力复合式高速直升机以及由电驱动技术衍生出的多桨倾转旋翼电驱动高速直升机。
共轴刚性旋翼高速直升机
共轴刚性旋翼高速直升机基于前行桨叶升力偏置概念，充分利用前行桨叶动压大的优势，让前行桨叶提供主要升力，减小后行桨叶升力需求，以减弱高速飞行的后行侧动态失速特性；采用上、下反转的共轴旋翼来抵消单副旋翼因前后行桨叶升力不平衡带来的滚转力矩；通过降低高速飞行时的旋翼转速以减弱前行侧压缩性作用；并且在机体尾部配装推力桨来克服机身废阻，从而实现高速飞行，其平飞速度可以达到400km/h以上。
倾转旋翼飞行器
截至2023年，倾转旋翼机是全球唯一得到实际应用的高速直升机，其将飞机和直升机融为一体，通过机翼两端的旋翼短舱系统或翼根处的相应机械结构，使旋翼在纵向平面内旋转，实现旋翼产生的拉力作用方向的转换，兼具直升机垂直起降、悬停和飞机高速巡航、大航程等优点，是垂直起降旋翼飞行器发展的主要趋势之一。在直升机模式下，旋翼轴竖直，构型类似横列式直升机，转入固定翼模态后旋翼轴水平，构型相当于螺旋桨飞机。倾转旋翼机巡航速度可达500km/h，最大平飞速度可达560km/h，可实现500km以上作战半径范围的垂直补给和快速运输。
双推力复合式高速直升机
双推力复合式构型通过在常规直升机机身两侧安装辅助机翼提供额外升力，并在机翼外端加装两副螺旋桨作为推进装置，以达到提高飞行速度的目的。这种构型既能保留直升机的悬停和低空低速良好性能的优势，通过增加附加的推力和辅助升力又能有效提高飞行器的最大前飞速度。双推力复合式高速直升机相对于共轴刚性旋翼高速直升机、倾转旋翼机等构型，结构与传统直升机更为接近，旋翼在飞行包线内功能变化相对较小，双推力复合式高速直升机保留了常规构型直升机的绝大部分优点，研制难度相对较低。通过加装螺旋桨和机翼替旋翼卸载，使旋翼的转速可以在高速前飞时降低，延缓前行桨叶激波和后行桨叶失速等问题的产生，并能缓解振动问题。
多桨倾转旋翼电驱动高速直升机
大功率电机和高密度能量电池等航空电驱动技术不断成熟，为飞行器设计带来了新的变革。电驱动技术具有响应快、转速范围宽、电机效率与尺寸相关性小、噪声低等优点，为飞行器的构型设计增添了极大灵活性。分布式电驱动由于其特殊布局所带来的飞行器性能提升以及与现有电池技术水平的契合，开始占据电驱动的主流。多桨倾转高速旋翼飞行器综合利用分布式旋翼与倾转机翼概念，气动布局采用倾转机翼布局，多个分布式驱动的旋翼单元分布于机翼，该构型具备垂直起降、定点悬停与高速前飞能力，最大平飞速度已经超过300km/h，随着电驱动技术的日益成熟，未来该构型高速直升机最大平飞速度将达到600km/h，飞行速度和航程相对常规直升机可提高一倍以上，是未来高速新构型旋翼飞行器的重要发展方向之一。
其他构型高速直升机
另外也有其他新型构型飞行器提出，贝尔公司的高速垂直起降飞机HSVTOL，拥有2个可倾转的动力装置，可切换旋翼方向向上或向前，并且在平飞中可使旋翼停转并折叠，切换为喷气式模式，于2021年开始概念研究。旋翼停转类飞行器特殊设计的旋翼可以在空中停转或收藏起来，转为固定翼飞行。这一构型还在探索阶段，代表机型有X翼旋翼系统验证机S-72、鸭式旋翼/机翼飞行器X-50A等。
典型型号
X2高速直升机
X2高速直升机是美国西科斯基飞机公司于2008年8月首飞的共轴双旋翼交叉式直升机，主要面向军用及民用高速运输领域。该机采用同轴反转双旋翼与尾部推进螺旋桨复合设计，巡航速度达463公里/小时，是传统直升机的两倍。
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。
关键技术
无论哪种高速直升机，都采用了新的飞行原理和新的直升机构型，相较于常规直升机，其总体设计、气动设计、旋翼设计、振动及飞行控制等技术均有着各自的特殊性，设计分析影响因素更多，研制难度更大，这些技术直接关系到高速直升机的飞行性能及飞行安全。
共轴刚性旋翼高速直升机
为实现高速飞行，共轴刚性旋翼高速直升机及其他构型高速直升机在总体构型方面均与常规直升机有着显著差异，在总体参数设计时，已有的常规直升机总体参数数据不能直接参考，因此，共轴刚性旋翼高速直升机必须采用正向设计的方法和流程进行总体参数设计。同时，共轴刚性旋翼高速直升机采用了“共轴双旋翼+推力桨”构型，旋翼、推力桨、机身及其他舵面之间存在强烈的气动干扰，在总体设计时，采用工程方法进行评估的结果可能会与真实情况相差较大，因此，共轴刚性旋翼高速直升机在总体参数设计时，就必须采用精度较高的评估方法进行性能评估，才能保证总体参数设计的有效性。实际上，其他构型高速直升机在总体设计方面也有类似的问题。
大前进比共轴刚性旋翼气动设计技术
共轴刚性旋翼通过前行侧升力偏置的概念有效抑制直升机高速前飞时旋翼后行侧的动态失速现象，并通过旋翼降转速改善前行侧的压缩性效应，故在高速前飞时存在大前进比、大反流区、强径向流的特点。在低速飞行时旋翼间存在复杂的桨涡干扰。因此应避免旋翼在反流环境下出现剧烈的气动分离现象，且后行侧尽量避开较大的负攻角状态以降低阻力，以有效提升高速前飞时的气动性能，这对翼型、桨叶布局的气动设计提出更高的要求，并带来新的挑战，例如双钝头翼型设计、桨叶正负扭转非常规设计。另外，桨毂及机身的减阻设计也是高速直升机能否实现高速飞行的决定性因素。因此，高效低阻的气动设计技术是共轴刚性旋翼高速直升机的关键技术之一。
飞行力学及飞行控制技术
共轴刚性旋翼高速直升机采用共轴刚性旋翼、复合推力、变转速、复合操纵等先进技术，在飞行力学与飞行控制方面所面临的技术难题与常规构型直升机存在显著差异。与常规直升机相比，高速直升机在气动方面存在严重的旋翼间气动干扰、高前进比大反流区、大升力偏置等更复杂的气动环境。前飞时，会产生很大的升力偏置，同时为提高操纵性和机动性，桨毂结构紧凑，旋翼间距减少以降低桨毂阻力。现有的飞行性能与飞行载荷分析技术难以适用；在飞行品质与控制方面，共轴刚性旋翼高速直升机存在挥舞刚性、复合推力、复合操纵和飞行模式变化带来的稳定性差、操纵功效高、操纵策略复杂以及飞行品质规范适应性等问题，导致了高速直升机飞行品质差、驾驶员工作负荷重，对其飞行品质提升和飞行安全保障提出了挑战，为飞行力学分析和飞行控制设计增加了难度。控制律设计有效改善了共轴刚性旋翼机动状态下由于升力偏置导致的旋翼载荷，从而有效提升其负载能力和桨尖间距水平。因此，共轴刚性旋翼高速直升机飞行力学及控制技术与常规直升机存在显著差异，难度更大，是该构型高速直升机的关键技术之一。
共轴刚性旋翼结构设计技术
共轴刚性旋翼取消了挥舞铰和摆振铰，桨叶与桨毂刚性连接，挥舞和摆振弯矩比传统旋翼大得多，因而给桨叶和桨毂结构设计带来了巨大的变化。比如刚性桨叶根部比较粗，弦长变化比较大，桨叶中部弦长最大，中部至桨尖部分弦长逐渐减小，这些因素给桨叶结构设计带来了很多困难。相对于常规构型直升机，共轴刚性旋翼高速直升机飞行速度有很大提升，为延缓大速度前飞状态下桨尖激波生成，该构型直升机在高速飞行时会降低旋翼转速，为避免在变转速范围内旋翼发生共振，出现稳定性问题，旋翼桨叶各阶固有频率需避开变转速范围内所有转速的谐波值，这同样为旋翼桨叶设计带来很大难度。因此，共轴刚性旋翼结构设计技术是该构型高速直升机独特的关键技术之一。
振动控制技术
共轴刚性旋翼采用前行桨叶概念旋翼，且高速飞行时旋翼需要变转速，导致机身上振动响应的频带变宽，且桨叶根部刚硬无挥舞摆阵铰、上下旋翼存在交叉角和桨叶的弯曲-扭转-拉伸变形耦合严重，使得机身各方向的振动响应均偏大，因此，同常规构型直升机相比，共轴刚性旋翼高速直升机振动问题更为严重，振动特性更为复杂。截至2023年，常规构型直升机常用的减振技术频率及方向相对固定，难以满足共轴刚性旋翼高速直升机宽频带、多方向减振的需求，主动振动控制技术则成为优选。然而，对于共轴刚性旋翼高速直升机，主动振动控制作动器要实现多方向输出力的设计，需满足单个和多个电机转速、位置的协调精确控制；同时，自适应控制律需要快速跟随振动变化，抗强干扰叠加多向控制需求使得自适应控制律方法研究的复杂度大大增加，控制算法需要更加复杂的过滤策略才能实现稳定；并且，为实现快速跟随减振，还需作动器、驱动电路和控制算法精密配合。综上，主动振动控制技术是共轴刚性旋翼高速直升机的关键技术之一，也是该构型高速直升机能够实现高速飞行的关键之一。为抑制X-2技术验证机在高速飞行时机身振动严重，伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基将振动主动控制系统定为该机必装，且加装该系统后，振动控制效果显著。
倾转旋翼飞行器
倾转过渡状态气动干扰特性分析技术
倾转旋翼飞行器同样存在旋翼/机翼/机身间的复杂气动干扰问题，不同于共轴刚性旋翼高速直升机，其存在悬停、前飞及不同模式的过渡转换多种状态，特别是过渡飞行状态时，倾转旋翼的入流环境和操纵输入处于持续动态变化之中，旋翼/机翼的气动特性具有很强的非线性特点，是倾转旋翼机最为复杂的飞行状态。对此过渡转换状态的气动干扰研究主要采用数值模拟和风洞试验的方法。数值计算方面，Appleton等采用降阶气动模型对过渡状态旋翼/机翼/尾翼之间的气动干扰特性进行分析，在飞行力学模型中充分耦合，考虑倾转过渡过程中飞行器姿态、操纵特性变化对气动干扰的影响。为进一步提升过渡干扰流场细节模拟能力，王福新等发展了自适应网格以及延迟分离涡模拟（IDDES）的高分辨率CFD方法，计算获得的旋翼和机翼气动干扰结果受限于计算效率，仅进行固定角度倾转的旋翼/机翼气动干扰分析。因而，进一步提升干扰流场精细化程度以及计算效率，同时在计算时耦合飞行力学的操纵配平计算，仍是倾转旋翼飞行器过渡状态气动干扰特性研究需进一步发展的方向。在风洞试验方面，从XV-15倾转旋翼机技术验证机研制阶段便通过大量风洞试验充分研究了不同部件间的干扰特性，进而支撑了气动布局设计。如Savage等通过风洞试验对倾转短舱分离和机翼翼尖流动与垂尾的干扰流场进行研究，在此基础上降低垂尾高度，有效解决了垂尾受到紊流冲击的现象。Droandi等通过风洞试验对比研究了外段机翼倾转对于旋翼/机翼气动干扰特性的影响，对欧洲ERICA计划中倾转旋翼机的方案设计具有一定的参考作用。
倾转旋翼气动优化设计技术
旋翼是倾转旋翼飞行器的关键气动部件，需要针对悬停、前飞等不同状态进行气动环境分析和指标分解，进而开展翼型及桨叶气动布局的优化设计。20世纪80年代，美国的Narra more以NACA64系列翼型为基准研发了XN系列倾转旋翼翼型，为V-22倾转旋翼飞行器的研发提供了重要的基础。为了进一步提升倾转旋翼气动效率并降低旋翼噪声水平，法国ONERA 的Philippe等在ADYN研究计划中进行了倾转旋翼气动和噪声的综合优化设计，在优化中采用elsA CFD软件进行倾转旋翼悬停气动性能分析，采用升力线理论进行前飞性能计算，基于FW-H声学方程分析噪声特性，形成的旋翼气动方案在保持高悬停效率、前飞推进效率的同时，还具有优良的低噪声特性。
倾转过渡模式飞行控制技术
倾转旋翼飞行器同时具有直升机模式及飞机模式下的两套操纵方式，过渡模式下旋翼/螺旋桨短舱倾转，呈现变构型、变速的运动特征，模型参数发生变化的同时，不同操纵方式所占比重也不断发生改变。此外，由于操纵数量众多，相互之间存在着严重的耦合关系，不仅影响飞行模式下的配平、操纵性和稳定性，而且直接影响过渡模式的转换。倾转旋翼飞行器是一个非线性、多变量和时变的控制对象，并且由于数学模型的不精确性、环境的不确定性等因素，严重增加了飞行控制系统的设计难度。如何对倾转旋翼机设计控制律及分配方式，保证系统具有良好的跟踪性及鲁棒性，是实现飞行器安全平滑过渡以及全模式下稳定飞行的关键技术之一。
倾转旋翼/机翼回转颤振稳定性控制技术
倾转旋翼飞行器除了存在与常规直升机类似的稳定性问题之外，由于其独特的旋翼/短舱/机翼耦合结构，还存在回转颤振现象。倾转旋翼机旋翼桨叶通常采用大预扭角设计，容易产生明显的弯扭耦合变形，并且旋翼安装在机翼的最外端，旋翼与机翼之间会产生复杂的气动、惯性及结构耦合，进而降低倾转旋翼飞行器系统的回转颤振边界。美国早期的XV-3在进行吹风试验时就发生了与螺旋桨飞机类似的回转颤振现象，研究人员通过增加短舱支撑刚度以及旋翼挥舞频率等优化系统结构参数和改进机翼、桨叶结构的被动设计技术。虽然有效地提高了临界回转颤振速度，但为了更进一步扩大回转颤振边界，全球学者基于主动控制技术提出了的HHC控制、机翼后缘附翼控制等。
双推力复合式高速直升机
气动干扰分析与布局设计技术
双推力复合式高速直升机在高速前飞时前进比要远大于常规旋翼，大前进比下的动态失速、非定常激波干扰等复杂流动以及强烈的气动/结构耦合作用，使其气动、噪声特性与常规旋翼以及共轴刚性旋翼相比更为复杂。为获得高效的气动布局，需要对大前进比旋翼所处的气动环境特征进行分析，进一步对旋翼气动布局优化设计。同时，复合式高速直升机增加了机翼、双推力桨等气动面，旋翼、机翼、双推力桨之间的气动干扰对于该构型直升机的性能、操纵、载荷等均会产生显著影响，需要对旋翼/机翼/双推力桨的干扰特性以及布局参数影响规律进行分析及设计，形成高效的总体气动布局方案。双推力复合式高速直升机气动干扰分析与布局设计技术是该构型高速直升机的关键技术之一。
飞行力学设计技术
双推力复合式高速直升机与常规直升机相比，增加了一对推进螺旋桨、副翼、升降舵和方向舵，意味着增加了4个操纵量，操纵系统需要兼顾2种飞行模式下的操纵功能，存在操纵冗余问题。飞行包线也较常规构型直升机进一步扩大，耦合了复杂的升力和推力匹配问题。与此同时，旋翼和机翼各自承担的升力不同，机翼和螺旋桨会出现气流分离的现象，性能计算要考虑到螺旋桨消耗的功率以及旋翼、螺旋桨、机身、机翼相互之间的气动力关系。另外，小速度范围内，若保持俯仰姿态为0，需要左侧螺旋桨提供负推力平衡主旋翼反扭距，此时左侧螺旋桨的前飞速度和诱导速度方向相反，当前飞速度达到涡环边界速度时，左侧螺旋桨会进入涡环状态，使螺旋桨存在拉力损失，影响过渡时的飞行安全；在大速度下或者高空中还受后行桨叶出现气流分离及前行桨叶出现激波的限制。因此，双推力复合式高速直升机操纵策略制定、飞行力学设计技术是关键技术之一。
旋翼变转速动力学设计技术
双推力复合式高速直升机在高速前飞时允许旋翼在大的转速范围内变化，这也导致旋翼在高速状态下桨盘反流区问题、失速问题、气动干扰问题进一步增加；旋翼变转速过程中桨叶离心力刚度降低，桨叶在转速变化区间内穿过多个频率共振点，这些都造成了高速状态下旋翼面临严峻的载荷问题。X3复合式直升机在旋翼转速加减速瞬态过程中升力会出现波动现象，尤其是在减速过程中，由于惯性作用，使得旋翼出现较大的振动载荷问题。因此，旋翼变转速动力学设计技术是双推力复合式高速直升机的重要关键技术之一。
多桨倾转旋翼电驱动高速直升机
大功率航空电机推进技术
有人化、大型化是多桨倾转旋翼电驱动高速直升机向实用化发展的必然路径之一。当前，大型的电驱动飞行器起飞重量普遍在350kg以上，最大的电动垂直起降飞行器已达到2000kg，而最大的电动固定翼飞行器甚至已达到7500kg，其对电机推进系统的需求已超出常见市售航空电驱动系统的能力。因此，大型多桨倾转旋翼电驱动高速直升机对航空动力电机推进系统提出了大功率、大功重比、大扭矩重量比的要求。截至2023年，美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校提出的1MW永磁电机功率密度达到14kW/kg，英国诺丁汉大学设计的Halbach永磁电机功率密度为15.8kW/kg，但是较为成熟的电机功率密度还未达到10kW/kg，电机系统超重问题是制约航空电推进系统大规模应用的一大因素，因此，大功率航空电机推进技术是关乎多桨倾转旋翼电驱动高速直升机能否实用化的关键技术之一。
电池热管理技术
电池热管理系统技术用于管理和控制电驱动旋翼飞行器中电池的温度。由于电池占全电驱动旋翼飞行器整机重量比率较高（一般为30%~35%），且在垂直起降过程中放电倍率大（可以达到4C~6C），电池的发热量很大，因此需要对电池进行热管理从而防止电池过热并保护电池，电池热管理可以采用不同的冷却技术，包括空冷、液冷和相变冷技术。
空冷技术是最常用的一种，通过自然对流散热，具有低成本、长寿命、易维护和低功耗的优点。然而，由于空气传热系数低、冷却速度慢、空间利用率低、防水防尘困难等问题，对于紧密排列的方形电池组已不再适用。
液冷技术是一种新兴的冷却方案，分为间接液冷和直接液冷。间接液冷技术使用高导热性和高比热容的液体作为冷却介质，更适用于电池灵活多变的设计结构，被认为是综合性能最好的热管理方案。然而，中国的研发能力相对滞后于国外厂商，且冷却液的回收处理也是一个被广泛关注和亟待解决的问题。与间接液冷技术相比，直接液冷技术具有更高的散热效率和温度均一性，但由于冷却介质的高价、潜在的毒性化学物质和可燃特性等原因，其应用发展受到了一定的限制。
相变冷技术是一种新兴的热管理方案，其基本原理是利用相变材料在固体状态升华或液体状态汽化来吸收热量从而制冷，不仅控温性能优异且无需额外功耗，同时具有体积小、环保的优点。相变冷技术的核心在于相变材料的应用。截至2023年，市场上主流的热管理相变材料是工业石蜡，它具有低成本、宽相变温度和高潜热等特点，与高导热复合材料相结合可以有效改进散热性能。然而，相关技术仅限于文献报道，实际应用中常见的仍是石蜡和膨胀石墨的复合技术。
随着电池技术的不断发展和应用场景的扩大，针对超快充放电需求和恶劣工作环境，电池热管理未来的发展趋势是混合相变冷技术与风冷技术或液冷技术的结合。电池热管理技术和市场仍然处于快速发展阶段，具有低成本、高换热效率和长寿命的热管理技术必会在市场上占据主导地位，也会成为电驱旋翼飞行器实际应用的关键技术之一。
气动干扰分析与布局设计技术
为了实现低速操纵性充足、高速升阻特性良好、动力系统简洁易用的目标，多桨倾转电驱动高速直升机普遍将数量较多的旋翼分布于机体四周不同位置，并采用机翼、鸭翼或尾翼等结构进行支撑。以典型的串列翼多桨倾转为例，其前后机翼之间、旋翼与机翼之间、前后旋翼之间都存在明显的相互干扰，且由于从悬停到平飞过程间飞行工况与飞机几何外形变化巨大，相互干扰形成的影响也十分复杂。对气动干扰分析与布局设计能力提出了很高的要求，且关于垂直和水平飞行之间的最佳转换方式缺乏历史数据，因此多桨倾转旋翼电驱动高速直升机气动干扰分析与布局设计技术是该构型研制的关键技术之一。
全飞行模态飞行动力学分析与控制技术
多桨倾转旋翼电驱动高速直升机机翼倾转飞行过程中分布式多桨随机翼不断倾转，飞行器的外形和飞行速度不断变化，这是一种变构型、变速的飞行过程，同时机翼倾转过渡过程中，机体惯量变化较大，倾转过快难以保持平稳飞行。该构型暴露出很多飞行动力学问题，主要体现在旋翼/机翼干扰以及倾转机翼带来的过渡走廊过窄，过渡飞行状态中滚转和偏航操纵通道过度耦合以及多操纵面分配等问题。过渡状态的复杂气动干扰以及倾转过程中的机翼失速对其飞行控制及操纵提出了很大挑战，因此全飞行模态飞行动力学分析与控制技术为该构型高速直升机的关键技术之一。
分布式多桨/柔性倾转机翼气弹耦合动力学设计技术
为了提高巡航效率，多桨倾转旋翼高速直升机多采用大展弦比机翼设计，且由于构型特点，机翼上存在分布式的集中载荷和质量，使得多桨/机翼耦合系统呈现模态频率密集、振型复杂等特点。在倾转过渡状态，旋翼尾迹动态弯曲产生的非定常气动力作用显著，旋翼/机翼气动和惯性载荷也通过结构相互激振，同时旋翼在大角度倾转过程中也会产生显著的回转陀螺效应，形成复杂的气动/弹性/惯性耦合作用。而在高速前飞时机翼在升力方向的结构支撑刚度明显降低，结构形变显著，因此旋翼受到的机翼结构形变或振动的惯性耦合作用非常强烈，进而造成旋翼拉力载荷的脉动，引起经典颤振、回转颤振等典型问题。美国航空航天局的Helios无人机就是由于对分布式多桨/柔性机翼气弹耦合机理认识的不足，导致该机在一次飞行中受突风扰动后发散解体。因此，充分探索分布式多桨/柔性倾转机翼气弹耦合机理研究，建立与之相适应的耦合动力学设计技术是影响该构型飞行安全的关键技术之一。
发展趋势
常规构型直升机普遍存在航程短、飞行速度不高等问题，在2022俄乌冲突中，常规构型直升机在复杂的战场环境中暴露出战场生存力低的问题。未来战场将呈现作战空间广阔、作战节奏加快、威胁环境多元的特点，高速直升机在提升速度的同时，还应着力提升机动能力、突防能力、生存能力和打击能力等，才能实现整机装备综合作战效能跨越式提升，才能满足未来多样化的军事需求。
应用场景
适应应急救援体系需求
世界各地自然灾害、突发事件频发，且具有突发性强、反应时间短、人员伤亡大，地面交通阻断等特点，而高速直升机具有快速响应和高速飞行能力，能完成上千公里的远距离快速转场，第一时间抵达事件发生地，开展抢险救灾、应急救援、医疗救护等任务，保障人民生命财产安全。高速直升机在民用领域的发展与应用，应充分考虑应急救援体系的紧迫需求。在指标论证和型号设计时应重点考虑应急救援体系中低空低速的空白区域，与大型救援飞机、地面救援力量联合组成高效的应急救援体系，只有这样才能在该体系中发挥不可替代的关键作用。
充分应用其他领域新兴技术成果
科学技术发展迅速，在数字技术、电驱动技术、人工智能技术以及航空新材料、新工艺等领域出现了一大批新兴成果。高速直升机是下一代直升机的重点发展方向，在研发过程中，应充分应用其他领域新兴技术的研究成果，或考虑相关领域的未来发展趋势，如多样化的电驱动型式、智能化的飞管系统、智能材料等，只有这样才能使得直升机综合性能跨越式提升，从而实现直升机跨代发展。
相关事件
在2025年直博会上，作为欧盟“清洁天空2”计划的一部分，欧洲空中客车直升机公司推出的Racer高速直升机按照空气动力学优化和创新的“节能模式”而设计，选择混合电推进模式，结合了直升机的垂直起降能力和固定翼飞机的高速巡航性能。根据空客直升机公司的介绍，Racer能够在相比同级别传统直升机节省20%燃料消耗的情况下，实现每小时400公里的最大速度，远远超过传统直升机每小时300公里左右的飞行速度。
参考资料 >
更快更节能，直升机未来发展风向标.环球网.2026-03-06
“黑鹰”继任者：美公布新一代高速突击直升机设计.参考消息.2026-03-06
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V-22 鱼鹰.波音官网.2023-04-06
V-22 Osprey .Federation of American Scientists.2023-06-29
Maligned aircraft finds redemption in Iraq, military says .CNN.2023-07-04
Casevac, the new Osprey mission in Afghanistan .The marine times.2023-07-04