無可奈何花落去——RAH-66“科曼奇”發展和技術小解(1)

無可奈何花落去——RAH-66“科曼奇”發展和技術小解(1)

OH-6“印地安種小馬”和貝爾OH-58“基奧瓦”

在20世紀80年代由於美國陸軍戰術思想的調整,新的編制體制特別是空中突擊師的概念引入,使得美國陸軍航空兵裝備進入大規模換血階段,兩種新型中型直升機西科斯基公司的UH-60“黑鷹”直升機( )和休斯的AH-64“阿帕奇”武裝直升機( )進入陸軍服役。而陸軍的輕型直升機——越戰時代的休斯OH-6“印地安種小馬”(Cayuse)和貝爾OH-58“基奧瓦”也同樣需要更新換代。軍方希望能沿用貝爾UH-1“休伊”( )和AH-1“眼鏡蛇”( )的通用概念,研製共用升力、動力和傳動系統(包括旋翼、發動機、傳動和控制系統)的輕型通用直升機和武裝偵察直升機,於是啟動了“LHX”(實驗性輕型直升機)研究項目。美國陸軍隨後進行了LHX概念設計研究,其中包括常規構型和高速構型、單座和雙座座艙佈局、以及各種任務設備包。

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1981年首飛定型的F-117“夜鷹”隱形戰鬥轟炸機

根據越戰中直升機的實際戰損,美軍對LHX的機動性要求很高,這能提高直升機的生存能力進而挽救士兵的性命。發展迅速的便攜式紅外製導地空導彈還要求直升機同時還必須具備低可探測性,這兩個要求都將對LHX具體設計產生重大影響。上世紀80年代以後,雷達和紅外隱身技術,複合材料和先進金屬材料結構技術,聲學隱身技術,先進火控系統、高性能計算機、先進數字飛控系統等關鍵新技術的出現,使的美國陸軍對“LHX”的苛刻的性能要求有了實現可能。

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全壽命週期成本管理

歷次戰爭的實踐使美軍認識到,裝備的可維護性對於這隻幾乎只在海外作戰的軍隊來說是至關重要的;而美國的國防部在六十年代引入的全壽命週期成本管理(Life Cycle Cost,簡稱LCC),使得軍方又在開始的概念設計期間也加上了這個標準。

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波音西科斯基初始的概念圖

按照美國陸軍的計劃需要約6000架“LHX”取代現役的輕型直升機,所以任何一家制造商都無力獨吞整個項目,於是軍方讓美國四大直升機製造商(貝爾、波音,麥道和西科斯基)組成兩個團隊來競爭。西科斯基和波音聯合,叫做“波音西科斯基第一團隊”,貝爾和麥道組隊成“超級團隊”。

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貝爾麥道的初始概念圖

陸軍在“LHX”的研製規格中要求空重上限3400千克,平均製造成本上限750萬美元。同時他們論證得出沒有必要追求高速度,於是停止了高速概念研究。接下來又反思了通用和偵察/武裝直升機同時研製的目標,放棄了通用直升機部分。

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首次試飛的RAH-66“科曼奇”

1991年4月9日美國陸軍宣佈波音西科斯基第一團隊獲勝,但數量削減到1300架,項目總成本估計超過300億美元。按照合同,1998年向陸軍交付第一架生產型“LHX”。但是由於陸軍減少年度研製資金以及不斷增加的額外要求,首飛時間一再被推遲。1995年5月25日第一架LH原型機(去掉代表實驗的X)下線,1996年1月4日首飛,陸軍編號RAH-66,綽號“科曼奇”。

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試飛中的AH-66“科曼奇”

得益於各種在當時看起來劃時代的新技術,直升機性能達到或超過了所有既定指標,最大飛行速度超過370千米/小時(現役直升機最高時速在250千米/小時至350千米/小時的範圍內。),直升機還顯示出驚人的側向和向後飛行能力,可以輕易達到111千米/小時的側飛和148千米/小時的後飛速度,同時還能保持充分的可控性。到1997年3月該階段試飛結束時,原型機達到了3000米的靜升限(以垂直上升方式達到的最大高度)、1.7g過載和222千米/小時的自轉飛行(所謂自轉飛行,是指直升機無動力時,旋翼靠風吹動旋轉;現代直升機自轉飛行一般都要求速度控制到111-130千米/小時,速度過大無法控制甚至旋翼轉速過快,旋翼飛掉)。

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改進後的安裝長弓雷達罩的AH-66“科曼奇”

試飛發現的唯一重大技術問題就是尾部結構,原始設計的方向穩定性較弱。2000年12月,原型機完成修改併成功試飛,改裝內容包括修改尾部、安裝長弓雷達罩(陸軍的新要求)、新旋翼變距拉桿、新旋翼整流罩和水平安定面端板。

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"科曼奇"探測區域設計圖

“科曼奇”是第一種能做到發現敵人而不被發現的直升機。“科曼奇”設計的基本理念是“先敵發現且不被敵發現”。陸軍的低可探測性要求使的“科曼奇”難以被發現,而新的目標探測/瞄準系統上採用的新技術擴展了“科曼奇”的交戰區域、增加了交戰時的反應速度,並且能把作戰數據通過數據鏈分發給戰場上的其他作戰平臺。

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“科曼奇”和隱身前輩“夜鷹”

“科曼奇”的雷達和紅外特徵都遠低於陸軍規定值(具體數據至今仍在保密),但根據官方透露,“科曼奇”的雷達反射面積比現有直升機縮小了100倍、紅外特徵降低了15倍、噪音降低了6倍、視覺特徵縮小了10%。

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地面狀態的“科曼奇”可以看到伸出的武器掛架和起落架

“科曼奇”通過機身外形和雷達吸波材料來減小雷達反射面積(得益於F-117的成功),武器掛架和起落架都可收放;尾梁內裝有一個特殊裝置把高溫廢氣與低溫環境空氣混合排出降低紅外輻射;採用5葉變截面旋翼槳葉和後掠式槳尖來降低噪音;涵道式尾槳系統經過專門設計降低噪音;為了減少視覺特徵,外形尺寸緊湊,座艙玻璃在減少反光方面也花了很多功夫,同時五片旋翼槳葉也降低了視覺閃爍。

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“科曼奇”和未來的搭檔“長弓阿帕奇”

“科曼奇”的目標探測/瞄準系統的作用距離比現有系統(這個現有系統是指AH-64的系統)增加了40%,第二代前視紅外可探測溫差比(目標溫度與環境溫度的比值,數值越小越靈敏)比現有系統更小(具體數值仍是保密);前後座飛行員都能單獨駕駛RAH-66,都配備帶圖像增強功能的頭盔顯示器,視場比現有系統大31%;國防測繪局(DMA)為“科曼奇”提供了一種儲存在光盤上的數字地形圖; 為應對核生化學威脅,“科曼奇”採用了增壓座艙和隔離式的航電艙,獨特的免維護設計無需更換核生化過濾器,光滑的複合材料機身不會被去汙清潔劑腐蝕,“科曼奇”的電磁脈衝耐受能力(這個能力不是現在電子戰的標準,而是應對中子彈的標準)是現有飛機的20倍;彈道耐受性(就是被子彈直接擊中後裝備能繼續使用的能力)預計會比現有直升機好50倍,電子設備具有多級冗餘和自我修復功能,機身和旋翼結構在被彈藥直接擊中後仍能繼續飛行一段時間,可以外場維修。抗墜毀起落架和乘員座椅、吸能機身結構和防洩漏燃料系統,保證其迫降時人員的安全。

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安裝短翼後的科曼奇,類似於F-35的“野獸模式”

“科曼奇”執行基本武裝偵察任務時在彈艙內置4枚“地獄火”和2枚“毒刺”導彈,外加機鼻機炮的320發炮彈。執行空戰任務是掛載2枚“地獄火”、4枚“毒刺”,以及500發炮彈。“科曼奇”在機身兩側還可安裝一對短翼,掛載額外的8枚“地獄火”或更多“毒刺”。 可維護性提高了直升機外場可用率,“科曼奇”獨特的機身設計優化了艙門和維護口蓋的佈置,使維護工作更容易,預計維護負擔能減少40%。

起飛線,夢想放飛!


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