刘 波 张洪涛 李基堂

(陆军航空兵学院1) 北京 101123)(东北电子技术研究所2) 锦州 121000)(61267部队41分队3) 北京 101123)

武装直升机技术的发展*

刘 波1)张洪涛2)李基堂3)

(陆军航空兵学院1)北京 101123)(东北电子技术研究所2)锦州 121000)(61267部队41分队3)北京 101123)

武装直升机技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用。文章介绍了武装直升机技术的发展历程以及装备的研制、改进情况,指出了在现代战争中发展武装直升机技术的优势和重要性,重点探讨了几种武装直升机技术的性能及其特点,最后论述了武装直升机技术的发展动向与分析。

武装直升机;技术;发展

Class NumberTN97

1 引言

武装直升机作为一种超低空火力平台,其强大的火力与特殊的超低空飞行和高机动性能的有机结合,使之成为继火炮、坦克、飞机和导弹之后又一种重要的常规武器。在近几次局部战争中,武装直升机都发挥了重要的作用。本文就武装直升机、发展动向、发展分析等,作进一步的研究和探讨[1]。

2 武装直升机

武装直升机不仅能执行作战,还可遂行侦察、空中指挥和电子战等任务,其特点和作用主要包括[2]:

1)可攻击多种目标。现代武装直升机可携带反坦克导弹航炮、火箭、机枪、空空导弹、火箭弹以及炸弹、地雷、鱼雷、水雷等武器。这些武器具有不同形式、口径、射程和威力。例如,反坦克导弹制导方式就有多种,有红外、激光和雷达制导等。航炮的口径有20mm、23mm、25mm和30mm等。航空机枪口径为7.62mm和12.7mm两种。火箭有57mm、70mm、80mm和90mm等多种口径。空空导弹有红外、雷达等制导方式和弹径不同的型号。这些武器的发射方式、射程威力更是五花八门、各具特色。携带上不同武器,现代武装直升机可用以攻击地面、水面和空中的点状或面状目标,软目标或硬目标。包括坦克、装甲车辆、雷达站、炮兵阵地、通信枢纽、前沿哨所、简易工事、滩头阵地、水面舰船、水下潜艇、地面有生力量以及低空飞行目标等。

2)机动性好。直升机特有的飞行特点是可在野外,未经任何准备的场地起降,能在空中稳定悬停,不受地形、地物限制,可敏捷地改变航线、飞行高度、速度和姿态,因此可在战区的任一指定地点迅速集中或展开,可选择有利的地点或状态,对敌进行攻击或作机动规避,这是任何其他地面和空中的武器装备无法比拟的。固定翼飞机虽然飞行高度、速度、重量等远远超过直升机,但起降要依赖机场;而机场建设的周期长、费用高,在现代战争中,机场是攻击的首要目标之一,必然使其使用受到很大限制;其飞行高度高、速度快,但与地面低速目标的速度差大、发现率低,攻击时受到的限制较多。而地面的坦克、装甲车、汽车或水面的舰船则不仅速度无法与直升机相比,且受地形、地物、水域的限制大,更无法与直升机相比。

3)隐蔽性好。在现代立体战争中,武装直升机多在150m以下空间活动,固定翼飞机一般都活动在200m以上高度。基于提高攻击的突然性和自身生存力的需要,武装直升机从战场前沿基地出航时高度往往在100m以下,而在临近战区(离战场前沿数十公里)则采用贴地飞行,即利用地形在离地10m以下的高度(通常为3～5m)隐蔽机动,发现目标后突然发起攻击。这样的接敌方式,难以被雷达、红外、光学系统和目视等侦察手段发现和跟踪,往往会使敌方淬不及防。现代先进武装直升机装有夜视、夜瞄装置,更可以在夜幕和其他能见度极低的条件下迅速接近和攻击目标,更增加了攻击的突然性。

4)视野开阔。武装直升机在云层高度低(60m以下)、水平能见度差(小于400m)等条件下都可进行有效的作战活动。而地面观察人员因受地形、地物等影响,通常难以捕获2500m以外的目标。直升机可在不同的高度、方位观察,装备有优良的电子、光学侦察设备的直升机更可在昼、夜间发现和攻击数公里远的目标。或在作战前沿己方一侧或隐蔽进入敌方一例,通过巧妙地侦察,获得第一手且范围广泛的战场信息,并及时报告指挥部门及地面部队。这对于战斗指挥和战况的发展,显然具有重要作用。

5)反应迅速。能在需要的时间对关键的目标从各个方向实施反复攻击,武装直升机相对地面各种武器具有时间上的快速性和空间上飞越地面障碍的高度机动性,可以快速集中、机动和在指定地点作战,巧妙地活动于整个战场;可使用不同武器,对前沿和纵深内的各种目标,从各个方向和角度上反复实施攻击。武装直升机充分利用靠近前沿的加油装弹点及时补给,对敌实施持续的空中火力攻击,这样往往可收到良好的作战效果。即使在战斗发展过程中,遇到不利情况时,武装直升机也可随时迅速后撤。

6)可协同作战。现代战争是诸军、兵种的协同作战。人们不可能苛求武装直升机单独去打赢一场战争,甚至是一场战斗,它往往要同各种作战力量协同作战。现代立体战争,是指所谓“空、天、地、海一体化的战争”。固定翼作战飞机的飞行高度不能太低(200m以上),而直升机的飞行特点,正好填补了这个“时、空”间隙—飞行速度0～300km/h左右,高度0～150m左右。利用其良好的侦察和通信能力,武装直升机与己方地面和空中部队保持密切联系,而对瞬息万变的战场情况,最有利于通过实施快速及时的空中火力机动,改变战场力量对比,形成火力优势,有力地配合其他军、兵种战斗,直接影响战役、战斗的进程和结局。当然,武装直升机在战术使用上也有一定的局限性。主要有:相对固定翼飞机而言,其作战半径较短,一般为100～200km;对战区前沿补给(加油、挂弹)和战场维修(抢修和备件供应)要求高;购置和使用费用较高,空地勤人员要经过专门训练等。

3 发展动向

1)澳大利亚将于2011年选择新的海军战斗直升机型号[3]。英国《国际飞行》2010年2月25日报道:澳大利亚计划在2011年选择新的海军用战斗直升机型号,该型号将于2014年开始交付。

澳大利亚国防部长福克纳称,此次竞争将在洛克希德·马丁/西科斯基公司的MH-60R和NH工业公司的NH90之间进行。竞争的胜者将负责提供海军目前的16架“海鹰”的换代机型,并填补2008年上半年取消的“超海妖”项目的空缺,“超海妖”项目由于费用增长50%、进度拖延7年而被中止。

澳大利亚计划采购至少24架新的海军用战斗直升机,使海军随时都有8架舰载直升机在海上待命。福克纳称:“新的海军战斗直升机将增强澳大利亚海军在海上军事行动方面的能力。该机可以承担反潜作战任务,并可以装备空-面导弹。新的直升机将大幅增强水面部队的‘视力和听力',并可在复杂艰巨的海上环境中承担战斗及保障任务。”

国防装备部将“对竞争费用严格限制”,并将考虑到所有相关的问题,包括平台能力、费用、与澳大利亚国防部队其他装备的协同能力、澳大利亚工业界的就业机会、项目风险以及投资的价值等。

2)三星泰利斯联合公司开始推销HFLIR光电吊舱[4]。英国《谢泼德》2010年3月24日报道:在第16届智利国际航空展(FIDAE 2010)上,三星泰利斯联合公司(Samsung Thales)开始销售其新型HFLIR光电/红外吊舱。

该系统目前正在服役于韩国军方的若干平台,包括韩国海军的“山猫”直升机和隶属于总统机群的飞机。迄今为止,该吊舱尚未销往韩国以外。

HFLIR光电/红外吊舱采用了一种4轴稳定红外热像仪,但并未采用高清传感器,其分辨率为640×480。该系统即将装备韩国正在为军方开发的韩国通用直升机(KUH)机群。KUH又称为“雄鹰”,由韩国宇航工业公司与欧洲直升机公司联合开发,于 3月 10日首飞。据该公司发言人称,KUH的飞行试验正在顺利进行中。

3)美国洛克希德·马丁公司用“吉奥瓦勇士”直升机成功发射指示攻击制导火箭弹。法国《防务航宇》2010年3月30日报道:美国洛克希德·马丁公司用OH-58D“吉奥瓦勇士”直升机成功试射两枚指示攻击制导火箭弹(DGAR)。此次试验,是DGAR在过去的2年中第四次从飞机平台上发射。以前的飞机平台有AH-64D“阿帕奇”和AH-6“小鸟”直升机。

这两枚从OH-58D直升机上发射的DAGR火箭弹,飞行距离分别为3.5km和5km,均成功命中离激光指示点1m以内的位置。

在总共20余次成功制导飞行试验中,DAGR在离轴情况下分别命中了激光指示点附近的近程、远程目标,演示了其精确打击与机动能力。DAGR将为作战人员提供更强的作战能力和对“突然出现”目标的快速响应能力。同时,该火箭弹的射程也更远。

4)BAE公司先进威胁红外干扰系统保障直升机作战行动。BAE系统公司网站2010年4月14日报道:BAE系统公司先进威胁红外干扰系统(AT IRCM)已装备于美国陆军的CH-47“支努干”直升机。自从6个月前该系统服役以来,ATIRCM系统已经有过击败红外制导导弹的记录。

ATIRCM系统是基于激光的直接对抗系统,可以保护直升机免遭导弹攻击。自部署以来,ATIRCM的可靠性已经超过了其他系统,提供了百分之百的任务执行能力。

ATIRCM系统使用BAE系统公司的AN/AAR-57通用导弹预警系统(CMWS)提供导弹被动预警,通用导弹预警系统可以探测导弹,摒弃虚假警报和为ATIRCM干扰头提供导弹的位置线索。当干扰头通过红外跟踪系统定位导弹,它会发出高能量光束击毁导弹的红外导引头。该 AN/ALQ-212(V)型ATIRCM/CMWS组件大大提高了飞机应对当前及未来的威胁的整体生存能力。

BAE系统公司是ATIRCM/CMWS组件的主要系统集成商。公司已经投资兴建制造厂以支持该计划,并派遣人员对ATIRCM/CMWS组件进行实时评估、维护和升级。

5)俄罗斯将在2011年开始第五代直升机的研制工作。俄罗斯武器网站2010年6月8日报道:俄罗斯米里设计局总设计师兼第一执行副总裁阿列克谢·萨穆先科宣称,俄罗斯将在2011年开始第五代武装直升机的实际研制工作。

阿列克谢·萨穆先科指出,计划在科学研究和试验设计工作框架内,对几种总体布局和气动力布局进行检验,从中选择最适合新一代直升机要求的方案。除了米里设计局,卡莫夫设计局也将参加此项工作。他还指出,对新一代武装直升机的要求将根据俄罗斯最近10年～15年的军事观点形成,不排除与现有武装直升机相比,新一代直升机将更加通用。对新一代直升机的要求很可能包括:高速度,垂直起飞,具备隐蔽攻击能力、全天候作战能力以及搜索能力,具有更高的生存性和隐身性。另外,新一代直升机的垂直速度可达250～300km/h,水平速度可达450～500km/h。新一代直升机上还将安装可对飞行员进行提示的人工智能系统,例如对于完成飞行任务、攻击任务以及监控任务等,飞行员需要做出哪些动作。

第五代直升机将具有轻巧、大航程、低噪音以及隐身性等技术特点,并装备“发射后不管”的智能化武器控制系统,速度达到500～600km/h,具备与飞机空战的能力(现代直升机主要是对地攻击)。

6)MBDA为西班牙陆军“虎”式直升机提供自卫装置[5]。英国《飞行国际》网站2010年6月22日报道:MBDA将为西班牙陆军的24架“虎”式武装直升机提供Saphir-M自卫设备。

除西班牙外,澳大利亚、法国和德国也装备了“虎”式直升机,其箔条和曳光弹发射器可应对一系列威胁,包括红外制导导弹。该系统可设置为自动或半自动工作模式。

MBDA还于5月28日确认,其海军型Scalp巡航导弹完成了发射试验。为法国海军设计的舰载型Scalp-EG/Storm Shadow的设计工作正在进行,该武器系统在Biscarosse的试验场完成了垂直发射器发射。该武器还将研制一种可在法国“梭鱼”级潜艇上发射的改型。

7)英国将为“海王”直升机升级敌我识别系统[6]。美国《防务新闻》2010年7月13日报道:英国国防部于近日启动了空军“海王”搜救直升机敌我识别系统升级项目的竞标,使其具备S模式的能力。项目要求该系统满足民用航空局即将使用的安全标准,这套标准将于2012年3月31日开始实施。空军共有25架直升机需要进行升级。这份合同包括升级设备的设计和本身的升级。竞标者需要在8月6日前提交其竞标方案。成本效率是该项目最重要的考核参数,其次为质量、技术水平和完成工作所需的时间。在役保障费用也是一个需要考核的参数。国防部长表示,新的应答器必须满足现有系统尺寸及重量参数要求,并应能使用现有天线系统。

8)洛克希德·马丁公司将为MH-60直升机提供联合任务规划系统[7]。美国洛克希德·马丁公司网站2010年9月21日报道:美国海军授予美国洛克希德·马丁公司一份软件系统研制合同,为MH-60R和MH-60S多任务直升机开发任务规划系统,以提高其任务成功率。这份合同价值1000万美元。

联合任务规划系统(JMPS)由美国海军和空军基于商用现货的软件架构开发,可使美军机组人员的任务飞行规划制订实现标准化。JMPS将取代现有的其他任务规划系统。

洛·马公司将为JMPS开发一套专门的软件模块,其中包含MH-60R和MH-60S所承担的专有任务。这些任务包括反潜、反舰、空中扫雷、搜索救援、舰间货物运输等。

该软件模块将加载到任务规划系统计算机上,使MH-60飞行员可选择调整其任务规划、输入天气数据、地图、导航线路、目标数据及任务中需要使用的武器和传感器类型。最终的任务剖面将转到一个内存卡中,然后加载到洛·马公司研制的通用驾驶舱(Common Cockpit)航电套件中。

在今后的30个月内,洛·马公司将为MH-60模块开发并测试软件系统。随后的试验将在加利福尼亚州穆古角的海军航空武器中心和马里兰州帕图克森特河的海军航空站进行。装有MH-60专有规划模块的、基于JMPS的任务规划计算机将于2012年达到装备部队的要求。

9)罗克韦尔·柯林斯公司向阿古斯塔韦斯特兰公司AW101直升机交付最新一代座舱显示系统[8]。英国SHEPHARD集团网站2010年9月22日报道:意大利芬梅卡尼卡集团阿古斯塔韦斯特兰公司最近交付了首架装有美国罗克韦尔·柯林斯公司最新一代座舱显示系统的AW101直升机。该新型座舱系统于2009年10月份在AW101直升机上进行了首次飞行,并于2010年6月份获得仪表飞行规则(IFR)认证。

罗克韦尔·柯林斯公司负责机动性和旋翼解决方案的副总裁和总经理Dave Nieuwsma表示,该新型座舱显示系统在降低飞行员工作负荷的同时给他们提供了更好的态势感知能力,满足阿古斯塔韦斯特兰公司的军民两用需求,也给用户提供了一种费效比极佳的根据特定任务需求定制直升机的方式。

新型座舱显示系统具有分辨率很高、可以接收多种视频信号输入、8英寸×10英寸的显示器内装图像服务器、并具有夜视能力等特征。座舱显示系统还包含安全以太网交换单元、数据集中单元、控制面板和多功能控制显示器等在内。

4 发展分析

武装直升机的发展趋势,主要包括[9]:高性能旋翼、涡轴发动机、复合材料、智能化控制。

1)采用高性能旋翼。高性能旋翼的桨叶将用先进复合材料制成,因为复合材料桨叶重量轻,寿命长,破损安全性好。其桨叶将采用复合式翼型,这种冀型是针对旋翼在不同半径处气动力要求各不相同的特点设计的,能获得良好的气动性能。

例如,采用智能材料制成的自适应旋翼,其制动器可根据不同飞行方式使桨叶扭转达到最佳化。采用可变直径技术旋翼,该旋翼在垂直起落和悬停时直径变大,而在前飞时直径变小,这样旋翼能更好地适应不同飞行状态,从而提高效率。

2)采用更为先进的涡轴发动机。这种发动机比以前的发动机体积更小、重量更轻和功率更大。这种发动机的耗油率很低,大修间隔时间长,这种发动机装有先进的数字式电子控制系统和自动化故障诊断系统,大大提高了可靠性。同时这种发动机将采用模块化设计便于维护。

3)采用模块化复合材料机体结构。复合材料机体将大大减轻结构重量,还可以减少雷达波的反射,提高隐身效果。模块化设计则便于修理和维护。

4)采用智能化控制。复杂的战场环境,对直升机设计提出更高的要求。为此,采用综合化、数字化、智能化的航空电子系统,将使直升机的飞行控制、通信导航、火力控制、电子对抗等性能得以大幅提高,进而全面提高信息化作战能力。

一是驾驶和控制设备更先进。目前,比较先进的直升机上普遍装备有电子计算机、自动驾驶仪、多普勒导航仪、夜间驾驶仪、激光测距机等先进的驾驶及控制设备。二是安装电子战生存设备。现代直升机普遍装备有雷达报警、激光报警和导弹报警等电子战生存设备。这种多功能综合一体化的电子生存设备,使报警、识别、干扰于一体,有源和无源干扰于一体,雷达和光电对抗于一体,达到了一机多能,有效提高了直升机的战场生存能力。三是智能化控制成为新的发展方向。在综合运用各项成熟技术的基础上,直升机配备一体化的控制、导航、通信、侦察、报警、作战和故障自动显示系统,能在进行侦察过程中形成三维图像、战斗计划、情况报告,并进行导航修正和系统自检。

5 结语

随着现代战场对抗的日益激烈,直升机的作战环境更加严酷,研究开发、采用高性能旋翼、涡轴发动机、复合材料、智能化控制等技术,使武装直升机更趋势完善[10]。在未来现代化战争或局部战争中,适时运用武装直升机技术,执行侦察、反导、反潜、攻击地面、海面目标,就能够有效地保护自身目标的安全。

[1]张德和,简中伏.新世纪的武装直升机[J].航空知识,2002(2)

[2]李红民,王炬,郭蕾.国外武装直升机光电系统的发展动态[J].电光与控制,2005(1)

[3]澳大利亚将于2011年选择新的海军战斗直升机型号[N].每日防务快讯,2010-03-03

[4]三星泰利斯联合公司开始推销HFLIR光电吊舱[N].每日防务快讯,2010-03-31

[5]MBDA为西班牙陆军“虎”式直升机提供自卫装置[N].每日防务快讯,2010-06-30

[6]英国将为“海王”直升机升级敌我识别系统[N].每日防务快讯,2010-10-09

[7]洛克希德·马丁公司将为M H-60直升机提供联合任务规划系统[N].每日防务快讯,2010-07-19

[8]罗克韦尔·柯林斯公司向阿古斯塔韦斯特兰公司AW101直升机交付最新一代座舱显示系统[N].每日防务快讯,2010-10-09

[9]栗琳,程宝根.武装直升机的现状与发展趋势[J].现代军事,2000(3)

[10]张德和.武装直升机的发展趋势[J].航空知识,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

刘波,女,硕士研究生,讲师,研究方向:航空仪表电气控制。