卡50/52黑鯊武裝直升機
標籤: 網際談兵 分類: 網際談兵 2008-04-25 21:47
1993年,英國法恩伯勒。一架名為卡-50「黑鯊」(Ka-50)的多用途武裝直升機出現在世界著名的法思伯勒航空展上,這是俄羅斯卡莫夫設計局的新型武裝直升機首次公開亮相。
站長註:由於本文大多數資料來自卡莫夫設計局的資料,對卡-50/52過多的讚揚,並沒有指出該機存在的問題。這些問題是卡-50的基本設計思想所直接導致的,例如在航電設備不夠先進的情況下,由一名飛行員兼顧超低空高速飛行和對地攻擊,是極為困難的。另一個問題則是兩個共軸旋翼在高機動飛行時容易發生互相碰撞,並已直接導致若干嚴重飛行事故的發生。
3年後,卡莫夫設計局再次公開展示了卡-50的姐妹型卡-52「短吻鱷」。卡莫夫設計局的有關人士表示,在直升機製造業領域,卡-50和卡-52直升機將保證俄羅斯領先美國5-6年。俄國人的豪言壯語引起了眾多軍事愛好者對俄新型武裝直升機卡-50及其黃金搭擋卡-52的普遍關注。俄文名為「黑鱉」的卡-50又名「狼人」。
80年代,西方情報部門發現蘇聯正在同時研製兩型新型武裝直升機。其中一型是著名的米里設計局設計的米-28雙座型武裝直升機,西方命名為「浩劫",認為它將是米-24「母鹿」的後繼型。另一型武裝直升機由卡莫夫設計局設計,由於卡莫夫設計局長期以來一直是俄海軍艦載直升機的設計者,再加上卡莫夫的新型武裝直升機在結構設計上有許多出人意料之外,西方國家對它一直感到難以琢磨,便將其命名為「空談」。
卡-50的公開展示揭開了這層神秘的面紗。卡莫夫設計局公開資料表明:卡-50機身為半硬殼式金屬結構,兩具同軸反向旋翼裝在機身中部,每具三葉旋翼。機身中部上面裝有兩台TB3-117渦輪軸發動機(下圖),每台功率1640千瓦。發動機前面裝有防塵罩,排氣口處設有向上排氣的轉向器。座艙內設有頭盔顯示器及微光電視和數字數據傳輸系統。座艙玻璃均為防彈設計,防彈裝甲採用雙層鋼板,座艙上方裝有寬視野後視鏡。
卡-50機身全長13.5米,旋翼直徑為14.5米,最大起飛重量10800公斤,最大俯衝速度為350公里/小時(據卡莫夫設計局總設計師米赫耶夫稱,在1996年9月的試飛中,其俯衝速度已達390公里/小時),最大側飛速度為182公里/小時,後退飛行速度為120公里/小時,垂直爬升速度為600米/分,盤旋升限為4000米,設計最大過載3.5G。
卡-50的主要武器是AT-9「旋風」導彈,該型導彈是一種管射式反坦克導彈,全重60公斤,射程8~10公里,以超音速飛行,能夠穿透900毫米厚的裝甲,一次可攜帶16枚,分4組掛載在兩側短翼下的4個掛架上。此導彈也可用於空戰,甚至能攻擊海上的導彈快艇。
短翼上的4個掛架也可以掛載B-8火箭彈艙4個,一共可容納80發S8型80毫米空對地火箭。其他武器包括AS-12導彈、FAB-500型炸彈與兩個23mm機炮吊艙。卡-50還可攜帶P-60M「蚜蟲」和P-73「射手」等紅外製導空對空導彈。
卡-50機身右側固定炮塔內安裝了一部液壓驅動的2A42型30毫米航炮(下圖)。這種航炮與BMP-2步兵戰鬥車使用的火炮互相通用,雖然和西方航炮相比要重一些,但在沙塵、高溫、潮濕的環境里,它顯得相當可靠。而使用與陸軍BMP步兵戰鬥車相同的火炮,在戰場上的彈藥補給就不成問題。該航炮可根據飛行員的選擇而填裝穿甲彈或高爆彈,最大載彈500發,分別裝在機身中央的兩個彈盒內。2A42型航炮可以上下俯仰旋轉15度,並能略微左右偏轉。這是卡-50的一個缺點,火炮射角比起其他戰鬥直升機要小得多。
和世界其它現役武裝直升機相比,卡-50具有與眾不同的獨特結構,它擁有以下世界記錄:· 世界第一架採用單人座艙的武裝直升機;· 第一架採用同軸反轉旋翼的武裝直升機;· 第一架裝備彈射救生座椅的直升機。
從卡-50誕生至今,由於國際形勢的轉變,該機未能大量裝備或參加實戰,因此其革命性的總體設計並未經過真正的考驗。據部分資料稱,該機的同軸反轉旋翼在高速機動飛行時可能互相碰撞,從而導致致命事故。另外在俄羅斯飛控、火控技術落後於西方的背景下,單人駕駛機制在極度複雜的近地作戰環境中是否能夠勝任,也是一個極大的問號。
我們詳細的分析一下以上三個「第一」。普通武裝直升機在執行低空突襲任務時,尾旋翼在起飛、降落及盤旋時,很容易被吹起的石子打傷,或在低空貼地飛行時撞上樹梢或其他障礙物,從而造成機毀人亡。越南戰爭和阿富汗戰爭中,武裝直升機戰鬥損失的30%,都是因尾旋翼的傳動連桿裝置、機械連桿控制系統、機尾及尾旋翼等受到損壞而造成的。「黑鱉」由於採用了兩具共軸反向旋翼,各旋翼的旋轉作用力相互抵消,因而不需要尾槳。
機尾的存在純粹是為了平衡全機的空氣動力和改善操縱性。所以即使整個尾部被打掉,卡-50仍能安全著陸,不像一般的直升機,一旦尾部或尾旋翼被擊中,即失去平穩,造成整架直升機墜毀。
另外,取消尾槳,尾部也就不再用配置複雜的傳統系統,整機的重量也能減輕不少。而且,也不需要傳輸部分動力去轉動尾旋翼,這樣主旋翼就可以直接享有百分之百的動力供給,因而卡-50直升機的升力增加了12%。
雙旋翼在空氣動力上是對稱的,消除了偏航的動力來源,直升機可以輕易地保持高度,而且不容易受橫風的影響。由於共軸的兩具舉升旋翼可以使其直徑較一般單旋翼/尾槳配置的直徑小,所以,卡-50有良好的爬升率和較小的轉彎半徑,超低空飛行時可以輕鬆地規避樹梢等障礙物。共軸反向旋轉雙旋翼的布局還具有很好的低視度等優點,這些優點保障了卡-50能夠在高溫、潮濕等環境下進行低空盤旋與貼地飛行,同時賦予飛行員無比的信心進行低空貼地飛行。
儘管武器裝備極為複雜,但它並沒有影響卡-50的操縱性能。傳統的武裝直升機通常採用飛行員和武器系統操作員兩人一組雙座設計,而卡-50採用的是單座艙設計,這使卡-50在結構重量和簡化設計方面佔了不少的便宜。
為了實現自動化操作,卡莫夫設計局採用了一體化的飛行與火力控制系統,這些系統包括自動化飛行與導航、目標瞄準、武器發射等。卡-50座艙內裝置有米格-29的頭盔顯示器及其他儀錶,包括飛行員頭盔上的瞄準系統。另外,在儀錶板中央裝設了低光度電視屏幕,它可以配合夜視裝備使卡-50具有夜間飛行能力。
卡-50安裝有4部歐比塔電腦,以執行複雜的飛行、導航與射控資料計算,並用數字鏈路將它們連結起來。其中,一部專用於顯示系統,一部用於任務管制,一部用於導航,一部用作備份。藉助自動操作系統,就可以在飛行員不接觸駕駛桿的情形下直升機仍可盤旋滯空。因而,儘管是單人執行駕駛和武器控制雙重任務,卡-50仍然具有良好的操縱性。
卡-50具有雙層防護鋼板的座艙位於機身前端,座艙的防彈玻璃能夠抵擋住12.7毫米子彈的射擊。座艙內部座椅下方還裝有蜂巢式底架,可以減緩震動,防止飛行員在墜毀或重落地時受傷。一旦卡-50直升機被打中,飛行員也可藉助於彈射裝置逃生。卡-50裝備的K-37彈射座騎(左圖),是世界上唯一批量生產,應用在直升機上的逃生系統。這種彈射裝置是由俄專門生產彈射座椅的齊威達公司費時7年才研製出來的。
在緊急情況下,飛行員拉動座椅下方的雙把手,啟動彈射系統,旋翼上的爆炸螺栓首先爆炸,將全部6片旋翼同時炸離,緊接著座艙罩被彈射開,座椅上方的火箭點火射出座艙,而幾乎在同一時間,飛行員與座椅分離,火箭下端的繩索系在飛行員軀體上,借火箭向上的拉力將飛行員拉出座艙,然後開啟降落傘。整個逃生過程只有2.5秒。
卡-50良好的戰場生存能力,大大增加了飛行員的信心,有利於充分發揮飛行員的戰鬥力。
米-24直升機在阿富汗的作戰經驗表明,在平原上襲擊4公里以外的目標,武裝直升機的飛行高度,不能低於35一70米,在丘陵地區不能低於100-245米。儘管卡-50裝備了自動化飛行與火控系統,能夠使飛行員比較輕鬆地一邊飛行一邊實施攻擊,然而,在20-50米高度進行超低空襲擊時,飛行員也無法保持瞄準。對2-3公里之外擁有防空高炮掩護的目標實施打擊,直升機的反應時間只有10一15秒;而要對1一6公里之外擁有防空導彈掩護的目標實施打擊;反應時間只有11一20秒。因而單架直升機難以完成超低空攻擊等任務。為了更好地發揮威力,卡-50極為需要一個能為其提供戰場情報、進行協調與控制的保障機。這樣,能夠提供各種情報、進行戰場控制的雙座型卡-52武裝直升機也就應運而生了。
1996中11月12日,烏赫托馬直升機製造廠首次公開展出了卡-52,俄羅斯人以兇猛的兩棲動物「短吻鱷」為其命名。這個黑色的龐然大物看上去更象一隻大腦門的牛虻,它與著名的卡-50「黑鱉」武裝直升機同屬共軸型直升機系列。「短吻鱷」繼承了卡-50的動力裝置、側翼、尾翼、起落架、機械武器和其它一些機上設備。「短吻鱷」與「黑鯊」的不同之處在於它採用了並列式雙座駕駛艙。航空博覽會上曾有人說,卡莫夫設計局又回到了傳統雙座武裝直升機的路子上去了,事情並非完全如此。
的確,這種直升機的乘員是兩個人,但並不是傳統式前後串列,而是左右並列的。這種座艙不是隨便設計出來的,並列式雙人座艙能夠滿足直升機在晝夜和各種氣象條件下完成超低空對地面目標進行突擊的需要。用於實施全天候低空突擊的攻擊機通常採用這種並列座艙,如美國的F-111和前蘇聯的蘇-24攻擊機,它們在設計時也都採用了駕駛員與射擊員並排位於同一機艙內的方案。俄航空專家認為這種方案是最科學的,並且 俄國人後來設計蘇-34殲轟機時也採用了這一方案。
早在1972年,為了提高AH-1武裝直升機的夜間飛行性能,美國人對AH-1進行改進試驗,試驗的結果表明,乘員左右並排而坐則是最好的布局方案。因此,卡-52的布局並不是設計上的倒退,正好相反,在創新方面卡-52完全可以與單座的卡-50相比。
黃金搭檔為了緩解飛行駕駛與火力控制的矛盾,從一開始設計卡-50武裝直升機,米赫耶夫總設計師就要求俄陸軍航空兵改變米-24「雌鹿」等武裝直升機所採用的傳統戰術。但他反對抄襲美國AH-64「阿帕奇」的伏擊戰術。根據他的設想,執行作戰任務的直升機編隊要由兩架卡-50組成,一架負責搜索敵人蹤跡、研判戰場情況,另一架則專門負責攻擊敵方裝備有防空導彈、高炮的裝甲車隊。總設計師認為,實行雙機編隊的卡-50,其攻擊機會比單架雙座的直升機要多,能夠更有效地完成作戰任務。因為第一架除了指引目標外,也可為正在進行攻擊的第二架提供必要的防衛。總設計師關於卡-50的作戰設想,也正是卡-52的設計構想。
卡-52不僅具有與卡-50相同的武器、低空飛行能力、裝甲防護能力,可進行空戰與對地攻擊。而且,卡-52具有優良的偵察、指揮與控制等功能,可為卡-50提供類似於空中預警指揮機的作用。戰場偵察與作戰控制作為新型 武裝直升機卡-52的主要任務決定了卡-52的機載雷達等電子設備的組成。卡-52直升機機身前部安裝了湯姆遜公司的熱視儀,之所以選擇法國生產的熱視儀,是因為國產熱視儀的生產工作拖延的結果。不過卡莫夫設計局也想向潛在的用戶展示:卡-52既能使用俄羅斯生產的儀器、設備,也能配備外國生產的儀器、設備。駕駛艙上的球狀物里,安裝有俄羅斯國產的「黃楊」三維光電子定位系統,該系統包括熱視儀、電視儀和激光儀。機身右側下面裝有一個稍小的球形陀螺穩定儀,裡面裝有一具使用激光指示遠距目標的高倍光學望遠鏡的鏡頭。該裝置配有電視及熱成像系統,可保障在15公里範圍內發現並精確跟蹤較小目標。
此外,在旋翼的軸瓦上方還裝有「阿爾巴雷特」雷達系統。卡-52直升機裝有4部液晶顯示屏幕,試驗用機還裝有一些法國生產的顯示器(其中部分是多功能的)。投入批量生產後,該直升機將裝備俄羅斯製造的多功能顯示屏。駕駛員使用的顯示屏幕裝在駕駛艙前窗上,而射擊員則配備有頭盔式目標瞄準顯示器。增加一個乘員使直升機的用途得以大大拓展。坐在左邊的飛行員可以專心駕駛直升機,而坐在右邊的射擊手能夠實施偵察或進行電子鬥爭,能夠在全天候條件下發現和辨認遠處的目標,可以進行目標定位和瞄準,可與地面部隊和卡-50等武裝直升機進行協同。
卡-52可將卡-50飛行員所需的戰場情報資料通過無線電傳送過去,顯示在低光度屏幕上,飛行資料則顯示在頭盔顯示器上,從而有效地為卡-50提供情報保障。同時,還保留了卡-50的機動、防護性能和武器系統,在空戰中能夠為卡-50提供掩護與支援。
當然,增加一個乘員使「短吻鱷」的飛行性能比「黑鯊」要稍有降低:升限和速度有所下降,最大運載重量減少了50%。但是/短吻鱷」的出生本來就不是要它去貼著敵人的炮火「爬行」的,作為一個「智力發達的助手」和一個能指揮與協調其他作戰系統的特殊「調理員", 卡-52完全稱得上是「黑鯊」的「黃金搭檔",能夠有力地保障那些更「強壯」、更「皮糙肉厚」的「黑鱉」更好地進行協同作戰,發揮出最大威力。
卡-52採用了卡-50直升機的動力裝置、旋翼、垂尾、起落架、武器。在一定位儀上,裝有帶激光測距儀和目標指示器的大功率瞄準頭。卡-52裝有一門不可移動的KII-23JI型機炮,口徑為23毫米,帶彈250發,安裝在機翼內上的YIIK-23-250型吊艙內。其短翼下的4個武器掛架,能掛載12枚「旋風-M」帶激光制導和串聯戰鬥部的超音速反坦克導彈,也可安裝4個B-8B20A火箭發射巢,每個火箭巢可帶20枚80毫米直徑的C-8非制導航空火箭;或安裝B-13J5火箭巢,每個火箭巢裝5枚120毫米直徑的C-13非制導火箭。這些火箭可帶各種戰鬥部,如爆破彈、照明彈等。為消滅遠距離目標(15公里),它可掛X-25MJI半主動激光制導空對地導彈。也可掛2至4枚P-73型中距空空導彈或8至16枚「針-B」單兵近距空空導彈的改進型。後者也可打擊地跟蹤5公里內的小型目標。
另外,它還裝備了電子對抗設備。卡-52駕駛艙內裝有4個液晶顯示器。首架樣機上裝的是法國生產的顯示器(其中包括一個多功能顯示器),投產後,它將安裝國產的彩色多功能顯示器。此外,還在風擋玻璃上為駕駛員安裝了一個顯示器。領航員帶有頭盔瞄準顯示器。座艙的兩名乘員各擁有自己的操縱裝置,但兩套操縱系統可以聯動。在必要的情況下,兩個乘員中的任何一個都可以單獨駕駛直升機或控制武器系統。 卡-52裝兩台聖彼得堡B-R-克里莫夫科學生產聯合體生產的TB3-117BMA型渦軸發動機,其單台功率為2200馬力。卡-50和卡-52直升機上安裝的BP-80型減速器,還能保證發動機功率的進一步提升。
卡-52至今也未能為俄軍訂購或出口,前景暗淡。目前土耳其正在與俄羅斯、以色列IAI公司組成的聯合公司商談購買卡-50-2型。土耳其與美國貝爾公司進行的AH-1Z進口談判陷入僵局,土耳其因此決定與IAI公司開始談判卡-50-2。土耳其認為花費40億美元購買145架AH-1Z過於昂貴。此外土耳其宣布現在只談判145架武裝直升機中的首批50架。但最終經過一番討價還價,土方還是傾向於購買AH-1Z直升機。直到2003年8月,卡莫夫公司仍在不懈努力,並宣稱有希望與土耳其簽署145架卡-50-2的出口合同。俄羅斯方面的優勢在於不僅為土耳其提供直升機,還將在土耳其進行聯合批生產,而美國方面不提供生產技術。
2003年11月,俄羅斯空軍總司令烏拉季米爾·米哈伊洛夫上將表示,近期俄羅斯空軍將引進12架卡-52「鱷魚」多用途直升機。但基於此前俄空軍多次宣稱裝備或者購買卡-50/52、米-28直升機,最終卻沒有實質行動,這一次可能也只是宣傳需要或維持科研生產機構能力的必須手段,對俄空軍直升機部隊的作戰能力沒有實際幫助。目前,俄羅斯空軍共有5100多架飛機和2000多架直升機,其中55%服役時間超過15年,還有40%的飛機使用在5~10年之間,只有20架飛機使用年限不足5年。
2004年,配裝卡-52戰鬥直升機的Arbalet-52 "弩"(crossbow)雷達,試飛於今年3月份開始的。而該直升機的試飛是於1997年6月開始的,當時測試的項目僅限于飛機平台本身。而這次試飛的直升機是配裝了全套的武器控制系統,其中包括:由法茲特隆-NIIR開發的"弩"(crossbow)雷達以及由UOMZ開發的光電轉檯。雷達工作在Ka 波段,(即8mm波長)可為直升機提供導航、監視和對武器的制導能力。雷達的地形跟隨/地物迴避功能為直升機提供了低空安全飛行能力。同時雷達還可以探測到400米以外的高壓線,這對直升機的飛行安全尤為重要。機械掃描的雷達天線安裝在直升機頭部,直徑約為80厘米。直升機上還裝有另外一種雷達Arbalet-L,工作在L波段,裝在飛機頂部旋翼上方,主要是提供直升機對空中目標的探測,監視360°空域,對防空導彈的探測距離可達5km。法茲特隆-NIIR還能提供各種類型的Arbalet 雷達,用於不同型號的直升機上。Ka波段的Arbalet 雷達可用於米-28N或米-24M直升機。
卡-52座艙
2006年10月,卡-50的各項飛行試驗即將在俄遠東地區的阿爾謝尼耶夫市完成。據阿爾謝尼耶夫「進步」兵工廠負責人介紹,目前正在進行試驗的這架卡-50「黑鯊」直升機是於2006年8月升空的。年底前,「進步」兵工廠還將組裝2架同型直升機。卡-50多用途武裝攻擊直升機將主要用於裝備進行反恐作戰的武裝力量特種分隊和邊防分隊,其中包括駐紮在北高加索地區的部隊。用於裝備軍隊航空兵的直升機則由其他廠家組裝。「進步」兵工廠今後的生產計劃,是完成裝配3架卡-50直升機的訂貨。
2006年10月,來自俄羅斯國防工業綜合體的消息,安裝新型機載雷達的卡-52偵察攻擊直升機開始進行第二階段飛行試驗。飛行試驗將與新型"弩"機載雷達一同進行,而新型機載雷達在直升機上的最初工作情況非常令人欣慰。目前正在對"弩"機載雷達在"空-空"體制下的基本性能進行評估,並正在對其進行補充檢驗。預計,初步試驗階段將在秋季之前結束。安裝"弩"機載雷達的卡-52直升機的國家聯合試驗計劃在秋季進行,與此同時,所有配製的系統均應備好並裝配在直升機上。卡-52直升機已在濱海邊疆區的阿爾謝尼耶夫"進步"航空廠開始生產。首批卡-52直升機計劃在2007~2008年提供給俄羅斯空軍。"弩"雷達是一種多功能雙波段雷達綜合體,大大提高了直升機對移動目標和固定目標的作戰能力。利用分米波段能夠以弧形視角發現進攻的飛機、直升機、導彈和炮彈。"弩"雷達能夠在12千米的距離內發現"坦克"型地面目標。在"空-空"體制下該型雷達能夠在弧形區域內發現15千米以內的"強擊機"型目標,及在5千米以內發現"毒刺"型地空導彈。"弩"雷達的重要特點是具備在指定條件下發現地面障礙的能力,向直升機機組成員通報地形信息的能力,這大大提高了直升機的低空飛行安全或在山地的飛行安全。專門的氣象規程能夠及時發現暴風雨的形成,並判斷其危害程度。
2008年3月,首架卡-52武裝直升機在阿爾謝尼耶夫"進步"航空公司完成第一階段組裝。制好的機身被運到總裝車間,並將在總裝車間敷設管線,安裝儀錶和設備。而目前正在噴漆的第二架飛機的機身很快也將運往總裝車間。按計劃,2008年將生產出三架卡-52攻擊直升機,其中的二架將由"卡莫夫"公司進行國家試驗,第三架將交付俄羅斯國防部。卡莫夫試驗設計局總設計師謝爾蓋·米赫耶夫指出,作為單座卡-50直升機的發展型,卡-52保持了卡-50主要組成部分的基本結構相似之處,是絕對新型作戰綜合體,是新一代直升機。卡-52攻擊直升機是"俄羅斯直升機"航空控股公司的優先項目之一,阿爾謝尼耶夫"進步"航空公司於不久前加入了"俄羅斯直升機"航空控股公司。
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