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第4届天津国际直升机博览会谢幕,中国展出了直-11WB、直-19雷达型和直-10等,显示了初步打造成功的武直体系,但重型武直还是显眼的缺门。中国的重型武直在哪里?
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直-19雷达型
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* C% k/ v% `" K P# _0 c直-10
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直-11WB
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4 e4 L/ {% K3 e- `; R一般认为,意大利A-129“猫鼬”属于轻型武直,法德“虎”式属于中型武直,美国AH-64“阿帕奇”属于重型武直。也就是说,轻型武直的空重在2.5吨左右,最大起飞重量在4.5吨左右;中型武直的空重在3吨左右,最大起飞重量在6吨左右;重型武直的空重在5吨以上,最大起飞重量在10吨以上。事实上,“虎”式属于中型偏轻,下马的RAH-66“科曼奇”更符合“真正”的中型武直,空重在4吨左右,最大起飞重量8吨左右。0 \1 K0 P4 P0 X5 h
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轻型武直轻小灵活,但装甲薄,火力也不够强大。理论上或许可以携带很多武器起飞,但这是以机内燃油量为代价的,续航时间将大打折扣。在实用中,轻型武直更加适合用于侦察、巡逻,只有在有利或者时间紧迫的情况下,才可以直接出手。
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重型武直则相反,装甲厚,火力强大,速度快,航程远,适合承担重拳打击任务。但作为侦察、巡逻有点笨重了,而且大材小用。在理想情况下,应该轻重搭配,各用其长。要是国家实力不足,需求有限,也有走全重型路线的,比如英国和荷兰。0 T/ O5 ]& ]- s; i9 z) C+ T1 P' X; S
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7 k6 B+ A$ e6 Y1 _$ p意大利A-129属于轻型武直
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; G- ?6 j3 F$ u0 Z9 z德法“虎”式属于中型武直
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, b% k. n; _. ?+ OAH-64“阿帕奇”属于重型武直
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中型武直当然是介于轻型和重型之间。在理想情况下,成本接近轻型,性能接近重型;实际上,成本与性能如影随形,甚至有可能因为起飞重量的限制和对性能的过度期望,成本接近重型,但性能实际上离重型还有不小距离。中型武直的另一个问题是产量。用中型武直的国家一般为中等实力,用不起轻重搭配,试图用中型武直兼顾两头,产量必然有限,进一步扭曲成本-性能关系。德国、法国的“虎”式就有点这个意思。
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% U( m& x) q5 W. p对于中国这样的大国,需求量大,直接入手轻重搭配是最合理的。严格地说,直-11WB不能算作武直,这只是能挂载武器的轻型侦察直升机,与美国的OH-58D“基俄瓦武士”的意思差不多。直-9WA也是一样的意思,只是比直-11WB大一点。中国只有直-19和直-10属于专业武直,直-19和直-10正是轻重搭配,不过有一个“不过”。3 W, a+ A, F8 J$ \8 b
" y, W. Q3 p' m/ L直-19的空重2.4吨,最大起飞重量4.3吨;直-10的空重5.1吨,正常起飞重量7吨,最大起飞重量不明,一说8吨。如果说空重代表身架的话,那最大起飞重量就代表能力。最大起飞重量增加,意味着燃油量和携带武器的能力都增加,战斗力更强。按照空重,直-10比AH-64E“阿帕奇”还略重一点,可算重型了。但按照最大起飞重量,如果直-10的最大起飞重量确为8吨,那就比“阿帕奇”显著降低了,事实上可携带的燃油和武器才与欧洲“虎”式相当,这也是人们常把直-10称为中型武直的道理。
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. @! i5 a# r, y直-10以重型武直的身架才实现中型武直的战斗力,这是由于直-10的发动机功率不足。原设计使用普拉特-惠特尼加拿大的PT6C-67C发动机,最大连续功率1142千瓦。由于受到美国阻扰,量产型转用国产的涡轴-9,但功率降低到1000千瓦,最大起飞重量相应降低。相比之下,“虎”式的MTR390发动机最大连续功率为960千瓦,不比涡轴-9更高,但最大起飞重量要轻25%。美国AH-64E“阿帕奇”的T700-701D的最大连续功率高达1279千瓦(10分钟应急功率1486千瓦),难怪最大起飞重量比直-10显著增加。
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( O& }4 `" v' `' v, E. I航发一直是中国的弱项,功率大、重量轻、可靠性高的航空发动机的缺乏一再拖了中国航空的后腿,直升机使用的涡轴也不例外。涡扇-10代表了新一代中国航发,尽管这依然是三代发动机,但大量采用四代技术,具有很大的升级潜力。涡轴发动机也称自由涡轮发动机,与涡扇有所不同,但核心技术有很大的共通之处。随着中国的设计和制造技术的进步和使用经验的积累,涡轴-9及其发展型增加功率是可以期待的。如果增加到1100-1200千瓦级,直-10的载弹量与最大起飞重量可以相当接近“阿帕奇”,至少是早期版。俄罗斯和乌克兰也可能提供TV3-117系列或者更先进的VK-2500,但尺寸、重量和功率级可能大于直-10的需要。
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涡轴-9的改型计划外界不得而知,但涡轴-10可能也是一个选项。这已经在直-20上装用,在2016年珠海航展上以“1600千瓦涡轴发动机”的面貌已经展示。直-20/涡轴-10组合已经在高原上试飞过了。涡轴-10在技术上与通用电气T700更加接近,功率甚至还超过一点。直-10如果装用,不仅功率大增,还与直-20共用,好处是显然的。
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& w- F9 |: r, s涡轴-16或许是另一个选择。这是中国与法国透博梅卡50:50合作研制的。根据法方公开信息,功率达到1200-1500千瓦。即使这是指只能短时间使用段时间使用的应急功率,也相当于通用电气T700-701D的水平了。如果这是最大连续功率,那就更棒了。
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. y+ ~ u$ E) p# N! Y. E- V4 Z' E装用涡轴-16的AC-352已经首飞成功& }6 g& g1 M/ x
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涡轴-16具有替代PT-6的潜力/ @& z, F. f7 k9 q1 C
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1 s; J* g1 s1 I/ k+ h7 J( D( X* Y与T700同级的涡轴-10如果能够适装,潜力更大
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: C- ]; v. W5 d- n3 O3 B1 s中国对用T700的S-70直升机(民版“黑鹰”)在西藏的使用十分满意. R! `6 ]0 F% Y& H
0 D @) W. m0 K- `! X装用涡轴-16的AC352已经在2016年12月20日首飞成功,全国产的涡轴-16也已经开始台架试验。AC352是空客直升机与哈飞合作研制的中型直升机,空客直升机型号为EC175(现重新命名为H175),哈飞型号为直-15(现重新命名为AC352)。并非巧合的是,H175用PT6C-67E发动机,AC352用涡轴-16。显然,涡轴-16正是作为PT6C的直接取代而量身订造的,改用于直-10没有实质性的技术困难。" Z9 @6 l. C! U3 d5 A- W
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换用更大功率的发动机对直-10很重要。有说法直-10的空重原来是5.5吨而不是5.1吨,减重是适应涡轴-9功率不足的被迫结果,主要减的是装甲,可能还有一些可以缩水或者忍痛舍弃的设备,如30毫米航炮改为23毫米航炮。发动机功率满足要求后,装甲和设备可以装回去,还能增加携带的燃油和武器,那样直-10就真的腾飞起来了。再者,中国具有世界上很独特的高原使用要求,S-70特别对中国胃口,原因之一就是装用的加大马力的发动机。更大的功率对直-10的高原性能十分重要。
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2 a' i6 H3 {, P4 L9 e& A在另一端,直-19以直-9的动力和机械为基础,但机体重新设计,改成符合武直要求的窄机体串列高低双座。中国制造和使用国产化的直-9已经有20多年的经验,直-19的动力和机械的可靠性与成熟性是有保证的,这一点与全新设计的直-10不一样。在直-10数量不足的时候,直-19还能先救燃眉之急,当作主力武直挡一阵,但这毕竟是“侦察攻击直升机”,就像美国已经下马的RAH-66“科曼奇”一样,不宜真的当作主力武直使用。在信息化的战场上,态势感知是最重要的,打击手段反而不是最大的难题。增配了桅顶雷达之后,直-19可以在树丛或者建筑物后隐蔽“窥视”,引导打击。
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+ Y! b M0 }1 z. |4 o$ r直-19的动力问题小一些,但涡轴-8是与直-9一起在80年代引进的,是用更先进的技术升级更新的时候了。无独有偶,涡轴-8的基本技术也来自透博梅卡,当年的协议规定中国有权继续引进透博梅卡的后续升级,涡轴-16的先进技术也可以“向下”渗透,用于中国的自主改进。拥有更大功率发动机的直-9和直-19对于高原使用和海上重载起飞的意义不言而喻。+ M5 z, w7 A% f" t2 W) B& Z
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直-10重型化后,中国没有必要继续研制更重的武直。米-28比“阿帕奇”更重,空重接近8吨,最大起飞重量接近12吨。更大的最大起飞重量意味着更大的载油量和载弹量,也意味着更厚的装甲。武直有飞行坦克之称,但这是形容,把武直当作会飞的主战坦克使用是错误的。应该说,武直的火力、机动、防护三要素的综合平衡更接近于轻坦,其装甲以抵抗步兵轻武器和常见的小口径高炮为主,并非主战坦克级装甲防护的概念。武直靠机动和态势感知战胜强大对手,装甲水平应该符合遭遇战中的防护需要,而不是以拳头对拳头的硬拼为基本定位。在坦克炮都能打武直和单兵防空导弹白菜化的现代战场,靠继续增加装甲来提高生存力是歧途。恢复直-10的装甲防护水平是必要的,过度增强则没有必要。
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: H/ K8 A. ?# c8 q0 q9 j米-28更大更重,但战斗力不比增加功率和增强性能的直-10更强
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$ M) g- s% O, w8 @7 f米-24则是“飞行步战”的思路,历史证明,这是一条弯路
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在更强火力方面也是一样。武直只是现代战场的打击体系中的一员,并不是脱离远程火炮、火箭炮、无人机、战术飞机而孤立作战的。凡事都有一个度。对于中国来说,在可预见的将来,AH-64E级的重型武直够用了,更重的武直没有必要。# I6 @6 R! w4 W$ G
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在轻型武直方面,直-19定位适宜,能力符合需要,也有足够的发展潜力。更轻小的直-11成本更低,并列双座也有同时便于飞行员操纵和观察员扫视战场的好处,但宽大的正面易受打击,也不易施加装甲防护。美国在“科曼奇”下马后,试图用性质与OH-58D相似的ARH-70取代,下马了;接下来用AAS再试,现在命运不明。现计划OF-58F(OH-58D的升级版)将一直用到至少2036年,但这不意味着无装甲轻型观察直升机是取代轻型武直的合理选择,只是美国陆军的换代计划脱轨了。直-19的抗打击和生存能力比直-11明显更高,较高的动力水平也便于安装更多的电子设备,提高态势感知水平。
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米-24/35那样具有运兵能力的武直就是另一回事了。这是苏联时代对武直的另类思考的结果,与西方武直的关系相当于步战对坦克。缺乏装甲步兵配合的坦克突击容易遭到步兵反坦克火力的杀伤,这是多次战争经验的教训。但理想步战到底是什么样的一直有争议。俄罗斯BMP-3装备了100毫米长管炮,以色列直接用“梅卡瓦”坦克改装步战,美国则在M2“布莱德利”的替换问题上举棋不定。一般说来,步战的装甲防护水平低于主战坦克,但步战装载兵员更多,理应提供更高的装甲防护水平,但这将导致不可接受的重量。步战的防护悖论一直是步战设计绕不过去的问题,相当于飞行步战的重型武装运输直升机也有同样的问题。$ G: d- X1 h) k1 E' J D* [. [5 \
& {1 E* C, x5 N: @按照飞行步战设计的米-24具有目标大、重量大的问题,空重就达8.5吨,最大起飞重量高达12吨。这是对大型机体加装装甲的必然结果。为了保持必要的高速,旋翼直径相对缩小,导致旋翼桨盘载荷(可以简称为盘载,在概念上相当于固定翼飞机的机翼翼载)比机械上同源的米-8增加50%,在阿富汗的高原高温条件下显示出容易进入涡流环的问题,使得实战中不能快速降落,增加在敌火下暴露的时间。另外,满载兵员和弹药的话,重量太大,性能下降严重,实际上只能在满载燃油和弹药或者满载兵员之间选择。
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米-24在阿富汗战场早期取得很大的成功,但那时圣战者缺乏防空武器,12.7毫米高机就是主要防空装备了。在“毒刺”单兵防空导弹和14.5毫米高机大量流入圣战者手中之后,米-24的日子就很难过了。除了偶尔运载特种部队外,经常连后舱的座椅和装甲都拆除,以降低重量,增加燃油量和武器携带量,实际上是当作飞行坦克使用的,极少作为飞行步战使用。
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如前所述,武直相当于偏重火力和机动但只有轻装甲的轻坦,还要装载机降步兵并提供充分的防护的话,这将成为不可接受的飞行恐龙。俄罗斯在米-24之后,实际上停止了这一技术路线。米-28和卡-50在理念上转向西方路线,米-35是米-24的现代化升级,与米格-35对米格-29的差别相似,并非飞行步战理念的实质性进一步发展。在出现技术或者理念上的突破之前,中国没有必要走这一条弯路。
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V-22“鱼鹰”在理论上结合和直升机的垂直起落和特殊机动与固定翼的速度,实际上有很多本质问题
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贝尔V-280克服了V-22的很多问题,但还是不能解决盘载过高的本质问题,倾转旋翼用于武直有难以克服的问题
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西科斯基的同轴反转刚性双桨加推进螺旋桨的方案也有本质问题
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9 x0 v, \! G: M, |* }自从伊戈尔•西科斯基发明直升机旋翼的倾斜滑盘以来,直升机的基本技术没有大变。倾斜滑盘使得直升机能垂直起落和前飞,还能做侧飞、后退、悬停等特技。但倾斜滑盘也使得直升机的速度在本质上受到限制,倾转旋翼可以突破这一限制。但倾转旋翼也带来自身的本质问题,最大的问题是旋翼尺寸的限制,半径不可能超过翼展,而翼展又不宜过大,过大旋翼半径也导致过度的前飞阻力。这样,尽管倾转旋翼直升机有双桨,盘载还是较大,容易进入涡流环状态。另外,倾转旋翼不能用常规直升机的柔性桨叶,只能用半刚性或者刚性桨叶。这有利于前飞状态工作,但不利于直升机状态工作。与常规直升机相比,倾转旋翼直升机的速度大大提高,航程大大增加,但侧飞、后退、悬停等特技能力有所削弱,而这些特技是武直有别于攻击机的绝招动作,因此在可预见的将来,倾转旋翼武直无法取代常规武直。西科斯基公司(现并入洛克希德)的同轴反转刚性旋翼加推进螺旋桨也有类似的问题,尽管问题的机制有所不同。0 p) s- N+ A* F" T; a8 J
+ o4 E* d+ g6 `" G/ @$ }在可预见的将来,现行概念的武直还将继续作为主流。采用加大功率的发动机和更先进的武器和电子系统后,直-19/直-10体系还有很大的发展余地,继续作为中国陆航的主力。
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