軍民結合，武器升級

研制背景

1977年，英國海軍參謀部提出6646號需求書，要求研制一種能夠在當時正在研制的23型護衛艦起降的新一代直升機。1978年夏末，英國海軍決定在韋斯特蘭直升機公司當時正在研制的“海王”的替換機——WG34直升機的基礎上，研制滿足更新要求的新一代反潛直升機。為了降低采購成本與研發難度，英國希望找到合作伙伴共擔風險。無獨有偶，在當時，意大利海軍也想研制一種替代ASH-3D的直升機。雖然意大利海軍把岸基使用看得比艦載使用更重要，但是也有與英國皇家海軍十分相似的需求。

此時，意大利第一艘航母的造艦計劃已經出爐，同樣需要起飛重量更大的新一代艦載直升機。經過協商之后，兩國政府于1980年決定由阿古斯塔公司與韋斯特蘭公司聯合研制新一代直升機。1980年6月，兩者平股合資成立了歐洲直升機工業公司（EHI），負責EH101直升機的研制、生產和銷售。

1981年6月12日，英意兩國政府批準EH101項目進入為期9個月的項目定義階段。1984年1月25日，兩國宣布了整個計劃的時間表。同年3月7日，簽訂了設計與研制合同：阿古斯塔公司與韋斯特蘭公司共同承擔技術責任，兩家公司都建立該機的總裝生產線；阿古斯塔公司主要負責軍用通用型的研制，韋斯特蘭公司主要負責民用型的研制，兩公司聯合為各自的海軍研制海軍型直升機。后來，在阿古斯塔公司與韋斯特蘭公司合并為阿古斯塔·韋斯特蘭公司時，EHI也并入了合并后的新公司。2007年后，該直升機重新編號為AW101。英國人將EH101/AW101直升機稱為“灰背隼”。

意大利和英國海軍對艦載型EH101的要求是：可自主進行全天候飛行，能夠在陸基、大小艦船和油井平臺上起降；能在5～6級海況、任意艦船航向、任意風向和93千米/小時風速條件下，在3500噸護衛艦上起降；直升機的結構使用壽命設計為40000飛行小時，機體大修間隔時間在服役初期定為1000飛行小時，最終目標是達到3000飛行小時。為此，兩國為該機的航電系統選擇了1553B數據總線并采用許多新技術。海軍型裝有2臺飛行管理計算機，可完成導航、控制和顯示管理，進行性能計算，對發動機、傳動系統、機電和航電系統/設備的狀態和使用進行監控，還能作為1553B數據總線的控制器。機身和動部件均按破損安全/損傷容限準則進行設計，機電系統采用冗余設計，并通過綜合監控系統對傳動系統、動力裝置、機電和航電進行監控；廣泛使用符合材料；主旋翼和尾槳漿轂均采用分離載荷傳遞技術；采用主動控制技術降低主旋翼槳葉的振動；采用聯合式航電系統等。

研制與試飛情況

項目在研制階段首先由阿古斯塔公司制造了1架“鐵鳥”用于操縱系統試驗，隨后制造了9架預生產型機，編號為PP1～PP9。其中，1、3、4、5和8號預生產型機由韋斯特蘭公司生產，2、6、7和9號預生產型機由阿古斯塔公司生產。PP1安裝3臺美國通用電氣公司的T700-GE-T64渦軸發動機，于1987年10月9日首飛。試飛700小時后曾一度停用。1996年秋，在英國皇家海軍23型護衛艦“諾福克”號上進行著艦試驗。1997年2月，在一艘23型護衛艦上進行各種氣象條件下的適配試驗，包括在6級海況和風速高達126千米/小時條件下完成500次槳葉折疊試驗。PP2于1987年11月26日首飛，1990年7月在意大利海軍一艘巡洋艦上完成甲板起降試驗，最大起飛重量達到了14288千克。1992年，兩艘“大膽”級驅逐艦被用作第一批搭載EH101的水面艦艇，進行相關試飛。1993年1月21日，在進行噪聲試驗時旋翼剎車裝置起火，該機毀損。此后整個項目暫停試飛，1993年6月24日恢復。PP3是民用型，裝有發動機減震安裝基座，最大起飛重量可達15500千克。先后進行了飛行包線、旋翼振動、防冰除冰、結構響應主動控制技術的改進、武器試驗等試飛。PP4是英國海軍型，先后試飛了自動飛控系統和海上導航設備。1993年7月6日，換裝英國羅·羅公司和法國透博梅卡公司聯合研制的RTM32渦軸發動機進行試飛。1995年4月7日，因傳動裝置控制桿發生故障而墜毀，至此共飛行385個起落，463小時。PP5是專用研制試驗機，1991年8月在一艘23型護衛艦上進行了各種適配試驗，如著艦、甲板鎖定、主旋翼和尾槳的折疊等。1992年12月，進行了聲納吊放等海上試驗、全狀態航電系統試驗和空投魚雷試驗等。PP6是意大利海軍型，1991年10月中旬完成了海上試驗。PP7是軍用多用途型，機尾有跳板式尾艙門，1992年引入了結構響應主動控制技術。1996年8月20日，在尾槳變距操縱桿發生故障后試圖滑跑著陸，但機體遭到了嚴重破壞，至此該機已試飛450小時。修復后于1999年1月21日重返飛行，曾在加拿大進行寒冷氣候試驗。PP8是民用型，裝有結構響應主動控制系統，對整套滿足民用要求的航電設備進行了試飛。PP9是軍用多用途型，機尾有跳板式尾艙門。

1995年10月，意大利確認訂購了16架海軍型和軍用多用途型。1999年10月4日，意大利海軍首架生產型直升機首飛。該機在“加里波第”號航母上進行了起降測試。1999年12月6日交付使用。后來意大利增訂了4架，其中首架于2009年8月4日交付。截至2009年底，除原型機外，意大利海軍裝備了21架反潛型和預警型直升機，英國海軍裝備了44架。加拿大、日本、丹麥、葡萄牙等國也購買了該機。

動力裝置

一般的三發直升機在技術上存在結構復雜且效率不高的問題。正因為如此，當年蘇聯研制重型的米-6、米-26直升機皆安裝兩臺大功率的渦軸發動機。英意兩國研制的EH101克服了以前三發直升機的不足，且分別安裝兩種渦軸發動機。英國海軍的“灰背隼”直升機安裝3臺英國羅·羅公司和法國透博梅卡公司聯合研制的RTM322-01/8渦軸發動機，空軍選用RTM322-02/8發動機。

1991年9月，意大利海軍型確定選用T700-GE-T6A渦軸發動機。T700/ CT7是美國通用電氣公司研發的一種自由渦輪式單轉子渦輪軸發動機。1967年，美國陸軍為通用戰術直升機系統（后來發展出UH-60“黑鷹”直升機）招標一種新的渦軸發動機。1971年，通用電氣公司的技術方案獲勝，軍用編號為T700，民用編號為CT7。1972年開始正式研制，1973年開始臺架試驗，1974年首飛，1978年投產。T700采用單元體設計，與T58- 16發動機相比，零部件數量僅為后者的68%。該發動機采取視情維修、狀態監視和故障探測等措施，無需定期維修與翻修。意大利的海軍型直升機安裝的T700-GE-T6A發動機，系由意大利Avio公司專利生產的CT7-6軍用型發動機。

T700-GE-T6A的單臺起飛功率為1521千瓦，最大連續功率為1327千瓦。一般情況下，有一臺發動機不工作，處于備用狀態。飛行時，其他兩臺發動機中有一臺出現故障時，即可啟用上述備用發動機，以確保飛行安全。即使1臺發動機停車，仍能以222千米/小時的巡航速度進行長航時飛行，并仍能提供良好的懸停性能。意大利海軍的EH101反潛型起飛重量約為14600千克，比英軍的“灰背隼”HM.Mk1要重，加上T700-GE-T6A的功率稍小，最大速度降為280千米/小時。

總體布局與技術特點

EH101在設計上充分綜合考慮了軍民結合的要求，以保證軍用型和民用型之間具有高度通用性。該機采用長大機身、單旋翼帶尾槳、尾梁靠上布置的總體布局，其機身布局和后來的NH90一樣。這種布局便于為通用型直升機在機身尾部設置跳板式尾艙門。只是反潛型和預警型的尾梁與前機身的過渡比較平緩，其目的是為了在其內部設置維修通道。直升機的機身布局也決定了起落架的布置樣式。一般地，尾梁靠上，起落架均安置在機身上，且多為前三點式或四點固定式，或者為滑橇式起落架；尾梁靠下，一般為后三點式起落架。前者的代表機型有米-4、“山貓”、BO105等，后者的代表機型有“黑鷹”/“海鷹”、AH-64、A129、S-58等。后面提到的這些直升機的尾梁靠下，便于在尾梁上安裝后起落架。EH101則采用前三點式起落架。

由于EH101的機體較大、較重，為增加該機起降時的安全性，需要增加主輪距。為此，設計人員為該機在機身兩側設置了可以容納主起落架的整流罩。意大利海軍型、英國空軍“灰背隼”HC.3/3A的主起落架均為雙輪，海軍的“灰背隼”HM.Mk1為單輪，其它型別可選裝單輪或雙輪主起落架。前起落架為雙輪。4個應急浮囊安裝在駕駛艙兩側接近機腹的地方，以及兩個主起落架整流罩外緣。

3臺渦軸發動機安裝在機身上部，其中兩臺安裝在肩部，一臺安裝在機身頂部整流罩尾端。設置在左右兩臺發動機之間的主減速器的起飛功率為4161千瓦，最大連續功率為3715千瓦。當一臺發動機停車時，主減速器的最大連續功率為2769千瓦。主減速器在失去潤滑的情況下，仍可工作45分鐘。整個傳動系統的干運轉時間大于30分鐘。5片槳葉的鉸鏈式主旋翼的槳葉采用“英國試驗旋翼計劃”（BERP）中研制的Ⅲ型主旋翼槳葉，采用特殊的槳尖，其前緣下垂，后緣有承載的弧段。這種新型槳尖和優化的翼型分布，使槳葉的拉力比當時直升機的普通槳葉提高了30%～40%。槳轂按多路傳力和破損安全準則設計，槳葉離心力通過每片槳葉的彈性軸承傳遞給由復合材料制成的中心結構件，并通過金屬錐和彈性軸承/內環兩條路徑來傳遞載荷。雖然槳轂是鉸接式的，但彈性軸承的采用大大簡化了變距鉸、擺振鉸和揮舞鉸。彈性軸承是球面的，允許槳葉在需要的所有方向上運動。該機安裝的結構響應主動控制系統，可使主旋翼槳葉在其振頻上的振動降低80%。擁有4片槳葉（兩對蹺蹺板式）的尾槳布置在向左側傾斜的尾斜梁頂部左側，通過彈性變距軸承安裝在柔性臂上，維護性較好。尾槳的設計為該機提供了優異的抗側風能力，同時保持了良好的變距操縱范圍。

按兩國海軍要求，艦載型EH101的主旋翼槳葉和尾梁折疊后能夠與容納“海王”的艦艇機庫相匹配。為此，海軍型采用了電驅動的主旋翼槳葉自動折疊系統。雖然EH101的最大起飛重量比“海王”提高了大約50%，但其主旋翼直徑比“海王”還要小一些。在側風速度達到92.6～111千米/小時（50～60節）時，主旋翼槳葉和尾梁的整個折疊過程可在127秒內完成。該機的折疊樣式保證了在尾梁末端靠下位置的水平尾翼，可以放置在尾梁之下。這一點，正好與“海王”直升機相反。

反潛專用設備與武器

EH101艦載直升機的主要任務是反潛，是一種多用途直升機。意大利海軍裝備的可用于反潛的EH101艦載直升機包括MK110型和Mk112型，其中后者為預警直升機，被稱為增強的反潛/反艦型。EH101 MK110型機身下裝有伽利略航電公司的MM/APS-784搜索雷達，還裝有4臺AYK-204處理機、L-3通信公司的HELRAS吊放式聲納，有2個聲納浮標發射裝置、16個聲納浮標，拖曳式磁探儀以及相應的聲納信號處理設備。在艙內設有2個聲納操作員工作站。可帶2枚“火星”2/S反艦導彈。Mk112預警型裝有伽利略航電公司的MM/HEW-784對空/對海搜索雷達，位于前機身下面的天線罩直徑由MM/APS-784的1.8米增至3米，其他任務系統/設備與Mk110型相似。

◎搜索雷達

MM/APS-784機載監視雷達是伽利略航電公司和意大利菲亞特公司合作為意大利海軍EH101直升機開發的設備，使用相位壓縮技術，適合于集成到復雜的航空電子系統中，主要用于反潛、反艦及搜索營救等任務，具有自適應邊跟蹤邊掃描、反潛、反艦以及氣象探測4種工作模式。該雷達由4個外場可更換單元組成，工作于X波段，具有頻率捷變能力。該雷達的原型系統于1989年開始測試，整體技戰術性能較之ASH-3D和AB212ASW使用的搜索雷達有了很大提高。

◎吊放聲納

HELRAS的研制始于二十世紀七十年代，1985年，意大利海軍將其作為EH101反潛直升機的標準裝置。自1987年中開始，SH-3便作為該聲納系統的空中試驗平臺，進行了一系列的試驗。目前，借助商用產品技術，制成了標準的機箱，箱內包括主控板，信號處理機、圖形圖示處理器、總線、I/O和存儲模塊，已形成了全集成化的新系統。該系統采用混響控制，發射脈沖波形設計控制、多普勒濾波、脈沖間隔分析、脈沖長度的時空分析等技術，從而保證能在復雜環境的淺水域探測目標。

該聲納帶有一個大型低頻立體基陣。包括一個接收基陣（帶有8個或16個液壓驅動臂，展開時直徑達2.8米）、一個發射基陣（帶有8個或10個換能器陣元）。這個長達5.25米的水下分機以很高的功率在360度的水平角、10度垂直角范圍內輻射，具有較大的探測距離。

由于電纜長440米，水下分機吊放深度可達400米，且具有質量品質因數特性，因此在深水區足以完成對匯聚區域的探測。遠程發射/接受特性可以發揮到最佳狀態；低頻性能可提供多次邊界相互作用，并減少接收信號的反射干擾；采用高分辨率多普勒處理技術和成形脈沖，甚至可以探測到速度在1節以下的目標；擴大調頻脈沖寬度也可以探測到多普勒值近乎為零的目標。該聲納接口單元具有特殊設計的信號處理規則，因此能充分利用HELRAS的大區域搜索優勢。這個接口單元具有信號分離、波束形成和信號處理功能，并且為載機顯示器提供優質圖像。此系統與MIL-STD-1553B數據總線完全兼容。有專門的接口接受數據輸入，這些接口還連接到一個音響數據記錄儀，以及用于傳感器數據顯示的視頻設備中。

HELRAS吊放聲納在淺海和深海做了大量的海上驗證試驗，在地中海深海試驗時直達波探測作用距離為14海里，匯聚區探測為20海里，在澳大利亞帝汶島試驗時在高海況下作用距離達到30海里，深海匯聚區探測達到 35海里，在挪威的淺海試驗時在高混響背景下探測距離超過27海里。

意大利海軍的EH101反潛型可帶4枚Mk46或MU90魚雷，或深水炸彈。在執行反艦任務時可攜帶2枚反艦導彈，如“火星”2/S。

1987年，法國開始研制“海鱔”（R3）反潛魚雷，計劃1991年投產、服役，裝備飛機、直升機、水面艦艇和潛艇。就在法國研制“海鱔”時，意大利也在研制A290反潛魚雷，計劃在1992年服役。由于發展中遇到撥款問題，法國和意大利兩國于1991年末將各自正在研制的“海鱔”和A290項目合并而集中雙方力量聯合發展一種性能更好的、能滿足未來反潛戰要求的、新一代輕小型通用反潛魚雷，其結果就是MU90魚雷。1993年以“海鱔”魚雷為基礎制造惰性樣雷進行試驗，并首次在“大西洋”2海上巡邏機上進行空投試驗。MU90魚雷長2.85米，重304千克，最低航速29節，最高航速50節，航深25～1000米，最大航程可達25000米。戰斗部裝有50千克鈍感炸藥，采用定向聚能爆炸技術，能一舉擊穿雙殼體結構的潛艇。制導方式為主/被動聲自導，主動自導探測距離2500米。由于計算機系統對目標參數和信號強度進行技術與比較，最多能同時跟蹤10個目標。控制系統主要由捷聯式慣導裝置加上微處理機構成，其中采用了性能先進的速率陀螺和加速度計。控制系統在3個自由平面上能同時控制魚雷航行姿態，可使魚雷以任何姿態入水。當魚雷大深度尋深時，可實現90度垂直下潛，這對大深度反潛魚雷而言，是一項非常重要的功能。在攻擊目標的末端，慣導系統與聲自導相結合，可實現對目標垂直命中，這也是采用定向聚能爆炸對自導與控制系統提出的新要求。魚雷自導系統與高性能的動力推進系統相配合，允許魚雷與目標交戰距離大于15000米。另外，該自導系統還有探測功能，使魚雷適于淺水作戰。推進裝置是有7葉片轉子的泵噴射推進器，泵噴射推進器屬減速導管螺旋槳，用犧牲一部分效率換取良好的空泡特性，以求降低噪聲。在同一設計工況下，泵噴的輻射噪聲級較對轉螺旋槳低3～5分貝，但其推進效率低10%左右。

由于MU90集許多先進技術于一身，其性能基本上可與世界上最先進的Mk50魚雷相匹敵。首批MU90已于2001年交付，逐步取代法國的L4/ L5，意大利的A244/S、A290，以及購自美國的Mk46魚雷，裝備法、意和其他國家海上巡邏機、反潛直升機和水面艦艇，還可用作新一代艦載反潛導彈的戰斗部。

1997年，意大利海軍采購了新的EH101和NH90直升機，考慮到作戰場景的變化和不同的目標環境，意大利海軍進一步提高了直升機掛載反艦導彈的技戰術要求：

1.盡量減輕系統總質量和尺寸，為載機提供充分的作戰自主權；

2.戰斗部威力足夠摧毀小型艦船并使大型艦艇在特定時間內喪失作戰能力；

3.導彈射程大于25千米，這個距離可保證直升機處于近程防空導彈系統的射程之外；

4.發射后不管，可使直升機發射導彈后快速脫離戰場，減少暴露于敵方防御系統的時間；

5.具有在沿海和多島地區作戰的能力；

6.具有更好的目標識別能力，減少間接損傷；

7.增強導彈突防能力；

8.更好的安全性。

根據這一要求，奧托·梅萊拉公司提出了“火星”2/S導彈的方案，其彈長比“火星”2短，但氣動布局相同。該型導彈和以前型號的主要區別為：采用數字式航空電子設備和可與發射系統兼容的1553B數據總線；采用捷聯式慣性測量裝置；戰斗部、助推器和主發動機的火藥都是鈍感的，滿足軍艦對武器系統彈藥的最新規范要求；采用新型復合材料以減少質量，采用折疊翼以簡化導彈安裝；兩側各有一臺捆綁式助推器；采用具有數字處理能力的X波段導引頭，具有很強的抗海雜波和雨干擾的能力，使導彈具有在多種目標環境中作戰的能力，既可在公海作戰，又可在海岸線附近作戰。具有在飛行末段進行規避機動的能力，同時具有任務規劃能力和目標識別能力，能夠將導引頭觀察到的目標狀況與射前由直升機傳感器或預警機提供的目標場景進行相關運算比較，解決了目標識別的難題。

“火星”2/S的研制工作始于2000年，在2003年成功地進行了幾次鑒定試驗，并于2004年初開始試生產。2005年3月，在意大利海軍EH101直升機上進行了首次發射試驗。2006年5月，在意大利進行了兩次“火星”2/ S導彈的發射試驗。發射載機為EH101直升機，2次發射試驗均命中目標，達到了預期的效果。奧托·梅萊拉公司還在考慮對“火星”2/S做進一步改進。改進措施包括加裝紅外成像導引頭和數據鏈，使導彈具有人在回路中制導能力。采用GPS導航系統，使導彈能夠攻擊岸上目標。