以下是关于karem瞄准跨音速旋翼技术的背景介绍。
旋翼机有两个特别重要的性能能力。一种能力是目前喷气式飞机或涡轮螺旋桨飞机所达到的巡航速度。另一种是无前进速度的悬停，以提供垂直起降（VTOL），通常使用旋翼直升机实现。
实现这两种能力的飞机设计非常具有挑战性，特别是如果需要高悬停效率（就悬停重量与所需功率而言）和高效高速巡航（就携带的有效载荷与使用的燃料而言）。这一挑战的核心是对低桨盘载荷（大直径）旋翼的强烈需求，以实现高效、有能力的悬停，而喷气发动机或高桨盘载荷螺旋桨通常允许高效的高速巡航。专利中图1示出了这种趋势，显示了各种VTOI配置的悬停效率（功率负载）与桨盘负载的关系。（摘自美国国家航空航天局SP-2000-4517，“XV-15倾转旋翼研究飞机的历史：从概念到飞行”）。
为了进一步说明桨盘载荷的差异，首先考虑直升机，这些直升机通常设计为有利于悬停性能，对最大速度的考虑有限。罗宾逊R22就是一个例子，它用124马力的发动机（11磅/马力）和2.75磅/平方英尺（psf）的低圆盘载荷提升了1370磅的重量。它的侧向速度限制在96节。贝尔/波音V-22的垂直起降重量为47500磅，发动机功率为12300马力（3.86磅/马力），桨盘载荷为20.8磅/平方英尺。总体而言，V-22的设计偏向于悬停，因为携带有效载荷是任务组中最关键的参数。转子尖端速度范围为662至820英尺/秒，机翼空气动力学设计（23%t/c翼型）与其275节（0.45马赫）的最大冲刺速度一致。较新的贝尔V-280比V-22小，将冲刺速度提高到300节（0.50马赫）。这些例子支持了较大旋翼的趋势，因此VTOL飞机更倾向于较低的旋翼载荷。
这与由更高功率/桨盘面积螺旋桨驱动的更高巡航速度的非VTOL（翼弹巡航）螺旋桨驱动飞机形成鲜明对比。例如：a）洛克希德C-130J使用32.4马力/平方英尺的螺旋桨以348节的速度巡航，b）空客A400M使用45马力/平方英寸的螺旋桨以422节的速度飞行。在航空学中，更高的HP/Ft'2螺旋桨对于更高的巡航速度偏好是已知的。具有垂直起降能力的跨音速和超音速战斗机，如AV-8B鹞II和F-35B，使用喷气发动机进行悬停和垂直起降，后者通过添加高桨盘载荷风扇垂直降落。
之前的努力试图调和高速垂直起降的旋翼尺寸挑战。洛克希德在20世纪60年代向美国陆军和空军提出了CL-945的侧向旋翼。波音于1985年提出了一种折叠倾转旋翼机，称为“折叠倾转技术演示机”和战术倾转旋翼，并对旋翼设计进行了广泛的研究，以实现飞行中的折叠。自2021年以来，贝尔德事隆提出了折叠倾转旋翼概念，通常利用即将开发的“可转换”发动机，该发动机可以在涡轮轴和涡轮风扇模式之间切换。
西科斯基在20世纪90年代通过风洞测试开发了其专利的可变直径倾转旋翼，通过将旋翼直径从VTOL大幅减小到翼载巡航，避免了双重推进的组合。这一创新表明，传统上希望在高速巡航中使用高桨盘载荷螺旋桨以实现高效率。
在较高速度（所谓的跨音速）下，另一个重要的航空限制是阻力发散时的马赫数。声速和飞机马赫数是空气温度的函数。翼型的低阻力只能通过翼型厚度比、设计升力系数和马赫数的有限组合来实现。这些趋势如专利图2所示，摘自Shevell（1989）。
由于可压缩阻力发散导致的速度限制会影响机翼和旋翼的设计。旋翼机旋翼的设计悬停尖端速度在0.6至0.75马赫之间，以平衡叶片载荷、噪音和结构要求。倾转旋翼配置进一步受到巡航期间轴向和转速组合的限制，其中推进旋翼充当螺旋桨。目前的倾转旋翼机（V-22、V-280和阿古斯塔-韦斯特兰AW609）的冲刺速度为275-300节，均低于0.5马赫。V-22悬停尖端速度为0.75马赫。它在巡航时将旋翼转速降低到80%，以保持0.75马赫的组合叶尖速度。
对倾转旋翼机配置特别有影响的一个挑战是在所需的空速下避免涡动颤振。涡动颤振模式是一种气动弹性失稳，涉及螺旋桨力和柔性结构（即机舱和机翼）的耦合。为了避免涡动颤振，倾转旋翼和短舱必须具有足够的刚度，以避免受到螺旋桨的激励。为了提高重量效率，优选高机翼厚度（t/c）。例如，V-22机翼使用了一个特别厚的23%t/c机翼翼型。更高的空速将需要更高的机翼刚度，但这与专利图2所示的更高马赫数下的翼型厚度限制不一致。
鉴于上述情况，以前认为任何以0.65马赫或以上飞行的倾转旋翼飞机都必须使用可变直径旋翼或折叠式旋翼。然而，由于复杂性增加和潜在的飞行故障风险，这两种选择都有问题。
所有当前和以前飞行的倾转旋翼机都限制在300节（0.5马赫）或更低，具有铰接式旋翼，机翼非常厚，可以提供避免该速度下涡动颤振（涉及旋翼力和柔性结构（即机舱和机翼）耦合的气动弹性不稳定所需的高刚度，并且所有飞机都有未弯曲的旋翼。倾转旋翼飞机的叶片没有扫掠，这与PHOSITA的预期是一致的，因为扫掠叶片在给定的叶片重量下提供的升力较小，这在垂直起降机动中是不理想的，在0.5马赫或更低的前进飞行中也没有好处。
马里兰大学的一项名为“倾转旋翼桨叶扫掠的发展和涡动颤振测试”的研究使用了一个小规模风洞模型来研究倾转旋翼叶片外20%的后掠角（典型的直升机桨叶扫掠）对涡动颤振的影响。然而，在现有技术中甚至没有建议倾转旋翼飞机的叶片扫掠至少为叶片长度的50%。
因此，仍然需要一种倾转旋翼飞机，其可以在0.65以上的马赫数下运行，而不改变旋翼直径，也不使用折叠式旋翼。
