樹冠之王,我國武直-10武裝直升機裝備陸航
我國陸軍航空兵裝備的武直-10武裝直升機 在殲-20引起舉世矚目之際,我國直升機工業也不甘寂寞,國產武直-10也公開亮相,並且從機上的陸航戰術編號來看,武直-10已經量產裝備部隊。這是我國直升機工業和陸軍航空兵作戰能力一個重大的突破。 不過外界也發現了量產型武直-10與原型機之間一些區別,實際上這是發動機改變引起的,根據海外資料,我國武直-10原型機配備的加拿大PT-6B渦軸發動機,功率在1300KW以上,而量產型配備的是國產渦軸-9發動機,功率在1000KW左右,因此飛機的功率載荷比下降,從而要對飛機做出必要的改動,以維持一定的戰術技術指標。 低空長臂 AH-64代表著武裝直升機的長臂原則 自從武裝直升機在越南戰場出現以後,針對它的防空系統也在發展與完善之中,特別是各種肩扛式和攜帶型防空導彈,在光學搜索跟蹤系統的控制下,對於低空和超低空目標有較大的殺傷能力,因此對於武裝直升機來說,形成了較大的威脅,在這種情況下新一代武裝直升機採用了長臂原則,主是攜帶型防空導彈受限於自身的體積和重量,難以實現較遠的射程一,因此只要武裝直升機的武器攻擊範圍能夠超過這些武器的射程就會最大限度的提高自身的戰場生存能力,大的射程也會增加武裝直升機自身武器的體積和重量,加上戰場作戰環境日益惡劣,所以各國都希望武裝直升機一次出擊能夠攻擊更多的目標,以便飛機總的出動架次,所以新一代武裝直升機的載彈量也隨之增加,另外為這些武器提供目標探測和制導的航空電子系統也更加複雜,體積和重量也更大,再加上為了對抗地面防空系統而增加了探測預警、干擾壓制等系統,這些都大大增加了新型武裝直升機的體積和重量,那麼相應的就要提高發動機的功率以維持飛機功率載荷,以保證飛機的飛行性能,更好的執行作戰任務。 憑藉較大的發動機功率,AH-64具備較強的武器掛載能力 所謂的功率載荷就是發動機單位額定功率所能舉起的直升機重量,是直升機總體設計的關鍵參數之一實際上就是固定翼飛機的推重比,在直升機空氣動力參數的一定情況下,功率載荷決定著飛機的最大起飛重量、載荷、飛行速度、懸停能力等指標,特別是在一些極端的條件下的性能,如高溫高原條件下發動機功率下降,這樣就需要較大功率儲備以維持直升機的飛行性能,我國上世紀80從美國進口的S-70黑鷹直升機一直是我國陸航在青藏高原執行任務的主力機型,原因就是國產直升機和後來進口的米-17的功率載荷性能低於黑鷹直升機,因此在高原環境下的飛行性能較低,無法完成相關機型的更新換代。 在阿富汗執行任務的AH-64D有時候需要折掉毫米波機載雷達以維持飛行性能 英國的WAH-64卻能憑藉更大的發動機功率掛載毫米波機載雷達執行任務 以AH-64武裝直升機為例,其採用海爾法機載激光制導反坦克導彈取代了上一代AH-1系列採用的陶式有線制導導彈,與有線制導相比,激光制導導彈可以實現更遠的射程,同時可以通過多種激光編碼來實現多目標攻擊能力,AH-64最多可以掛載16枚海爾法導彈執行作戰任務,一次擊擊可以攻擊多個目標,並且在外部照射器的支援下,AH-64可以發射導彈後迅速脫離,從而提高戰場生存能力,不過導彈的的體積和重量也隨之上升, 陶式導彈的長為1.17米,海爾法為1.77米,直徑前者為0.15米,後者為0.17米,重量前者為28公斤,後者為45公斤,再加為保障機載武器使用而增加的航空電子系統 ,讓AH-64的空重突破在5噸,僅此一項就已經超過了AH-1G的最大起飛重量,所以AH-64採用的T700渦軸發動機功率超過了1200KW,由於激光制導不具備惡劣氣候條件下作戰的能力,所以AH-64發展了配備有毫米波雷達的AH-64D型,其重量也增加了大約500公斤,相應的其發動機功率也提高近1400KW,以保持相應的戰術技術指標,不過有消息指出AH-64D仍舊面臨高溫高原條件下作戰性能不足的問題,由於最大起飛重量不足,在阿富汗作戰的AH-64D必須要把毫米波機載雷達去掉,並減少機炮的備彈才能保證搭載一定的燃料,以保持足夠的航程和滯空時間,而英國使用的WAH-64D,則因為採用的發動機功率超過1500KW,則不需要去掉這些設備就可以起飛招待作戰任務,其餘綜合作戰能力反而要優於美軍的AH-64D。由此我們可以看出發動機功率大小的重要性。 我國武直-10的發動機困境 早期的武直-10,大小及外形與AH-64相近,注意其翼下的國產藍箭-7反坦克導彈 上世紀90年代初的海灣戰爭,AH-64憑藉海爾法導彈橫掃伊拉克坦克集群,給我國陸航留下深刻的印象,開始著手研製自己的類似武裝直升機,那麼以我國當時的航空工業技術水平及工業基礎,這型直升機的重量和體積比AH-64隻大不小,因此需要其發動機功率至少要超過或者達到T700的水平,就是功率至少要在1200KW左右,但以我國當時的航空發動機研發實力,研製這樣一型渦軸發動機基本上是一個不可能的任務,所以最終只能引進,當時我國正準備從加拿大引進PT-6B渦軸發動機改進直-8直升機,PT-6B發動機功率超過1300KW,恰好可以滿足新型武裝直升機的需要,於是我國在PT-6B的基礎上研製成功武直-10型武裝直升機。 藍箭-7賦予武直-10長臂打擊能力 從原型機的照片及海外資料來看,武直-10的大小與AH-64相近,機頭裝有與AH-64相近的滾筒式光電系統,兩側掛架可以掛載國產藍箭-7機載激光制導反坦克導彈,藍箭-7的各方面性能與海爾法大致相當,這樣就意味著武直-10可以象AH-64一樣,實現長臂原則,在遠距離攻擊對方,以提高自身戰場生存能力,特別是藍箭-7最多可以支持4種激光編碼,最多可以支持4個激光照射器,依照相關照片分析,武直-10最多可以掛載16枚藍箭-7反坦克導彈,具備較強的多目標攻擊能力。毫無疑問,一旦武直-10裝備部隊,憑藉其優良的性能,可以有效的提高我國陸航的作戰能力。 武直-10的優良性能來源於加拿大的PT-6B渦軸發動機 但是武直-10優良的性能是建立在國外發動機的基礎上,特別是加拿大還維持對我國無理的武器禁運,所以無疑於空中樓閣,因此當加拿大在美國的壓力下,禁止向我國出口的PT-6B渦軸發動機用于軍用,這樣武直-10就難以為繼,在試飛成功之後,遲遲無法定型裝備部隊。 國產渦軸-9發動機的不足 服役後的武直-10與原型機有明顯的變化,用轉塔式光電系統替代了原來的轉筒式,座艙有所縮小 經過我國航空發動機工業的努力,在本世紀我國研製了渦軸-9發動機,從各方面性能來說,其戰術技術水平非常不錯,但是功率偏小,根據海外資料在1000KW左右,用於武直-10顯然偏小,舉個例子,國外發動機功率與渦軸-9相近的是法德聯合研製的虎式武裝直升機,它的空重為3噸,最大起飛重量在6噸左右,這兩個指標分別比AH-64少了3噸和4噸,這意味著如果武直-10直接採用渦軸-9替代進口發動機,其最大起飛重量大約在6噸左右,去掉自身的5噸那麼燃料和武器的掛載數量只有1噸左右,而一枚藍箭-7反坦克導彈的重量就達到了50公斤,因此渦軸-9難以直接用於武直-10,需要加以改進,以提高最大起飛重量。 提高飛機的最大起飛重量有兩種辦法,一種是提高飛機的升力,對於直升機來說就是提高飛機的旋翼的升力特性和旋翼直徑,以降低飛機的槳盤載荷,但是旋翼直徑不可能無限的擴大,因為旋翼越大,設計、製造起來會更加困難,同時因為旋翼的下垂角度也越來越大,容易打到機身和機尾,另外還有不便於野外起降的等問題,所以依靠提高升力來增加武直-10的最大起飛重量是有限度的。 目前武直-10的外掛似乎仍舊以輕載為主 這樣在最大起飛重量一定的情況下,只有靠降低自身的重量來提高飛機的載荷了,這也是為什麼我們看起來量產型武直-10比原型機有一定區別的原因,武直-10降低重量的可能手段包括;縮小飛機的體積,這樣就可以降低飛機的自身,筆者注意到武直-10量產型的座艙似乎比原型機的座艙有所縮小,這意味著飛機的尺寸和體積可能有所縮小,這在一定程度降低了飛機的重量,但是這樣也會減少飛機的內部空間,降低飛機的載油率,影響飛機的航程和滯空時間,因此從照片上來看,量產型似乎在尺寸並沒有太大的降低,還有一個可以看到的就是量產型用轉塔型光電系統替代原來的轉筒式光電系統,這意味著採用了新的航空電子系統,我們知道隨著現代電子技術進步迅速,完成同樣的工作,現在的航電系統比原來的系統的重量和體積都大為減少,這樣就可以在一定程度上降低飛機的重量,還有我們看不出來方法就是提高飛機複合材料的比例,虎式武裝直升機比AH-64自重輕一個原因就是複合材料的使用比例要高於AH-64,根據世界飛機手冊,虎式武裝直升機的複合材料使用比例高達80%,相對而言AH-64的材料主要仍舊為傳遞的鋁合金,這樣虎式武裝直升機就明顯的降低了自身的重量,本世紀紀以來我國航空工業在複合材料的運用上取得了長足的進步,一個明顯的例子就是C-919客機已經廣泛使用了複合材料,包括承力部件,由於直升機對於材料的各方面要求比客機要低,所以對於我國航空工業來說在武直-10的量產型大比例子使用複合材料顯然是並不是一件特別困難的事情。還有一個迫不得已的方法就是降低直升機的相關標準,特別是適墜性標準,義大利的A129武裝直升機降低了相關標準,從而節約大約7%的結構重量。如果這些措施還不能得到滿意的飛行性能,那麼只有減少飛機的載荷,包括彈藥和燃料,筆者注意到目前量產型武直-10隻是掛載機載航箭和天燕90空空導彈這些相對較輕的武器,因此不排除目前裝備部隊的武直-10隻是與虎式武裝直升機護航型相當的型號,而掛載較重的藍箭-7反坦克導彈的能力受到限制,如果是這樣的話,那麼我們對武直-10目前的技術狀態可能要保持幾分保留態度,重載能力有限意味著該機功率儲備不足,高溫高原條件下的作戰能力受到限制,另外恐怕暫時也無法安裝毫米波機載雷達這樣的設備,這樣其作戰能力就受到限制。 量產型的武直-10與虎式武裝直升機大小差不多 奮力前行的國產動力 實際上發動機問題不僅僅局限於武裝直升機,我國發展大中型戰術運輸運輸機、反潛直升機、預警直升機等型號無一例外都面臨著發動機的來源問題,所以對於我國航空發動機工業來說,儘快推出大功率、高功重比的渦軸發動機已經成為迫在眉睫的事情。 從根本上來說,國產直升機的動力系統面臨無米之炊的問題在我國其他武器裝備的發展中都不同程度的存在著,這主要是我國以前對發動機的研製規律認識不足,未能提高到足夠的地位,造成進行型號研製的時候卻發現無發動機可用的尷尬局面,所以對於我國來說,將發動機作為單獨的行業給予重點關注,儘快形成產品系列,以滿足海陸空三軍主戰武器的發展。 武直-10的裝備令人高興,但離興奮還有一段距離 |
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