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直20已追上美軍黑鷹 接下來是否會有中國版阿帕奇
送交者: 一劍破天 2017年10月12日21:26:49 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  第4屆天津國際直升機博覽會謝幕,中國展出了直-11WB、直-19雷達型和直-10等,顯示了初步打造成功的武直體系,但重型武直還是顯眼的缺門。中國的重型武直在哪裡?

  一般認為,意大利A-129“貓鼬”屬於輕型武直,法德“虎”式屬於中型武直,美國AH-64“阿帕奇”屬於重型武直。也就是說,輕型武直的空重在2.5噸左右,最大起飛重量在4.5噸左右;中型武直的空重在3噸左右,最大起飛重量在6噸左右;重型武直的空重在5噸以上,最大起飛重量在10噸以上。事實上,“虎”式屬於中型偏輕,下馬的RAH-66“科曼奇”更符合“真正”的中型武直,空重在4噸左右,最大起飛重量8噸左右。

  直-10武裝直升機已經成為我陸軍航空兵和空軍的主力武裝直升機

  近期在天津直博會上公開亮相的直-19雷達型武裝直升機列裝後將讓我軍直升機部隊的編成更加合理

  輕型武直輕小靈活,但裝甲薄,火力也不夠強大。理論上或許可以攜帶很多武器起飛,但這是以機內燃油量為代價的,續航時間將大打折扣。在實用中,輕型武直更加適合用於偵察、巡邏,只有在有利或者時間緊迫的情況下,才可以直接出手。

  重型武直則相反,裝甲厚,火力強大,速度快,航程遠,適合承擔重拳打擊任務。但作為偵察、巡邏有點笨重了,而且大材小用。在理想情況下,應該輕重搭配,各用其長。要是國家實力不足,需求有限,也有走全重型路線的,比如英國和荷蘭。

  中型武直當然是介於輕型和重型之間。在理想情況下,成本接近輕型,性能接近重型;實際上,成本與性能如影隨形,甚至有可能因為起飛重量的限制和對性能的過度期望,成本接近重型,但性能實際上離重型還有不小距離。中型武直的另一個問題是產量。用中型武直的國家一般為中等實力,用不起輕重搭配,試圖用中型武直兼顧兩頭,產量必然有限,進一步扭曲成本-性能關係。德國、法國的“虎”式就有點這個意思。

  直-10的原型機原定正常起飛重量接近於美國海軍陸戰隊的AH-1Z武裝直升機,都是接近8.5噸的體量,在武器攜帶量、燃油攜帶量、裝甲等方面都比較寬裕

  使用進口發動機的“重型”直-10目前也在我軍陸航部隊少量服役

  相比之下,RHA-66“科曼奇”直升機的起飛重量只有5.6噸

  未來如果直-19能使用更高性能的發動機,它也可能加裝隱身裝置和更多更先進的偵查系統,發展成“科曼奇”這樣的中型偵察攻擊直升機,事實上,從已經成為紀念雕塑的“專武1”大比例模型可以看出,該機立項早期或許就是奔着這個目標去的

  對於中國這樣的大國,需求量大,直接入手輕重搭配是最合理的。嚴格地說,直-11WB不能算作武直,這只是能掛載武器的輕型偵察直升機,與美國的OH-58D“基俄瓦武士”的意思差不多。直-9WA也是一樣的意思,只是比直-11WB大一點。中國只有直-19和直-10屬於專業武直,直-19和直-10正是輕重搭配,不過有一個“不過”。

  直-19的空重2.4噸,最大起飛重量4.3噸;直-10的空重5.1噸,正常起飛重量7噸,最大起飛重量不明,一說8噸。如果說空重代表身架的話,那最大起飛重量就代表能力。最大起飛重量增加,意味着燃油量和攜帶武器的能力都增加,戰鬥力更強。按照空重,直-10比AH-64E“阿帕奇”還略重一點,可算重型了。但按照最大起飛重量,如果直-10的最大起飛重量確為8噸,那就比“阿帕奇”顯著降低了,事實上可攜帶的燃油和武器才與歐洲“虎”式相當,這也是人們常把直-10稱為中型武直的道理。

  我軍對直-10的要求比較接近法國陸軍對“虎”式直升機的要求,即能夠為地面部隊提供火力支援

  相比之下,冷戰時期德軍對武裝直升機要求更傾向於反坦克,因此取消了機關炮,增加了桅頂光電系統,重點強化反坦克作戰任務,現代條件下這有些不合時宜了

  直-10以重型武直的身架才實現中型武直的戰鬥力,這是由於直-10的發動機功率不足。原設計使用普拉特-惠特尼加拿大的PT6C-67C發動機,最大連續功率1142千瓦。由於受到美國阻擾,量產型轉用國產的渦軸-9,但功率降低到1000千瓦,最大起飛重量相應降低。相比之下,“虎”式的MTR390發動機最大連續功率為960千瓦,不比渦軸-9更高,但最大起飛重量要輕25%。美國AH-64E“阿帕奇”的T700-701D的最大連續功率高達1279千瓦(10分鐘應急功率1486千瓦),難怪最大起飛重量比直-10顯著增加。

  航發一直是中國的弱項,功率大、重量輕、可靠性高的航空發動機的缺乏一再拖了中國航空的後腿,直升機使用的渦軸也不例外。渦扇-10代表了新一代中國航發,儘管這依然是三代發動機,但大量採用四代技術,具有很大的升級潛力。渦軸發動機也稱自由渦輪發動機,與渦扇有所不同,但核心技術有很大的共通之處。隨着中國的設計和製造技術的進步和使用經驗的積累,渦軸-9及其發展型增加功率是可以期待的。如果增加到1100-1200千瓦級,直-10的載彈量與最大起飛重量可以相當接近“阿帕奇”,至少是早期版。俄羅斯和烏克蘭也可能提供TV3-117系列或者更先進的VK-2500,但尺寸、重量和功率級可能大於直-10的需要。

  渦軸-9的改型計劃外界不得而知,但渦軸-10可能也是一個選項。這已經在直-20上裝用,在2016年珠海航展上以“1600千瓦渦軸發動機”的面貌已經展示。直-20/渦軸-10組合已經在高原上試飛過了。渦軸-10在技術上與通用電氣T700更加接近,功率甚至還超過一點。直-10如果裝用,不僅功率大增,還與直-20共用,好處是顯然的。

  渦軸-16或許是另一個選擇。這是中國與法國透博梅卡50:50合作研製的。根據法方公開信息,功率達到1200-1500千瓦。即使這是指只能短時間使用段時間使用的應急功率,也相當於通用電氣T700-701D的水平了。如果這是最大連續功率,那就更棒了。

  裝用渦軸-16的AC352已經在2016年12月20日首飛成功,全國產的渦軸-16也已經開始台架試驗。AC352是空客直升機與哈飛合作研製的中型直升機,空客直升機型號為EC175(現重新命名為H175),哈飛型號為直-15(現重新命名為AC352)。並非巧合的是,H175用PT6C-67E發動機,AC352用渦軸-16。顯然,渦軸-16正是作為PT6C的直接取代而量身訂造的,改用於直-10沒有實質性的技術困難。

  中國與法國聯合研製的渦軸-16發動機理論上也可以用在直-10上,可大幅度改善直-10的功率重量比性能

  但迄今為止該發動機仍只在直-15(AC-352)上得到運用

  換用更大功率的發動機對直-10很重要。有說法直-10的空重原來是5.5噸而不是5.1噸,減重是適應渦軸-9功率不足的被迫結果,主要減的是裝甲,可能還有一些可以縮水或者忍痛捨棄的設備,如30毫米航炮改為23毫米航炮。發動機功率滿足要求後,裝甲和設備可以裝回去,還能增加攜帶的燃油和武器,那樣直-10就真的騰飛起來了。再者,中國具有世界上很獨特的高原使用要求,S-70特別對中國胃口,原因之一就是裝用的加大馬力的發動機。更大的功率對直-10的高原性能十分重要。

  在另一端,直-19以直-9的動力和機械為基礎,但機體重新設計,改成符合武直要求的窄機體串列高低雙座。中國製造和使用國產化的直-9已經有20多年的經驗,直-19的動力和機械的可靠性與成熟性是有保證的,這一點與全新設計的直-10不一樣。在直-10數量不足的時候,直-19還能先救燃眉之急,當作主力武直擋一陣,但這畢竟是“偵察攻擊直升機”,就像美國已經下馬的RAH-66“科曼奇”一樣,不宜真的當作主力武直使用。在信息化的戰場上,態勢感知是最重要的,打擊手段反而不是最大的難題。增配了桅頂雷達之後,直-19可以在樹叢或者建築物後隱蔽“窺視”,引導打擊。

  直-19更適合作為類似OH-58這樣的偵察/攻擊直升機使用

  直-19的動力問題小一些,但渦軸-8是與直-9一起在80年代引進的,是用更先進的技術升級更新的時候了。無獨有偶,渦軸-8的基本技術也來自透博梅卡,當年的協議規定中國有權繼續引進透博梅卡的後續升級,渦軸-16的先進技術也可以“向下”滲透,用於中國的自主改進。擁有更大功率發動機的直-9和直-19對於高原使用和海上重載起飛的意義不言而喻。

  直-10重型化後,中國沒有必要繼續研製更重的武直。米-28比“阿帕奇”更重,空重接近8噸,最大起飛重量接近12噸。更大的最大起飛重量意味着更大的載油量和載彈量,也意味着更厚的裝甲。武直有飛行坦克之稱,但這是形容,把武直當作會飛的主戰坦克使用是錯誤的。應該說,武直的火力、機動、防護三要素的綜合平衡更接近於輕坦,其裝甲以抵抗步兵輕武器和常見的小口徑高炮為主,並非主戰坦克級裝甲防護的概念。武直靠機動和態勢感知戰勝強大對手,裝甲水平應該符合遭遇戰中的防護需要,而不是以拳頭對拳頭的硬拼為基本定位。在坦克炮都能打武直和單兵防空導彈白菜化的現代戰場,靠繼續增加裝甲來提高生存力是歧途。恢復直-10的裝甲防護水平是必要的,過度增強則沒有必要。

  在更強火力方面也是一樣。武直只是現代戰場的打擊體系中的一員,並不是脫離遠程火炮、火箭炮、無人機、戰術飛機而孤立作戰的。凡事都有一個度。對於中國來說,在可預見的將來,AH-64E級的重型武直夠用了,更重的武直沒有必要。

  現在畢竟不是冷戰時期,不需要火力跟固定翼攻擊機一樣強大的武直(圖為日本動漫《機動警察》中安裝A-10的GAU-10型7管轉管機炮的超級武裝直升機)

  武裝直升機也不是越大越好(圖為《虎膽龍威5》中幻想的安裝雙管30毫米機炮的米-26)……

  在輕型武直方面,直-19定位適宜,能力符合需要,也有足夠的發展潛力。更輕小的直-11成本更低,並列雙座也有同時便於飛行員操縱和觀察員掃視戰場的好處,但寬大的正面易受打擊,也不易施加裝甲防護。美國在“科曼奇”下馬後,試圖用性質與OH-58D相似的ARH-70取代,下馬了;接下來用AAS再試,現在命運不明。現計劃OF-58F(OH-58D的升級版)將一直用到至少2036年,但這不意味着無裝甲輕型觀察直升機是取代輕型武直的合理選擇,只是美國陸軍的換代計劃脫軌了。直-19的抗打擊和生存能力比直-11明顯更高,較高的動力水平也便於安裝更多的電子設備,提高態勢感知水平。

  米-24/35那樣具有運兵能力的武直就是另一回事了。這是蘇聯時代對武直的另類思考的結果,與西方武直的關係相當於步戰對坦克。缺乏裝甲步兵配合的坦克突擊容易遭到步兵反坦克火力的殺傷,這是多次戰爭經驗的教訓。但理想步戰到底是什麼樣的一直有爭議。俄羅斯BMP-3裝備了100毫米長管炮,以色列直接用“梅卡瓦”坦克改裝步戰,美國則在M2“布萊德利”的替換問題上舉棋不定。一般說來,步戰的裝甲防護水平低於主戰坦克,但步戰裝載兵員更多,理應提供更高的裝甲防護水平,但這將導致不可接受的重量。步戰的防護悖論一直是步戰設計繞不過去的問題,相當於飛行步戰的重型武裝運輸直升機也有同樣的問題。

  米-2435這一系列直升機帶一個累贅的載員艙,浪費了很多空重和空間,適合蘇聯“飛行步兵戰車”的要求,但實戰中有些不倫不類

  冷戰末期,老牌的米里設計局開始擁抱AH-64的設計思路,研製了米-28直升機,最近他們推出的米-28NM的布局與AH-64E已經幾乎一模一樣了

  按照飛行步戰設計的米-24具有目標大、重量大的問題,空重就達8.5噸,最大起飛重量高達12噸。這是對大型機體加裝裝甲的必然結果。為了保持必要的高速,旋翼直徑相對縮小,導致旋翼槳盤載荷(可以簡稱為盤載,在概念上相當於固定翼飛機的機翼翼載)比機械上同源的米-8增加50%,在阿富汗的高原高溫條件下顯示出容易進入渦流環的問題,使得實戰中不能快速降落,增加在敵火下暴露的時間。另外,滿載兵員和彈藥的話,重量太大,性能下降嚴重,實際上只能在滿載燃油和彈藥或者滿載兵員之間選擇。

  米-24在阿富汗戰場早期取得很大的成功,但那時聖戰者缺乏防空武器,12.7毫米高機就是主要防空裝備了。在“毒刺”單兵防空導彈和14.5毫米高機大量流入聖戰者手中之後,米-24的日子就很難過了。除了偶爾運載特種部隊外,經常連後艙的座椅和裝甲都拆除,以降低重量,增加燃油量和武器攜帶量,實際上是當作飛行坦克使用的,極少作為飛行步戰使用。

  銳意創新的卡莫夫設計局的卡-52直升機現在也已經開始服役,但這種共軸雙旋翼直升機對於陸軍航空兵來講其實並不是很符合需求,因為其抗損性比傳統布局直升機要低不少

  類似“阿帕奇”這樣的直升機依然是現代武裝直升機的理想布局方案

  如前所述,武直相當於偏重火力和機動但只有輕裝甲的輕坦,還要裝載機降步兵並提供充分的防護的話,這將成為不可接受的飛行恐龍。俄羅斯在米-24之後,實際上停止了這一技術路線。米-28和卡-50在理念上轉向西方路線,米-35是米-24的現代化升級,與米格-35對米格-29的差別相似,並非飛行步戰理念的實質性進一步發展。在出現技術或者理念上的突破之前,中國沒有必要走這一條彎路。

  自從伊戈爾·西科斯基發明直升機旋翼的傾斜滑盤以來,直升機的基本技術沒有大變。傾斜滑盤使得直升機能垂直起落和前飛,還能做側飛、後退、懸停等特技。但傾斜滑盤也使得直升機的速度在本質上受到限制,傾轉旋翼可以突破這一限制。但傾轉旋翼也帶來自身的本質問題,最大的問題是旋翼尺寸的限制,半徑不可能超過翼展,而翼展又不宜過大,過大旋翼半徑也導致過度的前飛阻力。這樣,儘管傾轉旋翼直升機有雙槳,盤載還是較大,容易進入渦流環狀態。另外,傾轉旋翼不能用常規直升機的柔性槳葉,只能用半剛性或者剛性槳葉。這有利於前飛狀態工作,但不利於直升機狀態工作。與常規直升機相比,傾轉旋翼直升機的速度大大提高,航程大大增加,但側飛、後退、懸停等特技能力有所削弱,而這些特技是武直有別於攻擊機的絕招動作,因此在可預見的將來,傾轉旋翼武直無法取代常規武直。西科斯基公司(現併入洛克希德)的同軸反轉剛性旋翼加推進螺旋槳也有類似的問題,儘管問題的機制有所不同。

  在可預見的將來,現行概念的武直還將繼續作為主流。採用加大功率的發動機和更先進的武器和電子系統後,直-19/直-10體系還有很大的發展餘地,繼續作為中國陸航的主力。

  使用渦軸-9改進型發動機後,直-10有望恢復原型機時期的起飛重量,裝甲、燃料、武器載荷都可以提高,高原性能也可以得到改善。再配合比當初更先進的航電和空地武器,已經足以滿足現階段陸軍大部分近距離空中支援的需求

  在直-20直升機研製成功後,是否可以借鑑美國由UH-60直升機動力系統基礎開發AH-64的套路,研製一種中國版“阿帕奇”呢?或許直-10總設計師吳希明曾透露,正在研製的比直-10“複雜很多”的直升機就是指這個方案

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