波音公司的X-50A“蜻蜓”（Boeing X-50A Dragonfly），在項目早期被稱爲“鴨式旋翼/機翼驗證機”（CRW；Canard Rotor/Wing Demonstrator），是一種垂直起降旋翼/機翼複合式無人飛行器。該機由波音公司和美國國防先進研究項目局（DARPA）聯合打造，其研製目的就是爲了演示驗證一種特別打造的直升機旋翼能夠在飛行中實現“停轉”並實現與固定翼飛機的機翼相同的作用，從而確保這種飛行器能夠實現固定翼飛機模式和直升機模式之間的轉換。也正是因爲該機旋翼所具備的這種獨特的特點，“蜻蜓”也被稱爲“停轉旋翼機”（Stopped-Rotor Aircraft）。 追根溯源的話，X-50A“蜻蜓”其本質可以說是延續了西科斯基公司在上世紀八十年代啓動的S-72“X-Wing”項目，該項目初步探索了“停轉旋翼”這種多模式飛行器的潛在可行性。後來，美國國防先進研究項目局資助了兩項被稱爲“Heliplane”（可譯作直升飛機，注意和‘直升機’的區別），X-50A正是其中一項。
△西科斯基公司的“X-翼”試驗機藝術概念圖 可惜的是，兩架“直升飛機”原型機最終都沒能達成“全速前飛”的飛行測試，爲此，在最後的評估中，美國國防先進研究項目局的評估專家認爲“蜻蜓”停轉旋翼機存在固有的設計缺陷，所以在2006年年底，DARPA撤銷了對X-50的項目資助。 誰來爲“魚鷹”保駕護航？——需求催生的X-50A
△爲“魚鷹”傾轉旋翼機尋找合適的護航飛行器至今仍是令美國海軍陸戰隊頭痛的問題之一 自從V-22魚鷹傾轉旋翼機進入服役之後，美國軍方一直都在尋求一種能夠爲該機實現“保駕護航”的飛行器，相比魚鷹，常規直升機速度太慢，固定翼飛機又欠缺低速伴飛和懸停警戒能力，所以採用一種類似於傾轉旋翼機的複合式旋翼飛行器就成了美國軍方的首選目標。 正是在這種大背景下，波音公司“鬼怪工廠”（當時鬼怪工廠還是麥道公司的一個研發機構）的設計師提出了“鴨式旋翼/機翼複合佈局”CRW構型的概念構想，希望能夠藉此打造一種能爲魚鷹傾轉旋翼機執行武裝護航任務的飛行器。鬼怪工廠的設計師們擁有豐富的設計、試驗和生產經驗，他們針對西科斯基公司的“X-Wing”飛行器所存在的缺陷，並吸取傾轉旋翼機發展中的經驗，通過多輪設計迭代和改進，最終敲定了“停轉旋翼機”的方案，希望能夠通過這種新穎的概念設計方案實現垂直起降飛行器的技術突破。按照鬼怪工廠設計師們的構想，這種停轉旋翼機能夠在艦艇的直升機平臺上垂直起降，也具備噴氣式飛機的速度和航程，不僅能夠圓滿完成“魚鷹”傾轉旋翼機的護航任務，同時也非常適用於快速部署和作戰使用。
△CRW構型飛行器的概念構想 對於這種概念過於前衛和新穎的設計，美國軍方當然不會直接籤研發合同，這種預先研究項目一般都是丟給美國國防先進研究項目局去折騰。順水推舟，1998年6月份，DARPA和波音公司簽署了一份一個關於“CRW構型”的聯合項目，項目被稱爲“先進旋翼系統”（Advanced Rotor System），其預估總研發經費2400萬美元，雙方各自承擔一半。 當然，項目的主要負責人還是波音公司的鬼怪工廠，他們需要負責設計、製造並試飛兩架“CRW構型”的這種新型停轉旋翼機。項目的主要目的是通過試飛驗證驗證新構型的可行性，尤其是可以實現空中停轉和旋翼重啓，從而打造兼具垂直起降和高速前飛兩種能力的新型飛行器。波音公司還聲稱，該機潛力非常巨大，其潛在用途包括武裝偵察、精確搜索、通信聯絡等，還可以根據不同的需求分別設計出無人駕駛機和有人駕駛機，足可滿足美國軍方的多種實際使用需求。
△X-50A停轉旋翼試驗機原型機 2002年4月9日，這種新構型停轉旋翼機正式被定型爲“X-50A”，注意，這裏的50並不是按照DARPA一貫的X系列概念驗證機的順序來的，而是直接考慮到這種飛行器是由50%的直升機和50%的固定翼飛機綜合而成，故而將其命名爲“X-50A”，從而凸顯其在設計上的創新性和獨特性。 停轉旋翼、槳尖噴氣——黑科技滿滿的X-50A新穎設計
△CRW構型無人試驗機模型渲染圖及其三視設計草圖 從總體而言，X-50A停轉旋翼機採用了“前後三組升力面”的獨特設計，其動力系統由一臺常規的渦扇發動機提供動力，在直升機模式，發動機的排氣被導向位於旋翼槳葉尖端的噴嘴，從而實現“槳尖驅動”旋翼旋轉，實現垂直起降、懸停和低速等飛行操縱；當該機轉爲全速前飛狀態時，發動機排氣則通過該機尾部的噴嘴排除，與此同時，X-50A的旋翼系統鎖死在一個固定的位置，從而作爲一種常規的固定翼機翼來提供前飛昇力。作爲項目的一部分，波音公司製造了兩架X-50A概念驗證機。2003年11月24日，X-50A停轉旋翼機完成了其首次飛行測試。 ①整體佈局特點
△X-50A停轉旋翼原型試驗機 “蜻蜓”停轉旋翼機突破了原有複合式旋翼飛行器的設計思路，採用了獨特的前後三組升力面創新設計，其第一組升力面就是位於該機頭部的鴨式前翼，第二組升力面就是機身中部的既是旋翼又是機翼的“停轉旋翼”，第三組升力面就是該機尾部的水平尾翼。鬼怪工廠的設計師們認爲這種獨特的設計可以適應不同飛行狀態下，飛行器所需要的升力和操縱力矩的需求，而停轉旋翼技術的加入也使得該機能夠非常平穩地從直升機模式轉換到固定翼飛機模式。
△X-50A三維渲染模型圖 X-50A停轉旋翼機的鴨翼和平尾的翼面面積都比較大，隨着前飛速度的增加，兩者所能提供的升力就會逐漸增加，慢慢卸載旋翼負載，等到該機的前飛速度達到時速110公里，這兩個升力面就能夠產生較大的升力，旋翼轉速就可以開始逐步降低。隨後隨着飛行速度的增加，噴氣旋翼轉速逐漸減小，最後鎖定在於機身成90°角的位置（也就是旋翼90°-270°方位角位置），於是，旋翼系統也順利化作一套“附加機翼”爲全機提供升力。 ②槳尖噴氣技術
△X-50A對地打擊衍生型號的藝術概念和佈局示意圖 “蜻蜓”停轉旋翼驗證機在起飛和着陸、懸停和低速飛行階段會採用直升機模式，其升力主要通過對機身中部上方的大型“噴氣旋翼”直接產生。所謂“噴氣旋翼”其實就是這副旋翼採用了“槳尖噴氣驅動”技術，亦即發動機排出的燃氣沿着兩側旋翼槳尖切向噴出，驅動旋翼旋轉。
△X-50A停轉旋翼風洞試驗圖及其三視尺寸示意圖 爲實現高效的槳尖噴氣驅動旋翼設計，X-50A停轉旋翼機的設計與常規直升機有較大區別。首先在旋翼結構方面，該機設計有翼型較厚的一對複合材料旋翼槳葉，其結構強度足以在缺少離心力支持的固定翼狀態下確保槳葉具有足夠的剛度來承受較大的氣動載荷。 同時，得益於槳尖噴氣驅動這種驅動方式，X-50A停轉旋翼機在直升機模式下，旋翼並不會產生扭矩，故而也無須第二副旋翼（如尾槳）等系統來平衡反扭矩，從而不需要安裝複雜的尾槳傳動機構，至於該機的航向操縱則通過安裝在機尾的兩個小型噴氣舵面來控制。 ③停轉旋翼設計
△X-50A停轉旋翼試驗機縮比模型 與80年代中期西科斯基公司所研製的“X-Wing”驗證機不同，X-50A停轉旋翼機並沒有採用類似的較爲負載的減速器傳動系統來使得旋翼系統停止轉動，它們是通過“反應式驅動系統”來改變兩片噴氣旋翼的噴氣量，來實現垂直起飛、空中懸停和高速飛行過度的需求，相比西科斯基的方案，從理論上來說，這是一種比較容易進行模式轉換的飛行方式。 在停轉旋翼的設計中，還有一個需要重視的問題就是槳葉的翼型。對於停轉旋翼來說，它本身固有兩種飛行模式——直升機模式和固定翼飛機模式——這兩種模式的區別在哪呢？從下面我繪製的槳葉周圍空氣流動示意圖中可以看出個大概，在直升機模式狀態下，前行側槳葉和後行側槳葉的來流方向是相反的，這也就意味着，槳葉翼型的前緣和後緣方向需要相反的設計，但是一旦過渡到固定翼飛機模式，鎖定後的兩片槳葉其前緣和後緣朝向就變成朝向相同了，這也就意味着，如果採用常規的翼型設計的話，有一側的槳葉就會是後緣朝向前飛來流，從而導致極低的氣動效率。
△直升機模式和固定翼模式槳葉氣流示意圖 爲了解決這一問題，研究人員最早提出了用橢圓形雙鈍頭翼型（Double-Ended Airfoil）來代替常規尖銳後緣的翼型來平衡停轉旋翼在直升機模式和固定翼模式下對於翼型前後緣的需求轉變。在此之上，近年來針對停轉旋翼的研究中，還有研究人員提出了一種結構可變形的翼型，這種翼型可以通過結構變形，實現前後緣的互相轉換，可謂是專門爲“停轉旋翼”量身定製，如果這種新的翼型變形技術成熟的話，停轉旋翼就能夠實現同時兼顧直升機模式和固定翼模式的氣動效率最大化了。
△近年來研究人員提出的可變形翼型概念，採用節點式結構外部包覆蒙皮 項目告吹——是不是停轉旋翼技術真的難以突破？
△飛行測試中的X-50A原型機 2004年3月23日，在X-50A原型機第三次飛行測試期間，由於該機控制系統中固有的交叉耦合問題導致該機飛控系統紊亂，最終致使飛行器墜毀。
△工作人員在對X-50A原型試驗機進行調整 之後，波音公司很快打造了第二架改進版本的原型機，該機被稱爲“Ship 2”，設計師們一直認爲這架原型機已經解決了第一代原型機中所碰到的所有問題，所以對其期待很高，爲此，波音公司和DARPA最初計劃基於這個二代原型機，開展一系列的飛行測試，總計次數爲11次。2006年4月12日，該機在美國軍方大名鼎鼎的尤馬試驗場（Yuma Proving Grounds）進行了第六次飛行測試，但不幸的是，二代原型機同樣出現了操縱故障，隨即墜毀，該機也被“完全摧毀”。
△工作人員正在爲X-50A試驗機進行飛行測試之前的調整 事故調查小組在隨後的調查中發現，該機的飛行測試過程中，其機身受到了極端敏感的氣動俯仰力矩的影響。無論是飛行來流還是旋翼尾跡都會使得機身產生一個抬頭力矩，其量級完全超過了該機的飛行控制系統所能夠補償的程度，最終致使其操縱失效而墜毀。
△停靠在跑道上的X-50A試驗機 從兩架原型機的事故角度分析，都可以發現，最終導致事故的本質上並不是“停轉旋翼”這項先進技術的原因，而是“蜻蜓”停轉旋翼機本身在氣動佈局方面存在的多個氣動面之間耦合干擾問題，以及該機的預編程飛控系統本身存在的缺陷，最終導致了該項目的失敗。
△波音公司對於X-50A停轉旋翼機未來衍生型號的構想

總的來說，由於X-50A兩架原型機都存在氣動和飛行控制系統方面的問題，致使其始終沒能在飛行測試中達成全速前飛模型的測試。2006年9月份，美國國防先進研究項目局的評估小組最終認爲該機在設計上存在暫時無法解決的固有缺陷，爲此撤銷了對該項目的資助。儘管鬼怪工廠的“蜻蜓”項目失敗了，但是停轉旋翼的概念技術卻仍然引發了多方的興趣，西工大的研究團隊就曾按此打造過縮比樣機探索停轉旋翼的原理和潛能，當然這就是另外的故事了，感興趣的歡迎持續關注... ...

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