美國科曼奇武裝直升機

美國科曼奇武裝直升機

1982年,美國陸軍提出LHX(實驗輕型直升機計畫),原計畫需要5000架LHX來取代UH-1、AH-1、OH-58和OH-6直升機,1990年計畫購買量減少到1292架。1988年6月,美國陸軍發出LHX的招標,與波音、西科斯基公司組成的第一競爭小組和貝爾、麥道公司組成的超級小組簽訂了23個月的論證與驗證契約。1991年4月8日,美國陸軍宣布波音、西科斯基公司小組獲勝,LHX隨之進入原型機研製階段。1990年初,美國陸軍把LHX代碼中表示試驗性的字母X去掉成為LH,1991年4月,正式編號為RAH-66。其中R表示偵察,A表示攻擊,H表示直升機,並用北美印第安人的名字命名為“科曼奇”(Comanche)。預計RAH-66於1995年8月首次飛行,2001年交付使用,它將成為美國陸軍的主力機種,執行武裝偵察、反坦克和空戰等任務。

基本信息

布局設計

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美國科曼奇武裝直升機最突出的優點是它採用了直升機中前所未有的全面隱身設計。以往的各種直升機也採用了隱身措施,例如AH-64的發動機排氣管就採用了綽號“黑洞”的紅外輻射抑制裝置
而美國科曼奇武裝直升機RAH-66則用整體的隱身設計:機身採用了類似F-117的多面體圓滑邊角設計,減少直角反射面,並採用吸波材料;發動機進氣口經過精巧設計,開口呈縫隙狀,氣道曲折,避免雷達波照射到渦輪風扇上產生大的回波;排氣管採用了複雜的降溫、遮掩設計,排氣輻射量極小;採用了美國直升機設計中少有的涵道風扇尾槳設計,雷達反射回波比傳統尾槳要少。

美國科曼奇武裝直升機的雷達反射截面積比目前其他任何直升機的都小,僅為他們的1%。這么好的隱身性能主要是它採用了可隱身的外形,廣泛使用了複合材料和雷達干擾設備才具有的。RAH-66機頭光電感測器轉塔為帶角平面邊緣形狀,有消散雷達反射波的作用。機身側面由兩半乎面轉角構成,這就避免了圓柱體和半球體機身那種強烈地全向散射雷達波的弊病。尾梁兩側有圈置的“托架”,可偏轉反射掉雷達波,使其不能返回探測雷達。尾部的涵道後獎向左側傾斜,尾獎上的垂直尾翼向右側傾斜,其上安裝水平安定面。這種結構不會在金屬表面之間形成具有90度夾角的、能強烈反射雷達信號的角反射器。普通直升機的正面,進氣道像角反射器那樣,是較強的雷達反射體,而RAH-66直升機的兩台發動機包藏在機身內,進氣道在機身兩側上方懸埋入式的,且進氣道呈棱形,不會對雷達波形成強反射。鏇翼槳轂和獎葉根部都加裝了整流罩,形成平緩過渡的融合體,也可減少對雷達波的反射。槳時形狀經過精心選擇,不易被雷達探測到。

美國科曼奇武裝直升機減小雷達反射截面積的另一項外形設計措施是,採用內藏式飛彈和收放式起落架。RAH-66最多可攜帶14枚飛彈,其中6枚掛裝在具有整體掛梁的可關閉艙門上,平時艙門關閉,發射時打開。內藏式飛彈艙在直升機上是首次採用。20毫米口徑的"加特林"轉管炮能形成較大的雷達反射截面積,所以它被設計成能在水平面內轉動180度,並向後收藏在炮塔的整流罩內。懸掛武器或副油箱用的短翼可拆卸,在執行武裝偵察等只需攜帶少量武器而要求高隱身的任務財,可拆掉短翼。後三點式起落架是可收放的,收起後有超落架艙門關閉遮擋,可減小雷達反射截面積。

為減小雷達反射截面積,RAH-66還廣泛採用了複合材料,其所用複合材料占整個直升機結構重量的51%。而美國軍用直升機UH-60"黑鷹"所用的複合材料才占9%。RAH-66是目前世界上使用複合材料最多的實用直升機,在機體結構中使用複合材粹的有蒙皮艙門桁條隔框中央龍骨盒梁結構炮塔整流罩涵道尾槳護罩垂直尾翼水平安定面。在鏇翼系統中使用複合材料的有撓性梁槳葉扭力管扭力臂鏇轉傾傾斜盤套管軸鏇翼整流罩。傳動系統使用複合材料的的有傳動軸和主減速器箱。所用複合材料有韌化環氧樹脂雙馬來醯亞胺樹脂石墨纖維玻璃纖維凱夫拉縴維等。

先進無軸承的鏇翼操縱性好,使飛行員有明顯的操縱戰鬥機那樣的感覺。8片槳葉涵道尾槳,能使RAH-66作急速轉彎,使其能在3至4.5秒鐘之內以前飛速度作90度和180度轉彎。這遠遠優於普通直升機,在空戰中容易抓住戰機。尾槳槳葉在涵道內轉動,不會碰到樹枝等後分片用槳音縫氣動音曲前致的轉障礙物,在地面開車時也不易打著工作人員。高置的水平安定面可向下摺疊,有利於用運輸機空運整架直升機。機身是複合材料製造的,中間為盆式龍骨梁,是主要的承載結構。蒙皮不承載,一半以上的蒙皮可打開,便於維護。武器艙門打開後可用作維護衛作用平台。機頭罩是鉸接的,可向左打開,便於接近感測器和彈藥艙’進行工作。機體結構能承受3.5G的過載,並能承受762毫米、12.7毫米和23毫米口徑的槍彈炮彈的射擊。

作戰性能

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兩台T800渦輪軸發動機裝在機身曲肩部,有發動機數字控制裝置。單台功率為895千瓦。油箱燃油容量為1018升。燃油系統是耐墜毀的,且有惰性氣體發生系統,可防止直升機墜毀後燃油著火。

美國科曼奇武裝直升機還可加裝雷達干擾機,它可迷惑探測雷達。其工作原理是,它能將入射雷達波變為脈衝信號,同時測出直升機在該條件下的反射數據,並發射出假回波,從而達到使探測雷達失靈目的。RAH-66的雷達反射特徵信號低,使用低功率干擾機即可,這就減輕了干擾機的重量及費用。不像AH-64那樣,需要較高功率的干擾機。不難看出,隱身技術是使雷達系統失效,使其探測不到飛行器的技術。實際上,隱身技術有4個方面,除了對雷達探測隱身外,還有對紅外探測音響探測目視的隱身。

可以說,美國科曼奇武裝直升機又是一種最"冷"的直升機,它是把紅外抑制技術綜合運用到機體中的第一種直升機。紅外抑制器裝在尾梁中,其獨特的長條形排氣口設計,有足夠曲長度使發動機排出的熱氣和冷卻空氣完全和有效地混合。冷卻空氣通過尾樑上方的第二個進氣口吸入,與發動機熱排氣混合,然後,經尾梁兩側向下的縫隙徘出,再由鏇翼下冼流吹散,使排氣溫度明顯降低,從而保護直升機不受熱尋的飛彈的攻擊。

“科曼奇”遂行任務時,主要套用被動式偵察手段,例如熱成像儀電視微光電視等;當然也可以使用尖錐形的桅頂毫米波雷達(AH-64D上的是圓盤形)。據波音公司宣稱,其對目標觀察的有效距離相當現役偵察直升機的2倍。最為突出的是偵察任務是用計算機輔助計畫的,並且能夠儘快將機上設備所發現的目標資料數據與原來儲存的資料數據進行對比分析,去偽存真,發現新目標新動態,將最終得出的目標數據與戰場態勢在座艙螢光屏上顯示出來,並根據指令近乎“實時”的傳送給地面部隊有關指揮官。過去用光學偵察飛機,從發現戰場目標到指揮下個攻擊力量出擊差不多需要1-2小時,現在只要10分鐘左右。如果當時戰場已有攻擊飛機,就可以立即命令這些飛機發起攻擊。

該機的“戰場錄像”可以立即傳送給空中有相應接收設備的其它武裝直升機,例如“阿帕奇”。所以今後陸軍在戰場上考慮的“反應”時間將以分鐘計算,遲緩將意味著“挨打”。美陸軍計畫在預定的上千架“科曼奇”直升機中,指定約430架安裝新型雷達,功能類似於“長弓阿帕奇”的“長弓”雷達,但其天線直徑只有56O毫米,且天線罩的形狀像蘑菇,以減小雷達反射截面。

2003年1月羅克韋爾•克林斯公司已經向RAH-66交付了第一套工程製造發展型(EMD)飛機保留組件(ARU)頭盔綜合顯示瞄準系統(HIDSS).凱塞電子公司(現屬羅克韋爾•克林斯公司)負責為“科曼奇”計畫設計、研製頭盔綜合顯示瞄準系統。頭盔顯示器向駕駛員顯示精確武器和飛行字元,使駕駛員能夠24小時全天候實現抬頭操作飛行。這種頭盔顯示器採用了重量輕的固體輕質活動矩陣液晶顯示器(AMLCD)技術。該系統採用兩組件結構設計,在飛機保留組件中使用含有35°×52°大視場、雙目鏡雙物鏡光學系統、高解析度(SXGA級--1280×1024像素)、電磁跟蹤感測器及其驅動電子組件的模組。飛機保留組件儲存在飛機里,作為武器和電光系統的一部分。光學系統是可摺疊式的,可以只用單目鏡單物鏡,或者使用雙目鏡雙物鏡。該系統的駕駛員頭戴組件重量為1770克,它還有一個可選的40度微光(低亮度)電視模組,重量為2000克。

武器配備

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機上電子設備十分現代化,並有2個多餘度的任務計算機和三套數據匯流排:
軍用飛機現用的1553B標準匯流排;
高速光纖匯流排;
極高速光纖匯流排
以上三者可以互為余度,只要有一套正常,機上設備數據即可交聯工作。
RAH-66將安裝ITT工業公司航空電子分部的AN/ALQ-211綜合射頻對抗裝置(SIRFC),用於自衛電子對抗。SIRFC具有雷達告警和干擾功能,可使載機免遭雷達制導飛彈的襲擊。系統是開放式結構和模組化設計,適合裝備多種類型的飛機。除具有感測器融合、情形告知、雷達告警、電子對抗功能外,還具有基於作戰任務要求的電子支援措施能力。

武裝直升機的生存力包括兩方面,一是作戰生存力,例如受到對方武器打擊時的抗損能力等,一是平時訓練飛行或使用過程的“正常抗墜毀”能力。
在火力方面,這種直升機並不做過高要求,因為它不是攻擊型直升機,主要的任務是偵察而不是直接摧毀地面目標。當然,有機會的話也會發揮其武器的作用、在進行有隱身要求的任務時,它的武器掛在兩側的彈艙門內側。發射前打開這兩扇門,武器外露並可以在3秒之內實施發射。
RAH-66的短翼可以不同的組合方式攜帶864千克武器載荷。短翼若掛外部油箱,RAH-66則可飛行2355公里,可橫越大西洋。短翼能掛帶32枚70毫米“九頭蛇”(Hydra)火箭,或者8枚“海爾法”飛彈,或類似購飛彈。RAH-66的內外掛架總共能攜帶14枚“海爾法”飛彈或類似的飛彈。

鏇轉炮塔安裝有20毫米口徑的雙管機炮,對付空中目標時其射速為每分鐘1500發對付地面目標時為每分鐘750發。鏇轉炮塔方位角為240度,俯仰角為60度。彈藥箱裝彈500發。給RAH-66加油和給它的炮塔與武器艙裝彈,3人在不到13分鐘的時間內就可完成。RAH-66裝有先進的航空電子設備,具有在晝夜惡劣氣象條件下偵察作戰的能力。在戰鬥中能首先發現目標,可先發制人,在目標開火之前首先開火。先進的導航與目標瞄準系統能在夜間提供高清晰度戰場紅外圖像,從而使該直升機具有優良的作戰能力。與“阿帕奇”直升機相比,RAH-66“科曼奇”直升機發現目標的距離可增加40%,反應時間將縮短95%。

項目下馬

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2004年2月23日,美國國防部宣布取消始於1983年、已經耗資69億美元、擬投資380億美元的RAH-66武裝偵察直升機研製項目。原來為各國所看好的RAH-66研製項目取消,在世界,特別是國防界產生了巨大的反響,甚至使一些軍事專家和武器專家都感到困惑。但經過仔細分析,就能發現該項目取消有較充分的理由。

美國戰略調整需要:目前美軍的戰略重心從冷戰時期的大規模作戰轉移到打贏恐怖分子的“不對稱戰爭”上,RAH-66的研製始於1983年,當時仍是美蘇對峙的冷戰時期,歐洲大陸是美蘇可能發生戰爭的熱點地區。RAH-66所有的作戰要求都是針對歐洲環境下的戰爭而設計的。而在當前反恐戰爭為急務的情況下花巨資研製這種先進武器已沒有太大的意義。
戰術改變需要:目前戰場上地對空飛彈和高射炮的作戰能力已經大大提高,嚴重威脅到RAH-66的生存空間,而且先進的無人機基本能完成RAH-66擔負的作戰偵察任務。現在無人機研製成本低廉,又不存在駕駛員傷亡問題。無人機的快速發展是迫使RAH-66下馬的另一個重要原因。
技術複雜,進度拖延:RAH-66全面採用隱身技術和數位化技術,是直升機家族中第一種隱身直升機,稱得上是世界上第一種完全數位化、隱身、及部分智慧型化的直升機。為了使其適應21世紀的作戰環境,對設計進行了6次大調整,其採用的技術越來越複雜,因此造成進度一再拖延,難以滿足當前急需。
耗資巨大,影響其他計畫實施:最初美國國防部估計RAH-66的單價是1200萬美元,計畫共裝備1200架。但美軍在花費了20年時間後,RAH-66還是無法全速生產,而且單機成本卻已經漲到了5900萬美元。耗資巨大並已影響其他直升機改進和採購計畫的實施是RAH-66下馬的另一個重要原因。
美陸軍參謀長2004年年底聲稱:取消“科曼奇”項目乃明智之舉,並已為陸軍帶來了許多回報,這種直升機是為冷戰時期設計的,在生存力方面滿足不了現代戰爭的要求,陸軍為了保護直升機可能不得不在夜間使用它。他還列舉了美陸軍利用“科曼奇”項目剩下的錢為改善陸軍裝備所做的一系列工作。第一,為整個陸軍航空兵機隊加速直升機生存力進行裝備改造;第二,陸軍將改進400架AH-64“阿帕奇”直升機;第三,更換600架OH-58D偵察攻擊直升機;國民警衛隊也將更換它們的UH-1Y;陸軍的UH-60A和CH-47D將採用通用駕駛艙;3億美元將用到無人機上。

技術數據

美國科曼奇武裝直升機美國科曼奇武裝直升機
機長2米
機高3.36米
鏇翼直徑11.9米
空重3605千克
最大起飛重量499O千克(擬增至5845千克)
最大速度324千米/小時
巡航速度305千米/小時
無地效升限2900米
最大爬升率7.2米/秒
懸停機頭轉向最大角速度80度/秒,轉180度約4.5秒

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