?南昌直升機研究中心9月下旬
當(dāng)今陸軍的機動和火力極大地依賴各型直升機,美國在二十世紀(jì)末陸軍每萬兵員裝備了140架直升機,而且武裝直升機、運輸直升機和戰(zhàn)勤直升機按合理的比例配置。我軍雖然早在1988年就在一些主力野戰(zhàn)軍組建直升機大隊,配置了直升機。然而直升機是耗資巨大的裝備,不僅采購成本高,維護成本更高,所以配備的數(shù)量與美軍相距甚遠(yuǎn),高性能的直升機更是鳳毛麟角,遠(yuǎn)不能滿足部隊的需要。王剛決策從俄國引進先進的機型和生產(chǎn)線,又大幅度提高軍費開支,為陸航兵團的大發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。但是直升機的制造工藝復(fù)雜,尤其是渦軸發(fā)動機-減速器和控制系統(tǒng)。要想掌握這些重型直升機的制造工藝是極為不易的。以日本的先進工業(yè)基礎(chǔ)仍只能依靠美國提供的各型軍用直升機。
年初哈爾濱、南昌、昌河三大直升機研制中心都在組織項目組全力消化引進的卡-50系列、卡-60和米-26的資料,推進其國產(chǎn)化。一得到金龍電池的消息,那些資深的專家就敏銳地感到金龍電池的發(fā)明對我國軍用直升機的研制猶如神助,但是欲將其實用化難度和工作量都極大。一旦用電動機代替渦軸發(fā)動機-減速器來驅(qū)動主旋翼,那些復(fù)雜的供燃油和滑油的管路都不用了,巨大的噪聲也將不復(fù)存在,優(yōu)點是不言而喻的。直流電機的低速大扭矩在此場合很合用,而且尾部的反扭小旋翼可以用單獨的電機驅(qū)動,可以省去復(fù)雜的傳遞裝置。由于是金龍電池供電,用于調(diào)速的電壓控制十分簡單,直流電機的過載性能又突出,所以設(shè)計組決定用直流電機??墒请妱訖C一向是以笨重著稱的,尤其是直流電機。因此難點是開發(fā)大功率重量比的低速大扭矩直流電機。實際上汽油機原來也是很重的,只是經(jīng)過多年的不懈努力才研制出高馬力重量比的航空發(fā)動機,后來又被功率重量比更大的噴氣機取代了。
國家科委立即組織了航空直流電機攻關(guān)項目組,經(jīng)過極其艱辛的努力,歷時9個月終于拿出了世界上第一臺航空直流電機。電機工程師采用大磁通量的稀土材料和鋁合金材料,完成了減重設(shè)計,功率重量比達(dá)到3.1千瓦/公斤。這款直升機專用直流電機,用于改裝國產(chǎn)的z-10武裝直升機。這臺1400千瓦的電動機如同一個巨大的園餅,正好貼合在直升機的頂上,直徑與機身同寬,在1.2米以上,因此轉(zhuǎn)動力矩大,它直接驅(qū)動巨大的旋翼。
與電動機攻關(guān)的同時,直升機項目組分出二支人馬。一組負(fù)責(zé)改造我軍現(xiàn)有的1千多架直升機的電氣系統(tǒng)等,主要是拆除發(fā)電機、蓄電池和配電裝置,裝上金龍電池和新的配電裝置,每架直升機都能減重不少,還提高了電氣系統(tǒng)的可靠性。改裝了新穎的半導(dǎo)體空調(diào)機,加裝了高性能的熱成象儀。直升機的性能也有了提高。他們的進展比較快。
另一組的任務(wù)要吃重得多,他們負(fù)責(zé)改造控制系統(tǒng)。對渦軸-旋翼的控制與對電動機-旋翼的控制是很不相同的,他們除了在理論上進行研究,更是用直升機進行試驗以取得控制參數(shù)。一開始沒有金龍電池就用電纜供電。高性能電動機沒有就先把經(jīng)過初步減重的電動機裝上直升機,例如第一臺裝上z-10的1400千瓦的直流電機重達(dá)2000多公斤,好在也不帶武器和燃油,對起飛總重5500公斤的z-10也無太大影響。讓它拖著電纜測試各種飛行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)。
今天終于得以進行世界上第一架電動直升機的試飛了。這是件大事,總裝備部副部長牛天星中將、郝志剛少將都來到了試飛場。這架展現(xiàn)在軍方大員面前的z-10m與以往的z-10外形上都有很大的差異,機身背部的發(fā)動機-減速機不見了,只是一個圓盤狀的超薄大直徑的直流電機緊貼在頂部,它擁有1400千瓦功率,用于直接驅(qū)動主旋翼。直升機的氣動特性有了改善。更驚人的是函道尾槳不見了,只有一根略粗一些的尾梁伸向后方,其端部有一片垂尾。這可是單旋翼的直升機啊。
郝志剛問旁邊的總設(shè)計師霍田農(nóng):“我們也用上了美國人的環(huán)量控制技術(shù)造出了無尾槳直升機(注1)了嗎?”
霍總笑著說道:“我來給大家介紹一下這架新生的寶貝吧。武直-10是二十世紀(jì)末從法國引進法德合作開發(fā)的“虎”式武裝直升機(注2)的技術(shù),自行研制開發(fā)的輕型武裝直升機??梢哉f除了武器和基本框架保留下來以外,我們對它來了個脫胎換骨的改造。先說小的方面,整機的電源電氣系統(tǒng)徹底變了,電源質(zhì)量和可靠性提高了,重量還減輕了不少。新的半導(dǎo)體空調(diào)機既輕、噪聲又小,而且決無制冷劑泄漏的危險,飛行員會有切身體會。半導(dǎo)體強制冷熱成象儀“探針”的性能是世界一流的。這些改進雖不起眼,卻很實用。
“大的改進有三項,有二項大家一眼就看到了,第3項是眼睛看不出的,我先介紹。這副旋翼就是大名鼎鼎的‘隱形旋翼’,是我國的科技人員的一項創(chuàng)新,它大幅度地提高了直升機的戰(zhàn)場生存能力。巨大的旋翼是直升機上最顯眼的部件,美國人的‘阿達(dá)茨’火控系統(tǒng)(注3)就采用脈沖多普勒頻率捷變雷達(dá),利用多普勒效應(yīng)來測出旋翼的轉(zhuǎn)速,并通過計算機處理來消除假目標(biāo)的回波,就能得到低空直升機的距離和三維數(shù)據(jù)。美國和俄國都搞出了隱形旋翼,我們的有點獨創(chuàng)性,旋翼以高強度硬鋁管作骨架,硬鋁管上分三段涂復(fù)了三種強烈吸收不同波長雷達(dá)波的涂料,因為要研究一種能吸收各種波長的涂料是太困難了,翼面是特種碳纖維樹脂可透射大部分雷達(dá)波。雷達(dá)波照射到高速旋轉(zhuǎn)的這種旋翼上,一小部分被翼面吸收,透射到硬鋁管涂層上的又被不同程度地強力吸收,再反射出來的雷達(dá)波,不但信號很弱,而且是些不連續(xù)回波被計算機當(dāng)作‘雜波’處理掉了。這比涂在機翼表面要好多了,這些涂層受到翼面的保護。經(jīng)對抗測試,證實了脈沖多普勒頻率捷變雷達(dá)不能探測到低空的新型直升機?!?br/>
場上的“聽眾”都入迷了,“隱形”對于直升機來說是太重要了,美國人大吹大擂,化了那么多錢。我們現(xiàn)在也搞出來了,怎么能不入迷呢。
“郝少將剛才說的‘環(huán)流控制技術(shù)’,是美國人在上世紀(jì)九十年代初實用化的一項技術(shù),他們?nèi)コ宋矘?,在尾梁上開了長縫,通過側(cè)向吹氣使主旋翼的尾流在尾梁的兩側(cè)的速度不同,由此產(chǎn)生了平衡反扭矩的側(cè)力。尾梁內(nèi)沒有噴出的氣流流向尾部,從可控制的噴氣錐直接噴出,以提供航向操縱推力。我們借用了這個概念,但有創(chuàng)新:這根尾梁的外殼由一臺小電動機轉(zhuǎn)動,由于附面效應(yīng)主旋翼的尾流在尾梁的兩側(cè)形成了速度差,同樣產(chǎn)生了平衡反扭力的側(cè)力。只要控制轉(zhuǎn)速就能提供航向操縱力。我們的方法節(jié)能、噪聲更低。
“有一點需要指出,自從麥道公司推出md520n無尾槳直升機后,這一技術(shù)并未得到更多的應(yīng)用。原因是后來的直升機大都使用了渦軸噴氣發(fā)動機,它們向后噴射的強大氣流雖然提供了部分的前進推力,但極大地干擾了主旋翼吹向尾梁的下洗氣流,導(dǎo)致環(huán)流控制力無法形成。我們z-10電動旋翼的下洗氣流不受干擾地勁吹在尾梁上,尾梁外殼旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的環(huán)流側(cè)向推力非常強勁。
“最主要的改進當(dāng)然是以一臺功率為1400千瓦的超薄、大直徑(同機身一樣寬)的低速大扭矩直流電機取代了二臺渦輪軸發(fā)動機及其減速機構(gòu),直接驅(qū)動巨大的旋翼,由于不需要向尾槳傳遞動力,動力實際上有了相當(dāng)?shù)奶岣?。雖然電動機的重量比渦輪軸發(fā)動機要大,但驅(qū)動裝置的總體重量并未大多少;其強勁的動力(短時間可達(dá)2500多千瓦)把最高速度提高到380公里/小時。電動機是全封閉的,在低空飛行時根本不怕沙暴和飛鳥。
“機動性的改進更是出乎專家的意料之外。原有的直升機的動力裝置多為自由渦輪式發(fā)動機,其動力渦輪與燃?xì)獍l(fā)生器之間無機械連接,僅藉助氣流聯(lián)系起來。動力渦輪的轉(zhuǎn)速對燃油閥處流量變化的響應(yīng),存在一定的滯后。在武裝直升機高速機動時旋翼轉(zhuǎn)速變化大和發(fā)動機響應(yīng)滯后這兩個方面的問題,使得旋翼和發(fā)動機更加不易時刻保持協(xié)調(diào)和功率匹配,不僅難以達(dá)到良好的機動性,而且在機動飛行中導(dǎo)致配平變化復(fù)雜,駕駛員工作負(fù)荷繁重。美俄等先進國家研制了極為復(fù)雜的智能增穩(wěn)系統(tǒng)和恒轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器等,仍不足以徹底解決問題。而新型的直流電動機直接驅(qū)動的旋翼是剛性連接,一舉解決了問題,而且直流電機在短時間內(nèi)可以超額定功率1倍以上,功率裕度很大。在試飛中證明電動直升機的機動性和靈活性有了成倍的提高,將在直升機空戰(zhàn)中擁有很大的優(yōu)勢。郝少將是行家,等一下可以親自體驗。
“在燃料方面優(yōu)勢就大多了:它使用最高級的金龍電池,能量密度高達(dá)12千瓦·時/公斤,已經(jīng)與航空煤油的熱值相同,但是直流電動機在很大的功率變化范圍內(nèi)的效率均高達(dá)97%,而渦輪機加減速機構(gòu)的總效率只有30%左右,通過傳動桿向尾翼傳遞的動力(一般占總功率的13%)的損失就更大了。而且取消了原來的蓄電池、發(fā)電機、充電器等裝置,而電池的體積只有煤油的五分之一都不到,只要航空煤油2/3重量的電池(安裝了1000公斤金龍電池,可加裝到1200公斤),航程反而可增加到近2000公里,最大續(xù)航時間為6小時40分。在外掛武器總重1500公斤不變的情況下,全機凈重由5500公斤增加到6000公斤,主要是大大增強了裝甲,提高了戰(zhàn)場生存能力。
“請郝少將坐在后座的射擊員位置親自體驗一下吧,當(dāng)然也可以親自駕駛一番啦。”
郝志剛早就躍躍欲試了,由于這是定型試飛,可以這么做的。直升機一啟動,其優(yōu)點就突出來了:運轉(zhuǎn)時噪音之低,令習(xí)慣于震耳欲聾的發(fā)動機轟鳴的郝志剛簡直不敢相信自己的耳朵了。
參加定型試飛的郝志剛的中央突擊師的突擊隊員們對這架武裝直升機的性能可以用欣喜若狂來形容。直升機一向被認(rèn)為是操縱復(fù)雜、造價昂貴、維護費用同樣高昂、耗油大,因此航程也短,駕駛員的工作條件又惡劣。你只要想一下,頭頂上就是二臺發(fā)出巨大轟鳴聲的渦輪機和裝滿飛速轉(zhuǎn)動齒輪的減速箱,無論什么隔音裝置又有多大用處呢。所以名噪一時的美軍的“阿帕奇”直升機,在科索沃戰(zhàn)爭中根本沒有出動作戰(zhàn),在準(zhǔn)備階段的飛行中就摔掉了二架,還死了好幾個飛行員?,F(xiàn)在一切都變了:直流電機操縱和維護之簡單是任何人都知道的,什么滑油系統(tǒng)、齒輪減速箱、復(fù)雜的供油系統(tǒng)都不見了;造價也大幅度降低;電動機的高效率大大提高了直升機的航程;駕駛員的工作條件得到了極大的改善,可以充分地發(fā)揮作戰(zhàn)技能。隱形旋翼和2000公里的驚人航程對武裝直升機的意義任何人都可以想象得到。
改裝后的“武直-10m”在定型試飛中得到了軍方的一致好評,其他型號的直升機均按此方案改裝。
注1:無尾槳(notar)概念,1976年美國麥道公司開始了環(huán)量控制技術(shù)研究。1990年9月md520n無尾槳直升機試飛成功,1991年取得faa適航證。無尾槳系統(tǒng)由尾梁前部的可變距風(fēng)扇、帶長縫的尾梁和尾部噴氣錐組成。風(fēng)扇提供低壓氣流,氣流從尾梁長縫中側(cè)向噴出,與旋翼尾流匯合形成環(huán)量控制,產(chǎn)生平衡反扭矩的側(cè)力。剩余氣流流從尾部可控制的噴氣錐噴出,以提供航向操縱推力。消除了尾槳的振動和噪聲;提高了安全性;機構(gòu)簡化,維護成本降低;改善了駕駛品質(zhì)。消耗的功率與常規(guī)尾槳相當(dāng)。
注2:虎式武裝直升機,法國航宇公司和德國mbd公司合作開發(fā),預(yù)計2001年投入批量生產(chǎn)。串列雙座,單旋翼帶尾槳,機身低矮狹窄,二側(cè)短翼各有二個掛架?;镜臋C架加上各種任務(wù)設(shè)備和武器形成系列機型。二種基本配置:
hcp:護航和火力支持的多用途型,可出口。(z-10引進其技術(shù),并帶采購合同)駕駛員在前艙,射擊員在后艙。瞄準(zhǔn)具在機身的頂棚上。30毫米的機炮在機頭下方的轉(zhuǎn)塔內(nèi),備彈450發(fā),攻擊距離1500(地面目標(biāo))或1200米(敵直升機)。短翼可掛載:8枚“霍特”反坦克導(dǎo)彈加4枚“西北風(fēng)”空空導(dǎo)彈;或44枚火箭彈加4枚“西北風(fēng)”;或68枚火箭彈(22×2+12×2)。掛載導(dǎo)彈或火箭彈后,要減少機炮的備彈量。
uht:強調(diào)反裝甲。射擊員在前艙,駕駛員在后艙。瞄準(zhǔn)具在旋翼軸的槳轂上。8枚“崔格特”發(fā)射后不管的反坦克導(dǎo)彈,射程500-8000米。也可掛載其他空空導(dǎo)彈。
二者有85%的相同部件。參數(shù)(括號內(nèi)為uht不同時的數(shù)據(jù)):
極速332.4公里/小時(298.3公里/小時),出擊速度287.2公里/小時(268.6),巡航速度229.8公里/小時,無地效懸停高度3500米(3200米);使用內(nèi)部油箱(1020公斤)最大航程800公里,最大續(xù)航時間3小時25分;最大油量(加外掛)1575公斤。
注3:“阿達(dá)茨”是瑞士和美國在九十年代初共同研制的、世界上第一種具有防空、反坦克雙重作戰(zhàn)能力的導(dǎo)彈武器系統(tǒng)。一具“脈沖多普勒頻率捷變搜索雷達(dá)”探測直升機旋翼的轉(zhuǎn)速,進而精確測出直升機的距離和三維坐標(biāo);光電裝置具有精確跟蹤能力和抗電子干擾能力。8枚導(dǎo)彈的發(fā)射架裝置在m113履帶裝甲運輸車上,車上還有8枚備用彈。戰(zhàn)斗部為破片式外殼加空心裝藥聚能,兩種引信:裝光電近炸引信時,靠破片毀傷飛機;裝觸發(fā)引信時,靠高壓高溫金屬射流穿透坦克裝甲。有效距離6-8千米。
群龍飛舞
接著在俄國專家?guī)椭赂难b了引進的卡-50n“灰狼”和卡-52“短吻鱷”重型武裝直升機,這對12噸級的重型機搭檔,全面改裝了動力系統(tǒng),為這款同軸雙旋翼的直升機,特殊設(shè)計了一臺電動機ms-1500,把二臺反向旋轉(zhuǎn)的1500千瓦的大直徑扁平的直流電機封裝在一個機殼內(nèi),伸出機殼的二個同心軸分別驅(qū)動二付直徑為14.5米旋翼,由于是直接驅(qū)動,功率與原來的渦軸發(fā)動機是相當(dāng)?shù)?,又由于直流電機的特性,短時間內(nèi)的功率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了原來的渦輪軸發(fā)動機,所以它們的最大速度和機動性都得到了提高。航程更是有了驚人的提高,達(dá)到2000公里。
改造了全機的供電系統(tǒng),去除了燃油、滑油的管路。改裝了半導(dǎo)體空調(diào)裝置、微光夜視儀、半導(dǎo)體強制冷熱成象儀。并在俄國專家的協(xié)助下,把這一切整合進主控計算機系統(tǒng)。節(jié)省下來的重量一部分用來加強裝甲,一部分在空出來的空間內(nèi)增加了機炮炮彈。這些驚詫萬分的俄國專家看到經(jīng)過改裝后,外形簡潔的電動“灰狼”武直-12m和電動“短吻鱷”(卡-52的外號)武直-13m,一致斷言,除了隱形性能外,總體性能超過了美國的科曼奇武裝直升機。
卡-60也是我國引進的一款卡莫夫公司的中型多功能直升機,可用于執(zhí)行偵察,運送傘兵,向戰(zhàn)區(qū)運送武器和彈藥、撤離傷員、進行搜索救援行動、警戒和巡邏等戰(zhàn)勤任務(wù)。最主要的是在戰(zhàn)場上,俄國已經(jīng)制定出卡-50n與卡-60武裝運輸直升機協(xié)同作戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)。
對它的改裝主要是以一臺1600千瓦的電動機代替2臺渦軸發(fā)動機和減速箱直接驅(qū)動主旋翼,由于采用無尾槳技術(shù)涉及的變動太大,以另一臺小電機直接驅(qū)動函道尾槳,所以升力超過了原來的,再利用其強勁的結(jié)構(gòu)把最大起飛重量提高到7000公斤,巡航速度仍提高到260公里。航程則提高到2000公里。由于電池的體積比燃油箱小得多,機艙體積也增大了。新機型在進行電子戰(zhàn)配置時更是大顯身手,金龍電池的強勁而穩(wěn)定的電源提高了電子設(shè)備的性能,并大大地簡化了機上的供配電系統(tǒng),提高了系統(tǒng)的可靠性。新的電動卡-60的性能有了全面的提升,被命名為z-15m,用于全面取代z-9。
俄國專家同時幫助改裝了世界上最大的超重型的米-26運輸直升機,它那32米直徑的8葉巨大旋翼,改由1臺14500千瓦的超大功率低速大扭矩直流電機直接驅(qū)動,代替二臺11557軸馬力的渦軸發(fā)動機和減速機組,另一臺小電機直接驅(qū)動尾翼。高寬長為3×3.2×20米的通長貨艙可放置2輛卡車或2輛bmd傘兵坦克或者100名全裝士兵;7000公斤的燃油改為7500公斤金龍電池后,航程從800公里提高到2200公里(這點俄國專家是不知道的)。大大降低了運輸成本,也極大地提高了我軍的垂直運輸能力。由于電動機的設(shè)備和操縱都很簡單,機組人員由4名減為2名??梢哉f我國強大的陸軍突擊部隊是如虎添翼。國產(chǎn)的電動米-26被命名為直-14m。
我軍在上世紀(jì)八十年代曾經(jīng)引進了24架美制“黑鷹”直升機(注1),至今還有17架能飛行,但維修費用很高,主要是要經(jīng)過多重曲折才能買到備件,尤其是發(fā)動機的部件。這次也得到了解決。以直流電動機取代了它的主發(fā)動機,以一臺小電動機單獨驅(qū)動尾翼。拆除了油箱和輸油管道,裝上了金龍電池組。自然也安裝了新型熱成象儀和半導(dǎo)體空調(diào)裝置。還恢復(fù)了3架。這一下有20架電動“黑鷹”可供使用了。性能當(dāng)然大大超過原來的“黑鷹”啦。
注1:uh—60a(出口編號s-70a)“黑鷹”,陸軍突擊運輸型。西科斯基公司為美軍研制的,1979年6月服役。采用帶尾槳的單旋翼布局,2臺渦輪軸發(fā)動機,單臺功率2800~3800軸馬力。機身扁平貼地,可載3個空勤人員及14名士兵;外吊能力3630千克;可運送105毫米榴彈炮、5名炮手及50發(fā)炮彈,機艙壁有自衛(wèi)機炮1~2門。有垂尾與平尾。后三點耐沖擊起落架。機身側(cè)面有大型滑動艙門。
大洋天燈11月15日
新機型的開發(fā)才真正顯示了設(shè)計組的功力。海軍的航母集群極需艦載預(yù)警機,前蘇聯(lián)由烏克蘭制造的a-72艦載預(yù)警機,性能并不出眾,探測距離200公里,留空時間才4-4.5小時,起飛時要靠一臺助推發(fā)動機。英國的“海王”ae直升機預(yù)警機,我國已引進,它安裝一部“搜水”雷達(dá),探測距離160公里,留空時間僅4小時,但無指揮能力。目前只有美國的e-2c是性能較好的艦載預(yù)警機,當(dāng)然是無法引進的了。
今天海軍軍代表和海軍司令部官員和總裝備部官員看到的是一架外形奇特的電動米-26巨型直升機,它的旋翼軸頂上頂著一個巨大的圓盤。原來設(shè)計組受到偵察直升機頂上伸出一個內(nèi)裝偵察儀的小圓球的啟示,把小圓球換成了直徑9米的“熊蜂m”的雷達(dá)天線園罩,裝在直-14m的巨大旋翼的上方,相對32米直徑的巨大旋翼,并不影響直升機的氣動特性。當(dāng)然旋翼的驅(qū)動裝置作了特殊設(shè)計,以便中間伸出一根粗大的金屬園管支撐雷達(dá)天線罩。由于旋翼基本上是碳纖維玻璃鋼構(gòu)成的也不影響雷達(dá)的波束。為了艦載的需要,8片旋翼是可以收束。而且大比重的金龍電池全部移到底艙,降低了重心,起落架也大大加強了,以承受著艦時巨大的沖擊力。電氣裝置也細(xì)致地進行了防腐蝕的處理,以適應(yīng)海面的高濕度和多鹽霧的環(huán)境。
巨大的機艙內(nèi)裝滿了儀器設(shè)備,還有休息間、盥洗間和餐廳。4名機組人員和20名監(jiān)控人員可以分二班,輪流休息。14000公斤的金龍電池的強大電能使它的留空時間長達(dá)13小時。最大速度為320公里/小時,巡航速度260公里/小時對于預(yù)警機這個速度是可以的。設(shè)計組下了很大功夫,把使用升限提高到6500米,使雷達(dá)的探測距離基本達(dá)到a-50的水平:對空探測距離550公里,下視小型戰(zhàn)斗機的探測距離為195公里。最大跟蹤目標(biāo)數(shù)為50個,可同時引導(dǎo)20架戰(zhàn)機作戰(zhàn)。這是世界上第一架的真正意義上的艦載預(yù)警直升機被命名為ez-14h型。
設(shè)計組還為之配套設(shè)計了空中充電直升機cdz-14h型,機艙的底板上固定著6個電池艙,可裝載22噸金龍電池,前端有一根可以伸出旋翼園面的伸縮式的送電桿,yj-14h預(yù)警直升機可以在尾部放下一根頭端帶一個圓錐的受電線,只要送電桿插入圓錐鎖定后,強大的電流就輸向預(yù)警機,不但可以驅(qū)動預(yù)警機的全部設(shè)備(包括旋翼),而且可以向它的電池充電。這比空中加油要簡單得多。只是充電時間要2小時,幸虧直升機的速度比較低,可以一邊執(zhí)勤飛行一邊充電,還可以忍受。
由于yj-14m某些方面比a-50u的性能還好,如可以在接近前線的狹小平地起降,留空時間更長,所以空軍也要求定購。
昌河直升機廠湖上試驗平臺10月12日
直升機改進也并不全是陸軍得益,今天展現(xiàn)在總裝備部和海軍首長和專家面前的電動型卡-28外形變化得也不少。頂上的二臺龐大的渦軸發(fā)動機和減速機不見了,扁平的電動機與機身緊密地融合在一起,共軸雙旋翼似乎是直接從機頂上“長”出來的。機頭下面的大雷達(dá)包也縮小了體積。機身延長了1米,機身底下的二側(cè)是2個長條型的圓筒型密封艙,4點式的起落架已可收放進這2個水密的筒艙,它們完全取代了外掛的應(yīng)急落海救生浮筒。據(jù)改造項目組的陳東平總工程師介紹,采用新的翼型,電動卡-28的最大速度由250公里/小時提高到295公里/小時。
首先由試飛員駕駛它輕盈地從平臺上迅速升空,只有改進后的旋翼劃動空氣的摩擦聲。在湖面上試飛了懸停、轉(zhuǎn)向、高速升空等項目后,它直接停在了湖面上,并關(guān)閉了發(fā)動機。在水密條型圓筒艙和50厘米高的底層武器艙的浮力支持下,這架重型直升機穩(wěn)穩(wěn)地飄浮在湖面上,飛行員打開了后艙門,既可以很方便地收放拖曳式聲納、回收聲納浮標(biāo),也可以營救落海的人員。從湖面上再次起飛后,進行模擬著艦,又順利地降落在平臺上。海軍副司令上前向試飛員表示祝賀。
卡-28是卡-27的出口型。共軸雙旋翼的卡-27是前蘇聯(lián)海軍直升機局與卡莫夫設(shè)計局研制的專用于艦載反潛直升機。共軸雙旋翼可說是俄國的獨門秘技,就如同縱列雙旋翼是美國人的獨門秘技一樣。那是俄國專家歷時十幾年的心血結(jié)晶,至1981年正式定型生產(chǎn)裝備部隊。至今仍是世界上性能最獨特的艦載直升機,其戰(zhàn)術(shù)技術(shù)綜合指標(biāo)在某些方面至今仍保有優(yōu)勢。它可在5級海情條件下搜、反潛,并采用雙機同搜同反式作戰(zhàn)。在潛艇可航行的海區(qū)分別實行鏈形、鏈?zhǔn)健⑵纷?、點陣、隔柵等各種布陣方式,投下無線電漂浮聲納,每個聲納作用半徑可達(dá)10千米以上???27可飛行于各個聲納上方收聽信號,必要時它還可以在漂浮聲納搜索范圍外放下吊放聲納,抽樣監(jiān)聽捕捉信號。一旦發(fā)現(xiàn)潛艇,一機進入低空放下深海聲納或探測儀,進行精確定位,另一機則在高空警戒或幫助進行輔助搜索。一機投雷攻擊如果未命中,另一機在修正偏差后立即追蹤攻擊。當(dāng)卡-27披露之初,西方曾將其比喻為潛艇的天敵和克星。
卡-27的共軸雙旋翼結(jié)構(gòu),使之有對稱的空氣動力特性,懸停和低速飛行能力極好,能保持穩(wěn)定且持續(xù)時間長。全世界唯有它能夠在艦艇上的任意指定位置、指定方向、指定高度著艦和作業(yè)。它的起飛重量已近13噸,可機身竟然小于4噸級的涵道式尾槳直升機,因此它能在排水量1千噸級的艦艇上著艦,并搭載遠(yuǎn)航。它實行的是主動著艦(不用拉降裝置輔助著艦),艦面上只需鋪設(shè)阻尼繩網(wǎng),它即可用不收放的大跨距4點式起落架輕松著艦。它不僅能夜航夜戰(zhàn),而且成為世界上真正能在5級海情條件下進行反潛作戰(zhàn)的艦載直升機。
卡-27定型后,很快被軍用、民用航空部門采用,并繁衍出陸戰(zhàn)攻擊機寬機頭的卡-29,寬機身的海上預(yù)警機卡-31,海上攻擊機卡-32a7,兩棲工程機卡-32c,海上搜救機卡-27nc,吊裝、運輸機卡-32t等多種型號???32甚至能夠在海拔8250米的高度飛行,這樣的高原性能至今還沒有見到有超過它的。
卡-27是純粹的艦載直升機,它完全是為艦載和海上飛行而設(shè)計。寬大的駕駛艙可供二名乘員在低速和懸停時,寬廣地觀察下方、兩側(cè)和前方。單駕駛系統(tǒng)放在左側(cè),讓飛行員就象開汽車那么順當(dāng)。而飛行儀表系統(tǒng)卻方便右座和戰(zhàn)術(shù)操縱員觀看,還能協(xié)同駕駛員操縱按鈕和開關(guān)。由于無尾槳操縱問題,腳可以離舵踏板,大部分時間只用手操縱,使上身比較放松。
為了方便海上飛行和防水,卡-27在機艙內(nèi)所有的電路開關(guān)都放在頂板上,防止了空中飛行中機身抖動時飛行員的誤動,電路設(shè)計中每路開關(guān)都實行單回路,萬一出現(xiàn)故障,不影響其它回路,檢修十分方便???27的自動駕駛儀的記憶功能可查詢原運動軌跡,實施自動返航。
當(dāng)然也有不少專家指出卡-27是60年代末研制的產(chǎn)品,有重大的設(shè)計缺陷。
首先卡-27的電子設(shè)備落后,龐大的電子管電路占去了大量的重量、機艙空間和耗電量。無線電漂浮聲納又大又重,海上自持力不強。由于雷達(dá)技術(shù)落后,機頭下面鼓出個大雷達(dá)包,既增加了重量又破壞了直升機前飛時的氣動流場,還影響了底部的掛彈和射擊。機艙內(nèi)寶貴的空間用來裝兩噸半的燃油,使機艙高度只有1.4米.艙內(nèi)乘員長時間飛行容易疲勞。其大減速器重達(dá)1.3噸,加滿機油超過了1.5噸,槳軸系統(tǒng)用傳統(tǒng)的三絞式,又大又重,導(dǎo)致機身框架十分厚重,又限制了旋翼系統(tǒng)的高速旋轉(zhuǎn),升力和快速飛行能力都受到抑制。儀表系統(tǒng)還有許多是機械式的。4點式起落架雖然抗震著艦效果好,但外伸不收放式結(jié)構(gòu)還是影響了性能。
發(fā)動機耗油也太大,小型艦艇很可能搭載不起。優(yōu)異的共軸雙旋翼系統(tǒng)卻使機身縱向高度達(dá)5.4米,在艦艇上存放困難。強大的升力系統(tǒng)在機艦結(jié)合時會產(chǎn)生強烈的地效反應(yīng),控制不好就要撞艦或翻到海里。盡管艦載反潛直升機比的是低速飛行能力,但卡-27不甚舒暢的氣動外型還是有較大的氣阻力。外掛的應(yīng)急落海救生浮筒既無實用性又增加了設(shè)備和重量,還影響了大速度飛行。
由于當(dāng)時還沒有小型化高效魚雷,所以卡-27的彈艙設(shè)計不合理,缺乏多用性,艦上裝雷很不方便。
但是項目組的專家從這些問題中也看清了卡-28的發(fā)展?jié)摿?。從二十世紀(jì)末引進卡-28和卡-31之初,中俄雙方的專家就著手對這些問題進行了攻關(guān)。對這款二十世紀(jì)六十年代的產(chǎn)品,俄國的新老專家已經(jīng)有了很多改進方案,只是苦于研制經(jīng)費不足,改進的步伐不大,隨著反潛搜索雷達(dá)、大功率半導(dǎo)體器件、智能型儀表等技術(shù)的重大突破,卡-28的“內(nèi)臟”已經(jīng)有了一些變化,但遠(yuǎn)不能滿足國際市場的需要。這次大改造不但有我方聘請的俄國專家參加,并與卡莫夫集團達(dá)成了多項合作協(xié)定。項目取得的進展十分扎實。金龍電池、半導(dǎo)體空調(diào)裝置和“探針”半導(dǎo)體強制冷熱成象儀的發(fā)明及其應(yīng)用更是大幅度提升了它的性能。它們的電動機與電動卡-50的相同,所以動力部分的改造都相同,總功率達(dá)3000千瓦的電機總重只有1200公斤,比卡-27的大減速機都輕,再加上大比重的金龍電池都裝在底部的圓筒艙內(nèi),整機重心大幅度降低。由于反潛直升機和預(yù)警直升機大都以低航速飛行,此時電動推進系統(tǒng)的節(jié)電效果特別明顯,航程延長到了2000公里以上這對海軍是極為重要的。
由于新型反潛魚雷的小型化,底層密封的武器艙中央可以放置2枚。魚雷發(fā)射艙兩側(cè)是8枚深水炸彈和36枚聲納浮標(biāo),可以通過側(cè)壁的發(fā)射孔彈射出去。由于金龍電池的應(yīng)用,聲納浮標(biāo)有了重大改進,體積和重量大大減小,探測距離則提高到15公里。由于儀表的智能化和小型化,只要機艙頂上的兩側(cè)就可以放下了。因此機艙中央走道的高度達(dá)到1.8米,改善了飛行員和作業(yè)人員的工作條件,這對巡航時間長達(dá)8-10小時的反潛或預(yù)警直升機意義非常重大。機艙延長了1米又去掉了油箱和電子機柜,容積達(dá)到21立方米。有效負(fù)載大幅度地由4噸提高到5.8噸。它可以穩(wěn)定地漂浮在海面上收放拖曳式聲納和聲納浮標(biāo),當(dāng)然也可以救助落海的人員。
卡-28上的反潛設(shè)備和卡-31上平板式相控陣?yán)走_(dá)的性能由于電源質(zhì)量的提高也有所提升。它們都裝上了“探針”熱成象儀,對于探測潛艇的通氣管和直升機都很有效。海軍有了強勁的中程反潛利器,電動卡-31也是一款機動性能良好的預(yù)警機。電動卡-28批產(chǎn)后國產(chǎn)化編號為z-1h,電動卡-31為ez-1h。
至于改進后的電動卡-32多用途直升機,以其7500米的實用升限和6200公斤的有效載荷用于西部邊防有特殊的意義,國產(chǎn)化編號為z-1l。
陸軍航空兵、海軍和空軍對直升機的需求量是極大的,初步測算需要5000架各型直升機(美軍裝備了8700架,俄國裝備減到了2800架)?,F(xiàn)在有了電動直升機這一新銳武器,成本低、維護簡單、性能又是如此出眾,使這一目標(biāo)有了實現(xiàn)的可能性,三軍無不欣喜萬分。三軍聯(lián)合加快現(xiàn)有機型的改造,軍委投入巨資改造并擴大昌河直升機廠、哈爾濱直升機廠和南昌直升機廠的生產(chǎn)規(guī)模。成都飛機廠和西安各興建一個直升機生產(chǎn)廠。到年底達(dá)到了第一步目標(biāo),初步形成了國產(chǎn)和引進機型的改型系列型號:
多用途直升機:直-15m(“m”表示電動型)可用于執(zhí)行偵察,運送18名傘兵,向戰(zhàn)區(qū)運送武器和彈藥、撤離傷員、警戒和巡邏任務(wù),也可用于進行搜索救援行動等戰(zhàn)勤任務(wù)。醫(yī)療救護型能從戰(zhàn)場上撤出7名躺在擔(dān)架上的傷員并搭載3名衛(wèi)生員。一臺1600千瓦的直流電動機直接驅(qū)動主旋翼,最大起飛重量7000公斤,巡航速度260公里。航程為2000公里以上的驚人距離。其中一款z-15m改型是加強了裝甲,采取了隱形技術(shù)措施,安裝了頂置的強大的偵察設(shè)備和數(shù)據(jù)處理/傳輸設(shè)備,并裝備了機炮和外掛空空導(dǎo)彈,用于與z-12m協(xié)同作戰(zhàn)或作為機群的指揮機。軍方的需求量很大,至少在1000架。
輕型反坦克武裝直升機:
武直-10m縱列式雙座艙,窄機身,有防撞毀起落架。配有機鼻球形火控雷達(dá)(flir),為機頭下方的30毫米機炮和外掛的反坦克導(dǎo)彈、或自衛(wèi)用的霹靂空空導(dǎo)彈標(biāo)定目標(biāo)。外掛57(或90)毫米多管火箭,23毫米機炮夾艙。戰(zhàn)場生存能力強,座艙下的復(fù)合裝甲可抵御23毫米炮的轟擊,前后座艙中間有防火、防彈隔墻。主控計算機有無線數(shù)據(jù)通道與友機和指揮機直接傳遞各種信息。軍方的需求量也很大,初步在800架以上。
重型反坦克武裝直升機:單座的武直-12m(電動“灰狼”)、并列雙座的武直-13m(電動“短吻鱷”)12噸級的重型機,機身頂上二臺串列的1400千瓦的直流電機驅(qū)動兩具共軸反向旋轉(zhuǎn)旋翼,具有很強的低空盤旋與貼地飛行的能力。裝備有反坦克導(dǎo)彈、高精度航炮、空空導(dǎo)彈和火箭彈;機鼻球形火控雷達(dá)系統(tǒng),主控計算機和無線數(shù)據(jù)通道??傮w性能超過了美國的科曼奇。(僅在雷達(dá)隱身能力上還不及)突擊隊員稱之為“雷公”。軍方的需求在500架以上。
重型運輸直升機:直-14m(俄制米-26的國產(chǎn)電動型)一次可運載100名全副武裝的戰(zhàn)士,或二輛bmp輕型坦克。軍方的目標(biāo)是100-150架。
戰(zhàn)斗直升機:武直-11m通過加大機動性,采用收放式起落架,速度提高到400公里/小時;加強了頂置偵察裝置,以加強對空搜索能力;加強裝甲;加強了火控系統(tǒng),裝備了空空導(dǎo)彈,高射速航炮,是專門用于對付敵人的直升機。對付空中的高度機動的目標(biāo),與對付地面移動目標(biāo)是完全不同的。這款輕型偵察/戰(zhàn)斗直升機很受軍方的歡迎,需求在600架以上。
并在直-14m的基層上開發(fā)了我國獨有的艦載預(yù)警直升機ez-14h,海上“天燈”。另外根據(jù)特種部隊的要求改裝了突擊火力直升機qz-14m:它也是在俄制米-26的基礎(chǔ)上改裝的。機身底部加裝了高強度的裝甲,側(cè)面也加強了裝甲,在右側(cè)面加裝了三門30毫米的雙聯(lián)裝的機炮,連同原來機腹下的一門機炮,配備了2500發(fā)炮彈!并加了二個短翼,下面有4個武器外掛點,各可掛裝一個32管火箭發(fā)射筒。全副武裝下還可以運載25名突擊隊員。郝志剛把它稱為“空中炮艦”。
海軍則得到z-1h(電動卡-28),ez-1h(電動卡-31預(yù)警機)。
z-1l(電動卡-32多用途直升機)特別適合高原地區(qū)使用。
我國的生產(chǎn)線全力生產(chǎn)也無法迅速滿足這么龐大的需求。軍方委托俄國生產(chǎn)了一批卡-50系列、卡-28、卡-60、卡-31等的機身,當(dāng)然某些部分作了修改。然后在我國的生產(chǎn)線上裝配電動旋翼和新型的電氣系統(tǒng)。加快了部隊的裝備進度。
中國正在邁開大步,向直升機研制、生產(chǎn)和裝備大國突進,這是極為重大的進展。由于直升機的動力系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)非常復(fù)雜,國際上真正有影響的直升機研制生產(chǎn)大國也就是美、俄和法德為代表的歐洲集團,現(xiàn)在中國以其金龍電池和電力驅(qū)動的優(yōu)勢站到了直升機大國的前列。我國最優(yōu)秀的南昌直升機設(shè)計生產(chǎn)集團把下一步的目標(biāo)瞄準(zhǔn)了美國人發(fā)明的mv-22“魚鷹”,將完全按照金龍電池及直流電機直接驅(qū)動旋翼的特點,挑戰(zhàn)這款全新的直升機機型。
注1:h—60,別號“黑鷹”,西科斯基公司研制的通用運輸型中型直升機,公司(出口)代號s—70。1979年6月服役。我國于80年代進口24架“黑鷹”直升機,用于高原運輸、衛(wèi)星回收等。
帶尾槳單旋翼布局,2×2800~3800軸馬力。機身扁平貼地,機腹呈一直線,尾撐從機身向后逐漸收縮,有垂尾與平尾。后三點起落架,可耐墜落時沖擊力。機側(cè)大型滑動艙門??奢d3個空勤人員及14名士兵,外吊能力3630千克,艙內(nèi)可運送105毫米榴彈炮及5名炮手加50發(fā)炮彈,機艙壁有自衛(wèi)機炮1~2門。主要改型:uh—60b“黑鷹”,———60j“夜鷹”,——60f“海鷹”,海軍艦載反潛型。
s—70auh—60a的戰(zhàn)術(shù)通用型,—70b海軍反潛/反艦/偵察型,相當(dāng)于sh—60b“海鷹”。
四川川西某訓(xùn)練場11月17日
由于我國擁有了各型先進的直升機的強大生產(chǎn)能力,軍委責(zé)令中央突擊師研究利用電動直升機優(yōu)異性能的遠(yuǎn)程協(xié)同突擊戰(zhàn)術(shù),一方面從俄軍引進了卡-60與卡-50n的協(xié)同攻擊戰(zhàn)術(shù),派遣了一批尖子隊員前往俄國的托木若克的陸航飛行員作戰(zhàn)訓(xùn)練與培訓(xùn)中心接受培訓(xùn)。自己也在高強度的訓(xùn)練和戰(zhàn)術(shù)演練中摸索出一套行之有效的突擊戰(zhàn)術(shù)。
今天在這里王剛和軍委的主要領(lǐng)導(dǎo)觀看了中央突擊師的實戰(zhàn)演習(xí),別開生面的是首長們?nèi)糠殖嗽跀?shù)架z-15m指揮直升機上觀看指導(dǎo)演習(xí),有了更直接的感受,并可以從顯示屏上了解演習(xí)的全局。只見紅軍的大批武裝直升機貼著山坡,越過深溝突然向蘭軍的坦克集群發(fā)起攻擊,另一批戰(zhàn)斗直升機則與敵直升機群在低空纏斗,可以看出一架z-15m(電動卡-60)和一架z-12m(電動卡-50n)的協(xié)同攻擊效果不錯,有點類似于戰(zhàn)斗機的長機和僚機的配合,這比卡-52與卡-50n的配對要節(jié)省多了。接下來是一批重型z-14m搭載了大批的突擊隊員和bmd-m傘兵戰(zhàn)車、“電甲蟲”深入敵后,一下直升機他們就以狂猛的火力打擊敵人的步兵和輕型戰(zhàn)車??罩械孛娴穆?lián)合打擊,很快就撕開了敵軍的防線。首長們通過熱成象儀可以清晰地看到“敵軍”的內(nèi)燃機坦克和直升機,可是不能看到我軍的電動戰(zhàn)車和電動直升機。在相干脈沖多普勒雷達(dá)上可以準(zhǔn)確地顯示“敵軍”直升機的三維坐標(biāo),卻只能時斷時續(xù)的顯示我軍新型直升機的光點(只要大樹遮擋住機身或者懸停時就探測不到了)。
這一切給軍委的領(lǐng)導(dǎo)留下了極為深刻的印象,劉全政部長感嘆道:“我軍總算有了象樣的遠(yuǎn)程打擊力量了?!?br/>