布局設計
歐洲EH-101直升機可載兩名飛行員和35名全副武裝的士兵,或者16副擔架加一支醫療隊。它的機身主要由鋁鋰結構,模組化設計,防墜毀等設計。雙余度的空中管理計算機控制著包括導航、坐艙顯示管理、執行監控和發動機狀態等。動力系統採用了主動振動控制技術,機艙內的噪音和振動不大於採用渦扇發動機的飛機。因此乘員的疲勞程度大大降低,機身壽命得到延長。21世紀初,改進型“山貓”和EH101鏇翼槳葉採用BERP(英國實驗鏇翼計畫)槳尖,鏇翼拉力比常規槳葉提高30%~40%,山貓直升機用這種槳葉於1986年8月11日創造了每小是時400千米的世界速度紀錄,改善了直升機鏇翼的氣動特性,實現了視情維護,使槳葉達到無限壽命。歐洲EH-101直升機的主槳葉可能是進入量產的現代鏇翼最具有代表意義。鏇翼的長度約有8.5米。新的高性能槳葉是英國試驗鏇翼項目(BritishExperimentalRotorProgram,簡稱BERP4)的傑作。該槳葉使用了Westland直升機公司和ROHACELL工程師隊伍合作開發了利用PMI泡沫既作為芯模,也作為構件的一個結構單元製造方法。到目前,其技術原理也就是著名的“模壓工藝”。在合模固化工藝過程中,泡沫芯材的熱彈性性能提供內壓力,使得即使很多鋪層的預浸料在摸具表面也能完全壓實。因為良好的壓縮蠕變性能,泡沫芯材可以提供很高的且持久的壓力值。在固化周期中模內壓力可以達到7bar並保持。需要的峰值壓力可以調整,準確地達到環氧樹脂預浸料的凝膠點。泡沫材料的高力學性能也能提高常常在鏇翼中設計很薄的U形梁的失穩強度。和其它任何其它剛性泡沫相比,PMI泡沫超乎尋常的抗疲勞性能,因此可以承受在使用過程中鏇翼產生的高動力載荷。使用ROHACELL泡沫芯材的設計,使得直升機鏇翼的使用壽命得到一個量上的飛躍。
該槳葉能夠自動摺疊。槳葉摺疊一般過程如下①鏇翼剎車;②啟動自動摺疊程式;③將鏇翼的不摺疊槳葉移至後部;④飛控系統被設計定在固定位置,確保有合適的摺疊外形;⑤插入自動作動筒銷,鎖定自動傾斜器;⑥摺疊槳葉的搖臂中每一個都裝槳葉摺疊機構,該機構卸下其中一個槳葉銷,然後將其槳葉移向尾部;⑦尾部裝置向前、後下移,使平尾位於後機身下方。
系統配備
歐洲EH-101直升機海軍型的感測器包括馬可尼公司的“閃光”輕型中低頻吊放聲納,OMISEP20型雙余度數字飛行控制系統(AFCS),英國宇航LINS300型環型雷射迴轉儀慣性參考單元,LISA-4000型捷聯高度指示參考系統(AHRS),91E型都卜勒速度感測器,Cossor全球定位感測器,兩座湯姆遜公司的AHV-16型雷達高度儀,一部低空速感測器和空中數據系統。通信設備包括兩台艾爾默高頻機,還有馬可尼UHF和兩座AD3400V/UHF通信無線電台。其武器包括sea-skimming反艦飛彈、4枚馬可尼公司的黃鯛魚魚雷,或Mark11型深水炸彈。其英國型號“莫林”HC3是EH101直升機的變型,它於1998年12月首次進入英國皇家海軍服役,它的主要任務是對艦攻擊和反潛攻擊,還可以從事救護,兩棲攻擊等任務。它可以在英國的22、23型護衛艦,無敵級航母和各種兩棲艦上服役。EH101的改型“莫林”HC3是為英國皇家空軍研製的,計畫採購22架用於替代空軍第28中隊的“威賽克斯”中型直升機。未來HC3型將加裝短翼,提供外掛空地、空空武器的能力。加裝機頭12.7mm機槍和機門機槍的計畫也已進行了研究。HC3還將是英空軍第一種加裝空中加油管的直升機。機尾有一跳板型背門,便於裝卸。英國海軍型裝3台羅•羅公司與透博梅卡公司合作生產的RIM322渦油發動機,單台最大功率為1742千瓦;義大利海軍型裝GE公司的渦輛T700-GE-T6A發動機,單台最大功率為1278千瓦;民用型和軍用型裝三台GE公司的CT7-6渦軸發動機,單台最大功率為1432千瓦。
與採用兩台發動機的許多直升機相比,US101的一個先天優勢就是採用了三台發動機,從而在動力裝置方面具有更高的可靠性和安全性。這一設計還要追溯到20世紀70年代後期研製“灰背隼”直升機的關鍵需求。當時,英國海軍針對護衛艦在格林蘭島、冰島和英國之間的海峽中行駛的環境特點,對一系列新型反潛直升機方案進行了可行性研究,於1978年選擇了具備較大有效載重能力的設計方案。在確定發動機數目過程中,設計人員通過試驗發現,如果出現一台發動機失效(OEI)的緊急情況,三發直升機仍然具有80%的可用剩餘功率,而雙發直升機只有60%。考慮到EH101的使用環境較為苛刻,因此從安全形度考慮,最終決定採用三發設計。或許沒有人能想到,時隔25年後,這一設計竟然在大西洋彼岸的美國總統直升機競爭中起到了至關重要的作用。在其它一些重要的技術指標上,EH101也全面勝過了S-92,比如最大起飛重量EH101為14600千克,S-92為12020千克。當然,S-92研製時間比EH101晚10年(1992年宣布研製),使其總體不如EH101成熟也是其惜敗的原因之一。
2003年11月底,US101研製小組選擇了GE公司生產的CT7-8E渦輪軸發動機。它是T700/CT7系列渦軸發動機的最新改型,最大軸功率達到1864千瓦(2500軸馬力),比EH101初期採用的CT7-6發動機的功率提高了370千瓦。
US101鏇翼系統性能出色、設計可靠。EH101採用了英國試驗鏇翼計畫(BERP)的先進鏇翼系統,其效率比同尺寸的上一代鏇翼高30%。憑藉高功率的動力和先進主鏇翼,EH101的巡航速度達到278千米/小時,最大速度達310千米/小時,比現役VH-3D直升機高18.5千米/小時。
機體特點
承襲歐洲EH-101直升機的設計思想,US101同樣採用各種冗餘設計,可以更好地經受系統、部件的損傷和故障。同時,機上採用了先進的實時狀態監控系統(HUMS),可以隨時發現故障前兆,從而減輕了維護強度,降低了維護成本。這些多餘度設計體現在以下這些方面:一是每台發動機從各自專門的自密封油箱獲取燃油。每個標準油箱的容量為1074升,3個油箱共可裝3222升燃油。油箱分別採用雙液壓泵和一個交叉供油系統,在應急狀態下可以互相供油。第四、五號油箱為選裝件,最大燃油容量達5370升,可以增加直升機的轉場航程。葡萄牙採購的EH101就採用了5個油箱,航程達到1650千米,遠遠超過VH-3D直升機的1110千米航程。
二是液壓系統和潤滑系統也設計有足夠的系統余度,可以在出現故障情況下保持繼續飛行。如三套獨立的電子和液壓系統設計有助於在緊急情況下維持飛行;採用雙潤滑迴路,每條迴路有各自的滑油泵、過濾器和冷卻器,可以有效保護主傳輸系統和其它齒輪箱。如果潤滑失效,每個齒輪箱還具有30分鐘的“乾運轉”能力。
三是主鏇翼槳轂採用一種金屬核心和兩個複合材料外環和內環。這是一種多重軸承環形,如果其中一個斷裂,另一個能承受全部載荷。與VH-3D直升機的金屬翼梁、玻璃纖維表面的槳葉相比,US101的主鏇翼和尾槳槳葉均採用複合材料,具有更大的損傷容限。US101還得益於新一代鋁鋰合金和非金屬複合材料,具有更長的設計使用壽命。
此外,EH101具有全天候飛行能力,已經裝備了在各種氣象條件下承擔運送總統所需的設備。主鏇翼和尾槳的槳葉、發動機進氣道、飛行員的擋風玻璃都採取了防冰措施,直升機可在結冰條件下正常飛行。在加拿大試驗時,EH101曾在機身外部積冰厚達15厘米的情況下繼續飛行。
作戰性能
US101的座艙設計有飛行員和副駕駛的兩套飛行控制系統,雙余度的飛行管理系統控制著包括導航、座艙顯示、實時狀態監控等系統。與EH101目前採用的6台SDS-400顯示器不同,US101的駕駛艙採用了5台25.4厘米×20.3厘米SDS-5000多功能大螢幕液晶顯示器,顯示面積增大70%,並增強了對飛行、系統和任務數據的管理。每台顯示器均有多功能按鍵,可以容易地選擇所需信息,允許變換顯示格式,以便在顯示飛行、系統和任務數據時提供增強的態勢感知和更大的靈活性。US101將採用各種無可比擬的“空中辦公室”技術,可以與國防部、白宮軍事辦公室和國家指揮管理機構系統兼容,確保美國總統可以在直升機上隨時與世界各地保持聯繫。洛馬公司已決定將在US101上選用ARING429或MIL-STD數據匯流排結構來集成各種航空電子設備,其中包括所採用的涵蓋語音和數字無線電全部頻率範圍的通信設備。
2006年2月,為解決日益增加的水雷威脅,阿古斯塔•韋斯特蘭公司正在為EH101直升機開發安裝一種機載水雷對抗措施(AMCM)系統。AMCM系統包括操作員控制台、絞車系統、承載器、部署與回收系統,以及潛水裝置;在飛機外部將安裝後視電視或電視鏡。EH101的後跳板構型為AMCM系統的操作提供了方便,可從機艙內方便地部署和回收AMCM的拖曳部分。EH101作巡航飛行時,AMCM系統置於艙內。在進行掃雷作業時,載有AMCM的EH101的作業半徑可達92千米,作業時間2.5小時。日本海上自衛隊採購的EH101計畫未來進行AMCM操作。
2006年5月,英國防部授予英國洛克希德•馬丁公司研究“默林”直升機既作海上機載早期預警平台又作指控平台的可行性契約。該契約為期15個月,由洛克希德•馬丁公司牽頭,與英國泰利斯公司和阿古斯塔•韋斯特蘭公司共同完成。此外,還有兩個契約要求英國泰利斯公司和阿古斯塔•韋斯特蘭公司領導各自研究小組負責其它機身和任務系統的選型。這三個契約是MASC(海上機載偵察與指控平台)項目的一部分,MASC是英海軍未來航母打擊能力的三個重要組成部分之一,MASC將與英海軍未來航空母艦和聯合攻擊機協同工作,負責向航母提供機載早期預警和指控能力。MASC將取代現役的“海王”機載偵察和指控系統,與皇家海軍發展的海軍網路化能力類似,MASC也特彆強調指控能力。
2006年8月,泰利斯英國公司簽訂了價值2700萬英鎊(5000萬美元)的契約,為洛克希德?馬丁英國公司升級英海軍30架“默林”HM.1多用途直升機上的聲學處理系統。該契約是“默林”能力保障計畫(MCSP)(價值7.5億英鎊)的一部分,洛克希德?馬丁公司是該項目的主承包商和系統集成商,本升級契約將解決系統陳舊問題及保障能力,並將一種開放式系統結構引入“默林”直升機的聲學處理設備中。泰利斯公司與超級電子公司競標後得到該聲學系統升級契約。該契約還要求升級另外8架飛機的系統。皇家海軍“默林”直升機目前裝備泰利斯公司開發的AQS-950主動吊放聲吶(ADS)和多國聯合開發的FLASH吊放聲吶以及泰利斯公司的AQS-903A聲學處理器,該處理器可以同時處理8個聲吶浮標的數據。MCSP項目將引入的聲學設備可把獨立的主動吊放聲吶(ADS)與聲吶浮標處理器的功能合併入一個單獨處理器結構中,使每架飛機的負載量減少70千克。聲吶浮標處理器有足夠的備用空間來滿足未來增加信道的需求,最初將只保留8個信道。泰利斯公司稱,升級後的系統將改善淺水環境下對安靜型低速目標的探測能力,也將有利於未來的技術植入,並減少從目前到2029年退役期間系統的老化維修費用。
2006年10月,在法國2006歐洲海軍展上,MBDA公司研製的“瑪特”MK2/N反艦飛彈成功進行了發射。“瑪特”MK2/N反艦飛彈是一種艦載掠海飛行反艦飛彈。還有一種直升機發射的“瑪特”MK2/S型反艦飛彈,已經與新型EH101和NH90直升機進行了集成。“瑪特”MK2/N系統適合裝備在海軍30~50米大小的艦艇,即快速攻擊艇和沿海巡邏艦艇。它適合在近海和遠海執行反艦任務,艦上的艦炮用於近距離作戰,“瑪特”MK2/N用於中距離作戰,其它MBDA公司研製的武器例如“飛魚”和“奧托瑪特”/“特塞奧”飛彈用於遠距離作戰。“瑪特”MK2/N反艦飛彈使用主動雷達導引頭,射程超過30千米,能進行各種任務規劃,戰鬥部/引信組合也進行了最佳化,能擊沉或重創如輕護艦大小的艦艇,或對大型軍艦造成嚴重損壞,連續攻擊可使大型目標的防禦飽和,也可同時與多個分散目標交戰。飛彈能進行飛行航路點的設定,使多枚飛彈能同時擊中目標,也能使發射艦隱蔽在海島或其它近海障礙物後面發射飛彈。飛彈的指控系統既可以獨立,也可以集成進一個多功能控制系統。飛彈不需要專門的火控雷達,目標指示來自艦艇自身的對海搜尋雷達。
技術數據
鏇翼直徑:18.59米尾槳直徑:4.01米
機長:22.81米
機高:6.65米
空重:10500千克
最大起飛重量:14600千克
最大有效載重:5520千克
最大速度:309千米/時(海平面)
作戰半徑:200海里(90分鐘反潛作業);100海里(210分鐘反潛作業)