武裝直升機的防護設計

中秋

武裝直升機早期的戰術目標與防御手段是什么？

中：美國陸軍在越南戰場廣泛應用運輸直升機，將作戰部隊直接投放到戰術目標附近，實現跨越叢林與河流的點對點突擊。直升機低空飛行時及在降落場地空域，很容易受到地面防空和輕武器火力殺傷。美國陸軍最初通過為UH-1通用直升機安裝武器，用混合編組的方式為執行運輸任務的通用直升機提供火力掩護，但在實戰中發現即使空載的武裝化運輸直升機，飛行速度也無法和運輸直升機同步，機載火力也缺乏低空支援所需要的靈活殺傷能力。越戰中為直升機護航，壓制機降場地對空火力的需求，促進了第一代武裝直升機的發展。AH-1G就是利用UH-1，完全按對地攻擊任務設計的型號。

AH-1G雖然是武裝直升機的開端，但應急色彩較強。AH-1G選擇7.62毫米轉管機槍與40毫米中速榴彈發射器組合，對近距離無防護的點、面目標殺傷力很好，大備彈量可提供猛烈又持續的壓制火力，但缺乏攻擊防御掩體的火力強度。UH-1本身就具備輕武器防御能力，AH-1G采用串列雙座降低了投影面積，在強火力受敵面的防御較好，能夠抵御7.62毫米槍彈，但發動機艙和傳動系統暴露安裝，旋翼系統也缺乏火力防御結構，單發布局更是缺乏破壞和故障亢余度。

AH-1G投入越南戰場后不久，作為強化火力靈活性的措施，用20毫米轉管炮取代了早期的機載武器，還增加了使用反坦克導彈的功能。AH-1被動防御體系的設計比較傳統，輕裝甲與防彈玻璃的防護性能并不高。越戰后期AH-1開始遭遇越來越多的12.7毫米高射機槍射擊，裝甲防護顯得過于薄弱，隨后的型號雖然有所改善，但基礎設計不佳仍然限制了防御標準。蘇聯在參照AH-1戰術思想的基礎上，也采用與UH-1到AH-1類似的方式，利用米-8改進設計了米-24。米-24參照了AH-1的火力，機頭旋轉機槍和外掛火箭提供了很強的近距殺傷能力，大尺寸帶來的高載荷又增強了火力效能，大展長的外翼下可以掛載多組32聯C5火箭發射裝置。米-24的防御重點加強，尤其是機身下半球裝甲防御更是以12.7毫米機槍作為裝甲防護重點。

AH-1和米-24這代武裝直升機的基礎設計都是通用直升機，利用成熟設計的優點比較明顯，但限制也很突出。AH-1的機體空間緊張，載荷和裝甲防護的重量限制很大，米-24則受到米-8動力-傳動布局制約，不得不保留一個可載8人的機艙，雖然算是個附加功能，但對強化火力和飛行性能的武裝直升機來講，大尺寸機艙帶來的成本、重量和阻力代價很高。AH-1和米-24防護性能的最大弱點是設計時將防御集中在正面和前段機體的下半球，關鍵的動力一傳動系統缺乏裝甲保護。米-24在阿富汗戰場很少出現下半球戰損，但上半球的動力系統卻很容易被火力毀傷；AH-1的被動防護還低于米-24的標準，在兩伊戰爭的武直對抗中吃了不小的虧。

第二代武裝直升機的防護設計特點是什么？

中：第二代武裝直升機在70年代開始研制，以全新設計機體和系統作為基礎，在改進火控和武器的同時，重點強化了防護。AH-64和米-28這類第二代武裝直升機，都采用了低噪聲旋翼和紅外遏制系統，以提高戰場隱蔽性，并將被動防護的重點由輕武器轉向低空野戰防空系統。

武裝直升機被稱為“飛行坦克”，重火力和遠程打擊能力確實可比坦克，但作為飛行器，重量限制使其防御能力遠不能配上“坦克”的名稱。按照設計要求，AH-64機體可以防御12.7毫米機槍射擊，被命中一發23毫米爆破彈后可維持飛行30分鐘，在垂直、側向和水平沖擊墜毀時，特殊的結構設計可以為飛行機組提供不少于80%的生存能力。

現代武裝直升機普遍強調耐墜性，這個要求雖然是通過彈性和壓縮措施保證，但結構的沖擊完整性也是安全保證因素。耐墜措施保證飛行員在正常墜機速度時避免結構撞擊、穿刺和后續火災的傷害，墜機沖擊的結構變形不能影響飛行員自主脫離直升機。

武裝直升機受重量限制，只能根據理論計算和戰場實踐，有重點的對直升機要害部分進行防御準備。按照美軍在越戰中的經驗，輕型直升機（投影面積與中型武裝直升機接近）主要中彈位置與戰傷比例中，座艙為21%，前機身為9%，尾梁為17%，動力系統為10%，后機身則有15%。按照這個標準去分析，駕駛艙和動力系統被命中的概率接近1/3，但在受創墜毀的直升機比例中卻超過了60%。直升機活動于低空的主要威脅是各種高射槍炮，但低空防空導彈的威脅在近年來逐步加大。由于直升機主要活動于超低空，紅外制導導彈理論命中率超過了80%，雷達制導導彈命中直升機的比例則相對不大。導彈毀傷以破片殺傷為主，單兵對空彈觸發爆破的威脅性并不比20～30毫米口徑炮彈更大，但紅外彈對動力系統破壞的比例遠比槍炮要高，對關鍵系統的毀傷危險性也更大。

根據戰斗損失統計數據作為設計依據，現代武裝直升機的結構防護主要針對低空防空用小口徑槍、炮，對導彈防御則通過紅外遏制系統降低信號特征，結合干擾彈和主動紅外干擾機承擔反導防御。防御措施的排列選擇為，駕駛艙重點防穿透，動力一傳動系統強化備份和破損后的功能維持，燃料系統則以防火和防泄漏為目標，針對不同位置采取不同措施以獲取整體平衡。

武裝直升機的座艙如何防護？

中：駕駛艙的防御難點在于觀察與防護的平衡。駕駛艙必須依靠透明件提供飛行員目視觀察條件，按照聚丙烯乙二醇多層防彈材料的防護條件，透明件基本不具備重復抗打擊的防護性能，不被穿透也會增加影響目視的龜裂密度，可見透明件的防護性能無法和鋼裝甲相比，物理厚度也要受到透光率的限制。透明件的面積越大觀察條件越好，但設計難度越高，保持防護性能的技術和工藝難度也越大。AH-64重點強化迎頭方向的玻璃防彈效果，側面則依靠機身側外置設備艙遮蔽側下方，大面積座艙透明件的指標以改善觀察條件為主。米-28則采用了分體座艙，通過縮小座艙尺寸減少透明件的面積，并采用全平板玻璃降低對陽光的漫反射。米-28采用的35毫米厚多層防彈玻璃，設計指標是可以防御45度角命中的12.7毫米機槍彈，或垂直命中的7.62毫米全威力彈頭，近距離被大口徑機槍彈命中后保證不穿不碎。卡-50的座艙玻璃防御水平與米-28相當。

歐洲的“虎”和中國的直-10座艙與米-28接近，都是以平板玻璃為主的分體座艙，但座艙中玻璃透明件的面積比例較高，前向較大的傾角可以提供比較好的防護條件，應該也具備防御12.7毫米機槍彈的能力。

座艙玻璃的防護標準受材料性能和透光率限制，很難大幅改善。座艙正面防護普遍得到重視，但側面的抗彈性能很難有效提高，在條件許可時盡可能縮小玻璃的投影面積，也是增強防護性能的有效措施。武裝直升機前、后座大都擁有操縱能力，兩個座艙之間還帶有玻璃或裝甲板隔離結構，即使單名飛行員被殺傷，剩余的一名飛行員也可以操縱直升機返航。

動力-傳動系統如何防御？

中：早期武裝直升機動力-傳動系統沒有考慮戰傷后的性能維持，被命中后很容易因為失去動力墜毀。新型武裝直升機大都選擇雙發動力，掛載在機體兩側，發動機的結構設計也避免一臺被擊中后影響另一臺，發動機還具備應急動力以提供單發飛行的保證。傳動系統的投影面積雖然不大，卻是直升機結構的弱點。現代軍用直升機的傳動系統，不僅普遍安裝在兩臺發動機之間，利用發動機作為防護裝甲，在結構上也采用適當擴大活動件間隙的方法，以便在潤滑油泄漏后的“干燒”過程中，利用間隙避免運動件受熱膨脹導致結構“抱死”。武裝直升機的傳動系統大都可以在無油狀態運行20～30分鐘，足以保證直升機脫離火力范圍，或為飛行員迫降提供必要的動力保證。

傳動系統的槳轂和槳葉也要具備抗打擊能力。“虎”式直升機采用封閉槳轂直接保護旋翼葉根，并采用夾槳葉對置的柔性星型固定結構，避免命中的單發彈丸破壞整個結構。卡-50/52鈦合金整體鍛造槳轂與多腔槳葉的強度很高，傳遞葉片拉力的抗拉扭桿沒有采用傳統的整體結構，而是用大量0.5毫米金屬片疊層組合而成，被12.7毫米彈單發直接命中也不會徹底破壞傳導結構。

燃料系統用什么防御手段？

中：燃料系統的防護重點是抗泄漏和防火。AH-64是采用復合材料自封油箱，并在油箱內充入阻燃氣體，保證燃料不漏不燃。墜機時油箱材料可在密封狀態下局部變形，防止燃料受沖擊泄漏和防止火災傷害。米-28的油箱也采用自封結構，又對重點方向采取了裝甲防護，可以承受20毫米爆破彈的破壞。

西方與蘇聯武裝直升機在防護材料等方面有哪些區別？

中：武裝直升機受重量和空間限制，只能在關鍵位置敷設裝甲板，次要位置則用較輕的結構防護措施，使機體結構本身也發揮防護作用。合金鋼是傳統的裝甲材料，防護性能比較穩定，但重量限制非常大。美軍直升機廣泛采用陶瓷-輕金屬和陶瓷一復合材料，作為AH-1J、AH-64和UH-60等直升機的防護裝甲，用較輕便的防護重量獲得較高的防護水平。西方武裝直升機防護系統側重于輕結構，早期采用鋁/鋼復合結構，之后則偏重于選擇陶瓷防護材料。

蘇聯相對于西方發展武裝直升機的時間略晚，雖然蘇聯本身的陶瓷防彈材料水平并不低，但其武裝直升機更側重采用輕金屬-金屬復合裝甲，這主要是因為蘇聯設計師認為陶瓷裝甲的重量/防護水平雖然很好，但陶瓷裝甲材料抗重復命中的能力較差，被命中后破碎的陶瓷抗彈效能會急劇下降。相對的，金屬復合材料的重量雖然比較大，但被命中后的附帶影響小，單塊裝甲板可以承受多次命中，修補和維護的難度也比較低，非結構破壞的穿透傷甚至都不需要進行修理。

蘇聯武裝直升機廣泛采用金屬材料作為防護裝甲，裝甲鋼甚至成為米-28的基本防護材料。卡-50得益于采用單駕駛艙結構，可以集中裝甲重量為駕駛艙提供重點防御，僅單座空間就采用了高達350千克的鋼-鋁復合裝甲板，能承受23毫米爆破彈的直接命中，全金屬裝甲還具備承受多次命中的能力。米-28的駕駛艙設計的非常局促，盡可能縮小駕駛艙的體積以降低防護面積，裝甲防御標準雖然還無法與卡-50相比，但比西方同類直升機的抗彈效果要更為穩定。西方武裝直升機對重量因素的敏感性更強，雖然大量應用陶瓷和非金屬復合裝甲，防護能力仍然受到結構重量的嚴格限制，純裝甲防御標準還無法與蘇聯武裝直升機相比。

西方和蘇聯對武裝直升機防護的不同措施是否代表著不同的戰術意圖？

中：西方武裝直升機除早期越戰型號重視護航和火力支援外，為歐洲戰區準備的新型號均強調遠程打擊，精確殺傷，意圖在敵人火力范圍外摧毀敵人的技術裝備，盡可能避免直升機進入蘇聯野戰防空范圍。美國擁有從AH-1開始建立的武裝直升機體系，西歐的北約國家的裝備基礎和戰術環境，使“小羚羊”、B0-105這類反坦克直升機大行其道，直到A-129和“虎”的研制成功，前線直升機才算有了真正有效的被動防御。

西方在冷戰期間設計的武裝直升機，主要作戰意圖是阻擊蘇聯機械化集群的沖擊，幫助己方地面部隊穩定戰線。防御性作戰意圖決定了遠程精確打擊的重要性，武裝直升機在戰斗中也很少需要沖擊敵方縱深。AH-64設計要求的防護性能是機體下半球任意位置被12.7毫米穿甲彈，或機體90%的表面被23毫米爆破彈擊中后仍然可以維持30分鐘飛行。北約武裝直升機的設計重點是飛行性能和火力，防護系統的作用是應付危險情況，陶瓷材料抗重復打擊能力弱的問題并不重要。武裝直升機如果真是按照沖擊防空系統的意圖，A-10的鈦合金“澡盆”才應該是最佳的選擇。

蘇聯地面部隊在冷戰中采取的是積極進攻戰略，坦克集群在戰爭中將進行寬正面、大縱深的猛烈突擊。武裝直升機的任務是在坦克集群沖擊的時候，前出突擊群對敵方防御體系的重點目標進行攻擊壓制，這種戰術使武裝直升機必然脫離己方的保護隊形，沖擊到敵方防線和防空火力范圍內執行戰斗任務。這種作戰環境使其必須經得住打擊，從設計開始就被當成了真正的“飛行坦克”，尤其是米-24還帶了個步兵戰車樣的載員艙，需要保護的面積就更多了。此外還得有簡單、便宜、好維護的優點。

蘇軍的作戰意圖直接影響了裝備設計思想，裝甲防護不僅要防得住，還要承受重復打擊，金屬比陶瓷更能滿足要求。這種目標很容易出現水漲船高的結果。防護要強就需要增加裝甲重量，增加裝甲后保持飛行性能又要提高動力性能，增加的動力和體積勢必對作戰能力提出更高要求。蘇聯武裝直升機的身量普遍比西方同類大，材料重量及裝甲結構比例是很大限制。米-24的載員艙還可以說是繼承米-8基本設計的結果，米-28機身內部存在的那個“公務艙”，就是機體內部空間太過“空閑”的結果。

武裝直升機如何按標準與平衡來選擇裝甲防護手段？

中：直升機受自身條件和飛行性能的限制，采用全面的被動防護措施不現實，依靠系統備份和裝甲保證安全也不可靠。武裝直升機抗彈傷防御集中在駕駛艙和動力-傳動系統，保證被命中后能持續工作，其它部分則通過備份、隔離等措施降低損傷后效，維持直升機基本的飛行和生存條件，最終目標是避免直升機被擊中后直接墜毀，能夠返回安全空域或獲得迫降時間。蘇聯為米-28和卡-50采用彈射救生系統，本身就是默認擊中-擊毀的概率無可消除，為不可避免的損失提供更多的救生選擇。

裝甲兵器的防護始終要與攻擊武器的威力相適應，如戰列艦的主裝甲就要求在正常交戰距離防御自身主炮的火力，坦克正面裝甲也要能防御潛在對手火炮的射擊，甚至步兵的單兵防護裝備也以戰場主要威脅為標準。武裝直升機的防護同樣要求針對戰場威脅，但即便是AH-64和米-28這些專門設計的重型機，被動防護的標準仍遠遠不夠。

AH-64要求重點位置可以防御單發23毫米爆破彈，米-28的防御標準與AH-64差異不大，看起來與當時裝備的ZSU23-4和“火神”相適應，但在這些機型預期服役之前，西方的地面防空火炮口徑已增至25～35毫米，蘇聯小口徑高炮更是統一到30毫米，各種低空防空導彈的戰斗部威力比高炮更大，AH-64和米-28根本無法防御對方主力防空炮的打擊。AH-64和米-28的防護裝甲沒達到傳統裝備思想的基本要求，就是因為直升機平臺完全不能承受重量和尺寸代價，即使改為“局部”、“有限”防護，仍不得不削減防御標準。按照西方觀點，武裝直升機外表應利用色彩和紅外系統降低被發現概率，盡可能減少被打中。裝甲防護的絕大部分可以免疫輕武器殺傷，對防空火力有適度的保護效果。

A-129、“虎”和中國的直-10都大量應用了復合材料結構和蒙皮，復合材料對于武裝直升機的防護有什么影響？

復合材料的比強度高，重量系數好，耐腐蝕，是很好的航空結構材料，卻不是可靠的裝甲防護材料。直升機復合材料結構的抗彈能力不如金屬結構，但利用有損傷容限設計的金屬材料構成骨架，在關鍵部分附加陶瓷和金屬裝甲，也可在控制重量的基礎上保證抗彈能力。

意大利A-129機體的70%暴露面積都采用了復合材料，座艙和發動機這些關鍵部位的裝甲可防御12.7毫米穿甲彈，蜂窩壁板和結構損傷容限設計也有防護23毫米爆破彈的潛力，至少可以在被擊中后有迫降或逃脫的機會。AH-1S的機體面積與防護條件與A-129相似，但機體結構應用了更多的常規材料，只在駕駛艙和動力系統這些重要部分設置了有限防護，后期型AH-1S為對抗23毫米爆破彈進行的改進措施，也只是加強了旋翼和尾梁的結構，仍然是以保證被打中后不立刻解體、墜毀為目標。

“虎”和直-10的結構大體形似，機體也大量采用復合材料結構，將防御重點和裝甲重量集中在關鍵的局部，大部分機體通過結構防護措施，只需要保持受損部位在短時間里不會解體、失效，盡可能挽救機組和提供返航的機會。

總的講，不同武裝直升機有不同的戰術目標和戰場環境設定，即便是外形和結構相似的武裝直升機，也很少具備完全相同的結構設計和防護思想。因此，武裝直升機的防護很難量化對照，也就不能拿單純某個數據作為對照的一般標準。

[編輯/旭日]