美国科曼奇武装直升机
1982年,美国陆军提出LHX(实验轻型直升机计划),原计划需要5000架LHX来取代UH-1、AH-1、OH-58和OH-6直升机,1990年计划购买量减少到1292架。1988年6月,美国陆军发出LHX的招标,与波音、西科斯基公司组成的第一竞争小组和贝尔、麦道公司组成的超级小组签订了23个月的论证与验证合同。1991年4月8日,美国陆军宣布波音、西科斯基公司小组获胜,LHX随之进入原型机研制阶段。1990年初,美国陆军把LHX代码中表示试验性的字母X去掉成为LH,1991年4月,正式编号为RAH-66。其中R表示侦察,A表示攻击,H表示直升机,并用北美印第安人的名字命名为“科曼奇”(Comanche)。预计RAH-66于1995年8月首次飞行,2001年交付使用,它将成为美国陆军的主力机种,执行武装侦察、反坦克和空战等任务。
美国科曼奇武装直升机
最突出的优点是它采用了直升机中前所未有的全面隐身设计。以往的各种直升机也采用了隐身措施,例如AH-64的发动机排气管就采用了绰号“黑洞”的红外辐射抑制装置。而美国科曼奇武装直升机RAH-66则用整体的隐身设计:机身采用了类似F-117的多面体圆滑边角设计,减少直角反射面,并采用吸波材料;发动机进气口经过精巧设计,开口呈缝隙状,气道曲折,避免雷达波照射到涡轮风扇上产生大的回波;排气管采用了复杂的降温、遮掩设计,排气辐射量极小;采用了美国直升机设计中少有的涵道风扇尾桨设计,雷达反射回波比传统尾桨要少。
美国科曼奇武装直升机的雷达反射截面积比目前其他任何直升机的都小,仅为他们的1%。这么好的隐身性能主要是它采用了可隐身的外形,广泛使用了复合材料和雷达干扰设备才具有的。RAH-66机头光电传感器转塔为带角平面边缘形状,有消散雷达反射波的作用。机身侧面由两半乎面转角构成,这就避免了圆柱体和半球体机身那种强烈地全向散射雷达波的弊病。尾梁两侧有圈置的“托架”,可偏转反射掉雷达波,使其不能返回探测雷达。尾部的涵道后奖向左侧倾斜,尾奖上的垂直尾翼向右侧倾斜,其上安装水平安定面。这种结构不会在金属表面之间形成具有90度夹角的、能强烈反射雷达信号的角反射器。普通直升机的正面,进气道像角反射器那样,是较强的雷达反射体,而RAH-66直升机的两台发动机包藏在机身内,进气道在机身两侧上方悬埋入式的,且进气道呈棱形,不会对雷达波形成强反射。旋翼桨毂和奖叶根部都加装了整流罩,形成平缓过渡的融合体,也可减少对雷达波的反射。桨时形状经过精心选择,不易被雷达探测到。
美国科曼奇武装直升机减小雷达反射截面积的另一项外形设计措施是,采用内藏式导弹和收放式起落架。RAH-66最多可携带14枚导弹,其中6枚挂装在具有整体挂梁的可关闭舱门上,平时舱门关闭,发射时打开。内藏式导弹舱在直升机上是首次采用。20毫米口径的"加特林"转管炮能形成较大的雷达反射截面积,所以它被设计成能在水平面内转动180度,并向后收藏在炮塔的整流罩内。悬挂武器或副油箱用的短翼可拆卸,在执行武装侦察等只需携带少量武器而要求高隐身的任务财,可拆掉短翼。后三点式起落架是可收放的,收起后有超落架舱门关闭遮挡,可减小雷达反射截面积。
为减小雷达反射截面积,RAH-66还广泛采用了复合材料,其所用复合材料占整个直升机结构重量的51%。而美国军用直升机UH-60"黑鹰"所用的复合材料才占9%。RAH-66是目前世界上使用复合材料最多的实用直升机,在机体结构中使用复合材粹的有蒙皮、舱门、桁条、隔框、中央龙骨盒梁结构、炮塔整流罩、涵道尾桨护罩、垂直尾翼和水平安定面。在旋翼系统中使用复合材料的有挠性梁、桨叶、扭力管、扭力臂、旋转倾倾斜盘、套管轴和旋翼整流罩。传动系统使用复合材料的的有传动轴和主减速器箱。所用复合材料有韧化环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、石墨纤维、玻璃纤维和凯夫拉纤维等。
先进无轴承的旋翼操纵性好,使飞行员有明显的操纵战斗机那样的感觉。8片桨叶涵道尾桨,能使RAH-66作急速转弯,使其能在3至4.5秒钟之内以前飞速度作90度和180度转弯。这远远优于普通直升机,在空战中容易抓住战机。尾桨桨叶在涵道内转动,不会碰到树枝等后分片用桨音缝气动音曲前致的转障碍物,在地面开车时也不易打着工作人员。高置的水平安定面可向下折叠,有利于用运输机空运整架直升机。机身是复合材料制造的,中间为盆式龙骨梁,是主要的承载结构。蒙皮不承载,一半以上的蒙皮可打开,便于维护。武器舱门打开后可用作维护卫作用平台。机头罩是铰接的,可向左打开,便于接近传感器和弹药舱’进行工作。机体结构能承受3.5G的过载,并能承受762毫米、12.7毫米和23毫米口径的枪弹或炮弹的射击。
两台T800涡轮轴发动机装在机身曲肩部,有发动机数字控制装置。单台功率为895千瓦。油箱燃油容量为1018升。燃油系统是耐坠毁的,且有惰性气体发生系统,可防止直升机坠毁后燃油着火。
美国科曼奇武装直升机还可加装雷达干扰机,它可迷惑探测雷达。其工作原理是,它能将入射雷达波变为脉冲信号,同时测出直升机在该条件下的反射数据,并发射出假回波,从而达到使探测雷达失灵目的。RAH-66的雷达反射特征信号低,使用低功率干扰机即可,这就减轻了干扰机的重量及费用。不像AH-64那样,需要较高功率的干扰机。不难看出,隐身技术是使雷达系统失效,使其探测不到飞行器的技术。实际上,隐身技术有4个方面,除了对雷达探测隐身外,还有对红外探测、音响探测和目视的隐身。
可以说,美国科曼奇武装直升机又是一种最"冷"的直升机,它是把红外抑制技术综合运用到机体中的第一种直升机。红外抑制器装在尾梁中,其独特的长条形排气口设计,有足够曲长度使发动机排出的热气和冷却空气完全和有效地混合。冷却空气通过尾梁上方的第二个进气口吸入,与发动机热排气混合,然后,经尾梁两侧向下的缝隙徘出,再由旋翼下冼流吹散,使排气温度明显降低,从而保护直升机不受热寻的导弹的攻击。
“科曼奇”遂行任务时,主要应用被动式侦察手段,例如热成像仪或电视、微光电视等;当然也可以使用尖锥形的桅顶毫米波雷达(AH-64D上的是圆盘形)。据波音公司宣称,其对目标观察的有效距离相当现役侦察直升机的2倍。最为突出的是侦察任务是用计算机辅助计划的,并且能够尽快将机上设备所发现的目标资料数据与原来储存的资料数据进行对比分析,去伪存真,发现新目标新动态,将最终得出的目标数据与战场态势在座舱荧光屏上显示出来,并根据指令近乎“实时”的传送给地面部队有关指挥官。过去用光学侦察飞机,从发现战场目标到指挥下个攻击力量出击差不多需要1-2小时,现在只要10分钟左右。如果当时战场已有攻击飞机,就可以立即命令这些飞机发起攻击。
该机的“战场录像”可以立即传送给空中有相应接收设备的其它武装直升机,例如“阿帕奇”。所以今后陆军在战场上考虑的“反应”时间将以分钟计算,迟缓将意味着“挨打”。美陆军计划在预定的上千架“科曼奇”直升机中,指定约430架安装新型雷达,功能类似于“长弓阿帕奇”的“长弓”雷达,但其天线直径只有56O毫米,且天线罩的形状像蘑菇,以减小雷达反射截面。
2003年1月罗克韦尔•克林斯公司已经向RAH-66交付了第一套工程制造发展型(EMD)飞机保留组件(ARU)头盔综合显示瞄准系统(HIDSS).凯塞电子公司(现属罗克韦尔•克林斯公司)负责为“科曼奇”计划设计、研制头盔综合显示瞄准系统。头盔显示器向驾驶员显示精确武器和飞行字符,使驾驶员能够24小时全天候实现抬头操作飞行。这种头盔显示器采用了重量轻的固体轻质活动矩阵液晶显示器(AMLCD)技术。该系统采用两组件结构设计,在飞机保留组件中使用含有35°×52°大视场、双目镜双物镜光学系统、高分辨率(SXGA级--1280×1024像素)、电磁跟踪传感器及其驱动电子组件的模块。飞机保留组件储存在飞机里,作为武器和电光系统的一部分。光学系统是可折叠式的,可以只用单目镜、单物镜,或者使用双目镜、双物镜。该系统的驾驶员头戴组件重量为1770克,它还有一个可选的40度微光(低亮度)电视模块,重量为2000克。
机上电子设备十分现代化,并有2个多余度的任务计算机和三套数据总线:
•军用飞机现用的1553B标准总线;
•高速光纤总线;
•极高速光纤总线。
以上三者可以互为余度,只要有一套正常,机上设备数据即可交联工作。
RAH-66将安装ITT工业公司航空电子分部的AN/ALQ-211综合射频对抗装置(SIRFC),用于自卫电子对抗。SIRFC具有雷达告警和干扰功能,可使载机免遭雷达制导导弹的袭击。系统是开放式结构和模块化设计,适合装备多种类型的飞机。除具有传感器融合、情形告知、雷达告警、电子对抗功能外,还具有基于作战任务要求的电子支援措施能力。
武装直升机的生存力包括两方面,一是作战生存力,例如受到对方武器打击时的抗损能力等,一是平时训练飞行或使用过程的“正常抗坠毁”能力。
在火力方面,这种直升机并不做过高要求,因为它不是攻击型直升机,主要的任务是侦察而不是直接摧毁地面目标。当然,有机会的话也会发挥其武器的作用、在进行有隐身要求的任务时,它的武器挂在两侧的弹舱门内侧。发射前打开这两扇门,武器外露并可以在3秒之内实施发射。
RAH-66的短翼可以不同的组合方式携带864千克武器载荷。短翼若挂外部油箱,RAH-66则可飞行2355公里,可横越大西洋。短翼能挂带32枚70毫米“九头蛇”(Hydra)火箭,或者8枚“海尔法”导弹,或类似购导弹。RAH-66的内外挂架总共能携带14枚“海尔法”导弹或类似的导弹。
旋转炮塔安装有20毫米口径的双管机炮,对付空中目标时其射速为每分钟1500发对付地面目标时为每分钟750发。旋转炮塔方位角为240度,俯仰角为60度。弹药箱装弹500发。给RAH-66加油和给它的炮塔与武器舱装弹,3人在不到13分钟的时间内就可完成。RAH-66装有先进的航空电子设备,具有在昼夜恶劣气象条件下侦察作战的能力。在战斗中能首先发现目标,可先发制人,在目标开火之前首先开火。先进的导航与目标瞄准系统能在夜间提供高清晰度战场红外图像,从而使该直升机具有优良的作战能力。与“阿帕奇”直升机相比,RAH-66“科曼奇”直升机发现目标的距离可增加40%,反应时间将缩短95%。
美军现役的运输机都能将“科曼奇”送往前线,将其装卸的平均时间为22分钟。C-13O可装1架,C-141装3架,C-17装4架,C-5装8架。
近期美国雷声公司的英国子公司雷声系统有限公司(RSL)赢得了一项预生产合同,将为RAH-66“科曼奇”直升机提供18个PAGAN反干扰导航系统。该合同价值220万英镑,包括硬件交付、项目管理和限定。大规模生产可能于2004年年中开始。
PAGAN是小型四信道反干扰系统,适于小型平台。该系统是为了消除破坏GPS信号和自然存在的干扰而开发的,能够应付来自任何方向的多干扰源。PAGAN典型的平台包括地面车辆、直升机、UAV和水面舰船,以及较小型的战斗机。
近期美国科曼奇武装直升机增装了锥形的桅顶毫米波雷达,提高了在夜间和恶劣气象下的作战能力。
美国陆军目前较重视RAH-66项目,但这个项目有可能面临因经费问题被取消的厄运。陆军已经把“科曼奇”全面装备部队时间从2008年延迟到2009年,且放宽了部分RAH-66配备的作战武器和系统的要求,以减少飞机的开发风险。调整后研究和开发经费仍多达34亿美元。
2003年10月,“科曼奇”项目小组力争在年底前实现减重200磅(90千克)的目标,以使整机重量限制在9950磅(4517千克)之内。据波音项目经理ChuckAllen透露,减重200磅是由项目组专家、学术界、陆军官员共同研究确定的目标值。尽管陆军并没有特别指定“科曼奇”的重量限值,但特别指定了垂直爬升率,这其实也就是表示新直升机的重量应尽可能的小,以保持高的爬升率。
2004年9月,美国防高级研究计划局(DARPA)“无人战斗武装旋翼机”(UCAR)项目主管唐纳德•伍德伯瑞称,UCAR将为“科曼奇”计划中的直升机技术的进一步开发提供绝好机会,使这些直升机技术不致丢失或荒废。伍德伯瑞表示,“科曼奇”的取消对陆军特别是陆军航空兵来说是一个巨大的损失,“科曼奇”计划中开发的技术对许多项目都有益。他认为,UCAR项目要求的某些先进传感器能力与“科曼奇”有重迭的地方,所以“科曼奇”中某些技术完全可能用于UCAR项目。UCAR项目由DARPA和陆军联合投资。洛克希德•马丁公司和诺斯罗普•格鲁曼公司目前正在竞争该计划第三阶段合同,该阶段工作包括制造和试验两架UCAR验证机系统,历时30个月,总价值1.6亿美元。原计划10月份决出竞标商,但由于经费还没有落实下来,所以有可能向后延迟。
机长2米
机高3.36米
旋翼直径11.9米
空重3605千克
最大起飞重量499O千克(拟增至5845千克)
最大速度324千米/小时
巡航速度305千米/小时
无地效升限2900米
最大爬升率7.2米/秒
悬停机头转向最大角速度80度/秒,转180度约4.5秒
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http://military.people.com.cn/GB/52934/4436482.html
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