武裝直升機技術的發展*

劉 波 張洪濤 李基堂

(陸軍航空兵學院1) 北京 101123)(東北電子技術研究所2) 錦州 121000)(61267部隊41分隊3) 北京 101123)

武裝直升機技術的發展*

劉 波1)張洪濤2)李基堂3)

(陸軍航空兵學院1)北京 101123)(東北電子技術研究所2)錦州 121000)(61267部隊41分隊3)北京 101123)

武裝直升機技術在現代戰爭中發揮著越來越重要的作用。文章介紹了武裝直升機技術的發展歷程以及裝備的研制、改進情況,指出了在現代戰爭中發展武裝直升機技術的優勢和重要性,重點探討了幾種武裝直升機技術的性能及其特點,最后論述了武裝直升機技術的發展動向與分析。

武裝直升機;技術;發展

Class NumberTN97

1 引言

武裝直升機作為一種超低空火力平臺,其強大的火力與特殊的超低空飛行和高機動性能的有機結合,使之成為繼火炮、坦克、飛機和導彈之后又一種重要的常規武器。在近幾次局部戰爭中,武裝直升機都發揮了重要的作用。本文就武裝直升機、發展動向、發展分析等,作進一步的研究和探討[1]。

2 武裝直升機

武裝直升機不僅能執行作戰,還可遂行偵察、空中指揮和電子戰等任務,其特點和作用主要包括[2]:

1)可攻擊多種目標。現代武裝直升機可攜帶反坦克導彈航炮、火箭、機槍、空空導彈、火箭彈以及炸彈、地雷、魚雷、水雷等武器。這些武器具有不同形式、口徑、射程和威力。例如,反坦克導彈制導方式就有多種,有紅外、激光和雷達制導等。航炮的口徑有20mm、23mm、25mm和30mm等。航空機槍口徑為7.62mm和12.7mm兩種。火箭有57mm、70mm、80mm和90mm等多種口徑。空空導彈有紅外、雷達等制導方式和彈徑不同的型號。這些武器的發射方式、射程威力更是五花八門、各具特色。攜帶上不同武器,現代武裝直升機可用以攻擊地面、水面和空中的點狀或面狀目標,軟目標或硬目標。包括坦克、裝甲車輛、雷達站、炮兵陣地、通信樞紐、前沿哨所、簡易工事、灘頭陣地、水面艦船、水下潛艇、地面有生力量以及低空飛行目標等。

2)機動性好。直升機特有的飛行特點是可在野外,未經任何準備的場地起降,能在空中穩定懸停,不受地形、地物限制,可敏捷地改變航線、飛行高度、速度和姿態,因此可在戰區的任一指定地點迅速集中或展開,可選擇有利的地點或狀態,對敵進行攻擊或作機動規避,這是任何其他地面和空中的武器裝備無法比擬的。固定翼飛機雖然飛行高度、速度、重量等遠遠超過直升機,但起降要依賴機場;而機場建設的周期長、費用高,在現代戰爭中,機場是攻擊的首要目標之一,必然使其使用受到很大限制;其飛行高度高、速度快,但與地面低速目標的速度差大、發現率低,攻擊時受到的限制較多。而地面的坦克、裝甲車、汽車或水面的艦船則不僅速度無法與直升機相比,且受地形、地物、水域的限制大,更無法與直升機相比。

3)隱蔽性好。在現代立體戰爭中,武裝直升機多在150m以下空間活動,固定翼飛機一般都活動在200m以上高度。基于提高攻擊的突然性和自身生存力的需要,武裝直升機從戰場前沿基地出航時高度往往在100m以下,而在臨近戰區(離戰場前沿數十公里)則采用貼地飛行,即利用地形在離地10m以下的高度(通常為3～5m)隱蔽機動,發現目標后突然發起攻擊。這樣的接敵方式,難以被雷達、紅外、光學系統和目視等偵察手段發現和跟蹤,往往會使敵方淬不及防。現代先進武裝直升機裝有夜視、夜瞄裝置,更可以在夜幕和其他能見度極低的條件下迅速接近和攻擊目標,更增加了攻擊的突然性。

4)視野開闊。武裝直升機在云層高度低(60m以下)、水平能見度差(小于400m)等條件下都可進行有效的作戰活動。而地面觀察人員因受地形、地物等影響,通常難以捕獲2500m以外的目標。直升機可在不同的高度、方位觀察,裝備有優良的電子、光學偵察設備的直升機更可在晝、夜間發現和攻擊數公里遠的目標。或在作戰前沿己方一側或隱蔽進入敵方一例,通過巧妙地偵察,獲得第一手且范圍廣泛的戰場信息,并及時報告指揮部門及地面部隊。這對于戰斗指揮和戰況的發展,顯然具有重要作用。

5)反應迅速。能在需要的時間對關鍵的目標從各個方向實施反復攻擊,武裝直升機相對地面各種武器具有時間上的快速性和空間上飛越地面障礙的高度機動性,可以快速集中、機動和在指定地點作戰,巧妙地活動于整個戰場;可使用不同武器,對前沿和縱深內的各種目標,從各個方向和角度上反復實施攻擊。武裝直升機充分利用靠近前沿的加油裝彈點及時補給,對敵實施持續的空中火力攻擊,這樣往往可收到良好的作戰效果。即使在戰斗發展過程中,遇到不利情況時,武裝直升機也可隨時迅速后撤。

6)可協同作戰。現代戰爭是諸軍、兵種的協同作戰。人們不可能苛求武裝直升機單獨去打贏一場戰爭,甚至是一場戰斗,它往往要同各種作戰力量協同作戰。現代立體戰爭,是指所謂“空、天、地、海一體化的戰爭”。固定翼作戰飛機的飛行高度不能太低(200m以上),而直升機的飛行特點,正好填補了這個“時、空”間隙—飛行速度0～300km/h左右,高度0～150m左右。利用其良好的偵察和通信能力,武裝直升機與己方地面和空中部隊保持密切聯系,而對瞬息萬變的戰場情況,最有利于通過實施快速及時的空中火力機動,改變戰場力量對比,形成火力優勢,有力地配合其他軍、兵種戰斗,直接影響戰役、戰斗的進程和結局。當然,武裝直升機在戰術使用上也有一定的局限性。主要有:相對固定翼飛機而言,其作戰半徑較短,一般為100～200km;對戰區前沿補給(加油、掛彈)和戰場維修(搶修和備件供應)要求高;購置和使用費用較高,空地勤人員要經過專門訓練等。

3 發展動向

1)澳大利亞將于2011年選擇新的海軍戰斗直升機型號[3]。英國《國際飛行》2010年2月25日報道:澳大利亞計劃在2011年選擇新的海軍用戰斗直升機型號,該型號將于2014年開始交付。

澳大利亞國防部長福克納稱,此次競爭將在洛克希德·馬丁/西科斯基公司的MH-60R和NH工業公司的NH90之間進行。競爭的勝者將負責提供海軍目前的16架“海鷹”的換代機型,并填補2008年上半年取消的“超海妖”項目的空缺,“超海妖”項目由于費用增長50%、進度拖延7年而被中止。

澳大利亞計劃采購至少24架新的海軍用戰斗直升機,使海軍隨時都有8架艦載直升機在海上待命。福克納稱:“新的海軍戰斗直升機將增強澳大利亞海軍在海上軍事行動方面的能力。該機可以承擔反潛作戰任務,并可以裝備空-面導彈。新的直升機將大幅增強水面部隊的‘視力和聽力',并可在復雜艱巨的海上環境中承擔戰斗及保障任務。”

國防裝備部將“對競爭費用嚴格限制”,并將考慮到所有相關的問題,包括平臺能力、費用、與澳大利亞國防部隊其他裝備的協同能力、澳大利亞工業界的就業機會、項目風險以及投資的價值等。

2)三星泰利斯聯合公司開始推銷HFLIR光電吊艙[4]。英國《謝潑德》2010年3月24日報道:在第16屆智利國際航空展(FIDAE 2010)上,三星泰利斯聯合公司(Samsung Thales)開始銷售其新型HFLIR光電/紅外吊艙。

該系統目前正在服役于韓國軍方的若干平臺,包括韓國海軍的“山貓”直升機和隸屬于總統機群的飛機。迄今為止,該吊艙尚未銷往韓國以外。

HFLIR光電/紅外吊艙采用了一種4軸穩定紅外熱像儀,但并未采用高清傳感器,其分辨率為640×480。該系統即將裝備韓國正在為軍方開發的韓國通用直升機(KUH)機群。KUH又稱為“雄鷹”,由韓國宇航工業公司與歐洲直升機公司聯合開發,于 3月 10日首飛。據該公司發言人稱,KUH的飛行試驗正在順利進行中。

3)美國洛克希德·馬丁公司用“吉奧瓦勇士”直升機成功發射指示攻擊制導火箭彈。法國《防務航宇》2010年3月30日報道:美國洛克希德·馬丁公司用OH-58D“吉奧瓦勇士”直升機成功試射兩枚指示攻擊制導火箭彈(DGAR)。此次試驗,是DGAR在過去的2年中第四次從飛機平臺上發射。以前的飛機平臺有AH-64D“阿帕奇”和AH-6“小鳥”直升機。

這兩枚從OH-58D直升機上發射的DAGR火箭彈,飛行距離分別為3.5km和5km,均成功命中離激光指示點1m以內的位置。

在總共20余次成功制導飛行試驗中,DAGR在離軸情況下分別命中了激光指示點附近的近程、遠程目標,演示了其精確打擊與機動能力。DAGR將為作戰人員提供更強的作戰能力和對“突然出現”目標的快速響應能力。同時,該火箭彈的射程也更遠。

4)BAE公司先進威脅紅外干擾系統保障直升機作戰行動。BAE系統公司網站2010年4月14日報道:BAE系統公司先進威脅紅外干擾系統(AT IRCM)已裝備于美國陸軍的CH-47“支努干”直升機。自從6個月前該系統服役以來,ATIRCM系統已經有過擊敗紅外制導導彈的記錄。

ATIRCM系統是基于激光的直接對抗系統,可以保護直升機免遭導彈攻擊。自部署以來,ATIRCM的可靠性已經超過了其他系統,提供了百分之百的任務執行能力。

ATIRCM系統使用BAE系統公司的AN/AAR-57通用導彈預警系統(CMWS)提供導彈被動預警,通用導彈預警系統可以探測導彈,摒棄虛假警報和為ATIRCM干擾頭提供導彈的位置線索。當干擾頭通過紅外跟蹤系統定位導彈,它會發出高能量光束擊毀導彈的紅外導引頭。該 AN/ALQ-212(V)型ATIRCM/CMWS組件大大提高了飛機應對當前及未來的威脅的整體生存能力。

BAE系統公司是ATIRCM/CMWS組件的主要系統集成商。公司已經投資興建制造廠以支持該計劃,并派遣人員對ATIRCM/CMWS組件進行實時評估、維護和升級。

5)俄羅斯將在2011年開始第五代直升機的研制工作。俄羅斯武器網站2010年6月8日報道:俄羅斯米里設計局總設計師兼第一執行副總裁阿列克謝·薩穆先科宣稱,俄羅斯將在2011年開始第五代武裝直升機的實際研制工作。

阿列克謝·薩穆先科指出,計劃在科學研究和試驗設計工作框架內,對幾種總體布局和氣動力布局進行檢驗,從中選擇最適合新一代直升機要求的方案。除了米里設計局,卡莫夫設計局也將參加此項工作。他還指出,對新一代武裝直升機的要求將根據俄羅斯最近10年～15年的軍事觀點形成,不排除與現有武裝直升機相比,新一代直升機將更加通用。對新一代直升機的要求很可能包括:高速度,垂直起飛,具備隱蔽攻擊能力、全天候作戰能力以及搜索能力,具有更高的生存性和隱身性。另外,新一代直升機的垂直速度可達250～300km/h,水平速度可達450～500km/h。新一代直升機上還將安裝可對飛行員進行提示的人工智能系統,例如對于完成飛行任務、攻擊任務以及監控任務等,飛行員需要做出哪些動作。

第五代直升機將具有輕巧、大航程、低噪音以及隱身性等技術特點,并裝備“發射后不管”的智能化武器控制系統,速度達到500～600km/h,具備與飛機空戰的能力(現代直升機主要是對地攻擊)。

6)MBDA為西班牙陸軍“虎”式直升機提供自衛裝置[5]。英國《飛行國際》網站2010年6月22日報道:MBDA將為西班牙陸軍的24架“虎”式武裝直升機提供Saphir-M自衛設備。

除西班牙外,澳大利亞、法國和德國也裝備了“虎”式直升機,其箔條和曳光彈發射器可應對一系列威脅,包括紅外制導導彈。該系統可設置為自動或半自動工作模式。

MBDA還于5月28日確認,其海軍型Scalp巡航導彈完成了發射試驗。為法國海軍設計的艦載型Scalp-EG/Storm Shadow的設計工作正在進行,該武器系統在Biscarosse的試驗場完成了垂直發射器發射。該武器還將研制一種可在法國“梭魚”級潛艇上發射的改型。

7)英國將為“海王”直升機升級敵我識別系統[6]。美國《防務新聞》2010年7月13日報道:英國國防部于近日啟動了空軍“海王”搜救直升機敵我識別系統升級項目的競標,使其具備S模式的能力。項目要求該系統滿足民用航空局即將使用的安全標準,這套標準將于2012年3月31日開始實施。空軍共有25架直升機需要進行升級。這份合同包括升級設備的設計和本身的升級。競標者需要在8月6日前提交其競標方案。成本效率是該項目最重要的考核參數,其次為質量、技術水平和完成工作所需的時間。在役保障費用也是一個需要考核的參數。國防部長表示,新的應答器必須滿足現有系統尺寸及重量參數要求,并應能使用現有天線系統。

8)洛克希德·馬丁公司將為MH-60直升機提供聯合任務規劃系統[7]。美國洛克希德·馬丁公司網站2010年9月21日報道:美國海軍授予美國洛克希德·馬丁公司一份軟件系統研制合同,為MH-60R和MH-60S多任務直升機開發任務規劃系統,以提高其任務成功率。這份合同價值1000萬美元。

聯合任務規劃系統(JMPS)由美國海軍和空軍基于商用現貨的軟件架構開發,可使美軍機組人員的任務飛行規劃制訂實現標準化。JMPS將取代現有的其他任務規劃系統。

洛·馬公司將為JMPS開發一套專門的軟件模塊,其中包含MH-60R和MH-60S所承擔的專有任務。這些任務包括反潛、反艦、空中掃雷、搜索救援、艦間貨物運輸等。

該軟件模塊將加載到任務規劃系統計算機上,使MH-60飛行員可選擇調整其任務規劃、輸入天氣數據、地圖、導航線路、目標數據及任務中需要使用的武器和傳感器類型。最終的任務剖面將轉到一個內存卡中,然后加載到洛·馬公司研制的通用駕駛艙(Common Cockpit)航電套件中。

在今后的30個月內,洛·馬公司將為MH-60模塊開發并測試軟件系統。隨后的試驗將在加利福尼亞州穆古角的海軍航空武器中心和馬里蘭州帕圖克森特河的海軍航空站進行。裝有MH-60專有規劃模塊的、基于JMPS的任務規劃計算機將于2012年達到裝備部隊的要求。

9)羅克韋爾·柯林斯公司向阿古斯塔韋斯特蘭公司AW101直升機交付最新一代座艙顯示系統[8]。英國SHEPHARD集團網站2010年9月22日報道:意大利芬梅卡尼卡集團阿古斯塔韋斯特蘭公司最近交付了首架裝有美國羅克韋爾·柯林斯公司最新一代座艙顯示系統的AW101直升機。該新型座艙系統于2009年10月份在AW101直升機上進行了首次飛行,并于2010年6月份獲得儀表飛行規則(IFR)認證。

羅克韋爾·柯林斯公司負責機動性和旋翼解決方案的副總裁和總經理Dave Nieuwsma表示,該新型座艙顯示系統在降低飛行員工作負荷的同時給他們提供了更好的態勢感知能力,滿足阿古斯塔韋斯特蘭公司的軍民兩用需求,也給用戶提供了一種費效比極佳的根據特定任務需求定制直升機的方式。

新型座艙顯示系統具有分辨率很高、可以接收多種視頻信號輸入、8英寸×10英寸的顯示器內裝圖像服務器、并具有夜視能力等特征。座艙顯示系統還包含安全以太網交換單元、數據集中單元、控制面板和多功能控制顯示器等在內。

4 發展分析

武裝直升機的發展趨勢,主要包括[9]:高性能旋翼、渦軸發動機、復合材料、智能化控制。

1)采用高性能旋翼。高性能旋翼的槳葉將用先進復合材料制成,因為復合材料槳葉重量輕,壽命長,破損安全性好。其槳葉將采用復合式翼型,這種冀型是針對旋翼在不同半徑處氣動力要求各不相同的特點設計的,能獲得良好的氣動性能。

例如,采用智能材料制成的自適應旋翼,其制動器可根據不同飛行方式使槳葉扭轉達到最佳化。采用可變直徑技術旋翼,該旋翼在垂直起落和懸停時直徑變大,而在前飛時直徑變小,這樣旋翼能更好地適應不同飛行狀態,從而提高效率。

2)采用更為先進的渦軸發動機。這種發動機比以前的發動機體積更小、重量更輕和功率更大。這種發動機的耗油率很低,大修間隔時間長,這種發動機裝有先進的數字式電子控制系統和自動化故障診斷系統,大大提高了可靠性。同時這種發動機將采用模塊化設計便于維護。

3)采用模塊化復合材料機體結構。復合材料機體將大大減輕結構重量,還可以減少雷達波的反射,提高隱身效果。模塊化設計則便于修理和維護。

4)采用智能化控制。復雜的戰場環境,對直升機設計提出更高的要求。為此,采用綜合化、數字化、智能化的航空電子系統,將使直升機的飛行控制、通信導航、火力控制、電子對抗等性能得以大幅提高,進而全面提高信息化作戰能力。

一是駕駛和控制設備更先進。目前,比較先進的直升機上普遍裝備有電子計算機、自動駕駛儀、多普勒導航儀、夜間駕駛儀、激光測距機等先進的駕駛及控制設備。二是安裝電子戰生存設備。現代直升機普遍裝備有雷達報警、激光報警和導彈報警等電子戰生存設備。這種多功能綜合一體化的電子生存設備,使報警、識別、干擾于一體,有源和無源干擾于一體,雷達和光電對抗于一體,達到了一機多能,有效提高了直升機的戰場生存能力。三是智能化控制成為新的發展方向。在綜合運用各項成熟技術的基礎上,直升機配備一體化的控制、導航、通信、偵察、報警、作戰和故障自動顯示系統,能在進行偵察過程中形成三維圖像、戰斗計劃、情況報告,并進行導航修正和系統自檢。

5 結語

隨著現代戰場對抗的日益激烈,直升機的作戰環境更加嚴酷,研究開發、采用高性能旋翼、渦軸發動機、復合材料、智能化控制等技術,使武裝直升機更趨勢完善[10]。在未來現代化戰爭或局部戰爭中,適時運用武裝直升機技術,執行偵察、反導、反潛、攻擊地面、海面目標,就能夠有效地保護自身目標的安全。

[1]張德和,簡中伏.新世紀的武裝直升機[J].航空知識,2002(2)

[2]李紅民,王炬,郭蕾.國外武裝直升機光電系統的發展動態[J].電光與控制,2005(1)

[3]澳大利亞將于2011年選擇新的海軍戰斗直升機型號[N].每日防務快訊,2010-03-03

[4]三星泰利斯聯合公司開始推銷HFLIR光電吊艙[N].每日防務快訊,2010-03-31

[5]MBDA為西班牙陸軍“虎”式直升機提供自衛裝置[N].每日防務快訊,2010-06-30

[6]英國將為“海王”直升機升級敵我識別系統[N].每日防務快訊,2010-10-09

[7]洛克希德·馬丁公司將為M H-60直升機提供聯合任務規劃系統[N].每日防務快訊,2010-07-19

[8]羅克韋爾·柯林斯公司向阿古斯塔韋斯特蘭公司AW101直升機交付最新一代座艙顯示系統[N].每日防務快訊,2010-10-09

[9]栗琳,程寶根.武裝直升機的現狀與發展趨勢[J].現代軍事,2000(3)

[10]張德和.武裝直升機的發展趨勢[J].航空知識,1999(1)

Development of the Armed Helicopter Technology

Liu Bo1)Zhang Hongtao2)Li Jitang3)
(Institute of the Army Aviation1),Beijing 101123)(Northeast Research Institute of Electronic Technology2),Jinzhou 121000)(Unit 41,No.61267 Troops of PLA3),Beijing 101123)

The armed helicopter technology of the advanced fighter aircraft play more and more roles in the war today.The process of development of the armed helicopter technology and equipments in all countries over the world and its modification are described.The technique performance and properties of several the armed helicopter technology theate seekers are analyzed,and development trends and analysis of the armed helicopter technology.

armed helicopter,technology,development

TN97

2010年9月7日,

2010年10月10日

劉波,女,碩士研究生,講師,研究方向:航空儀表電氣控制。