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黑旋风来袭

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2012第九届珠海航展,江湖上传闻已久的武直19直升机终于露面了,不过这次有了水浒绰号“黑旋风”。精确打击,定点清除,稳,准。而且,李逵和武直19下手都很黑。

“黑旋风”前传

20世纪70年代末,仿制苏联米-4的第一代直升机直5停产。1980年7月,中国以合作生产的方式正式引进法国宇航公司AS365N/N1 “海豚”Ⅱ直升机和与之配套的透博梅卡公司阿赫耶1C型涡轴发动机。中国直升机从直5代表的第一代直接跨越到以“海豚”为代表的第三代。1992年1月16日,第一架仿自“海豚”的国产直9在哈尔滨首飞成功,所有指标全部达到法国原产AS365N/N1的水平,之后开始量产。

上世纪80年代,台湾歌手苏芮一曲《酒干倘卖无》流行于大陆的大街小巷,“没有家哪有你,没有你哪有我”。直9,是武直19的最早的直系血亲。

90年代中后期的时候,基于直9研发的中国第一代反坦克武装直升机直9W(直9武)开始在陆航服役。1998年,中国开始研制直9G(直9改),直9G侧重于执行战场支援任务。因为反坦克任务退居其次,直9G舱外正驾驶员斜上方的位置没有安装直9W的顶棚式反坦克瞄具。这是两者外型上最明显的区别。

在2009年国庆60周年庆典上,直9WA(直9武改)和直9WZ(直9武侦)和公众见面。直-9WA配两台起飞功率570千瓦的涡轴8F发动机,换装了不穿透机舱的弯梁式武器挂梁,可挂8枚导弹,比直9W多了一倍。机头下部安装了探测器转塔,也就是人们常说的“光电球”。直9家族中第一种具备昼夜全天候作战能力的成员出现了。

直9WZ和直9WA外形非常接近,但是换装了功率更大的涡轴8H型发动机。它的信息化作战能力比直9WA更强,可以把侦察到的目标图像实时发送到地面接收车,还可以与空中的同伴交换情报。直9WZ飞行员有微光夜视仪,成了真正的“夜老虎”。飞行员借助头盔瞄准具,看到哪里,导弹就能打到哪里。

从上世纪70年代末到此时,中国航空工业经过30多年的卧薪尝胆,逐渐摸索,终于苦尽甘来,已经具备自主研发先进专用武装直升机的能力。2010年8月9日,俄罗斯军事工业综合体网站报道称:

“中国航空工业集团公司已于日前展出了其最新研制的攻击直升机——武直19的首架试验用机……武直19的机体较窄,采用了串列式座舱设计。保留了直9WA直升机的尾部和主旋翼设计方案。除此之外,为了降低设计风险,中航工业集团可能还为武直19安装了与直9WA相同的动力装置。”

“黑旋风”,为战斗而生

武直19一露面,就引起了各大媒体的关注。“黑旋风”确实刮了起来。但是和当年歼10露面相同,中国航空工业并没有对自己的经典作品多说半字。“就不告诉你”,电视剧《小龙人》的主题歌词提醒着大家,有关一切猜测必将充满娱乐精神。

以前的直9武装改型,身材都是胖乎乎的,在结构上和直9并没有大的不同,无法成为真正的专用武装直升机。专用武装直升机,就像一个职业自由搏击高手,身上的每一块肌肉,都必须为了战斗而存在!

机身:减肥好处多

现代直升机在高速飞行的时候,近50%的总需用功率要被直升机的废阻无谓地消耗。其中,机身产生的废阻要占到总废阻的20%~30%。根据公开资料,直9A通用运输型直升机机体废阻面积是0.54 432平方米,废阻总面积为1.46 834平方米。宽机身的直9武装改型直升机,其废阻总面积肯定还要高于这个数字,因为还没算上武器挂架、火箭发射巢、机炮这类突出机身的重要部位。让直9变成专用的武直19,减肥是必须的。宽机身变成窄机身,迎风面积至少能降低一半,相应废阻值会显著降低,机动性显著增强。

座舱

航电:全是高科技

武直19的驾驶舱是纵列阶梯布置的。飞行员一前一后,可以进行驾驶权、作战权的自动切换。除了减少了机身废阻,每位飞行员两侧的视界都非常好。一旦直升机受到纵向和侧向的撞击,或者遭到攻击,飞行员前后分开坐,至少比并排坐能提高生存概率。一般来说,一旦直升机坠落,后座的飞行员生存概率更高。

两位飞行员,谁是正驾驶?双座军用战斗机中,一般前座飞行员是正驾驶员,是飞行官,负责驾驶飞机;后座的飞行员是副驾驶员,是武器官,负责投弹、开炮、射导弹。但是仔细观察武直19的图片,初步判断后座那位才是正驾驶员,而前座的才是副驾驶员,与双座战斗机正相反。

武直19后座飞行员面前仪表盘上的遮光罩非常长,这证明仪表盘上可能有大块的电子显示屏和用作备份的传统机械仪表,飞行员需要处理大量与飞行有关的数据、图像或图表。他面前似乎有一个明显的地平仪,这说明平常他的任务重点是飞行。

武直19前舱仪表盘正中似乎有一大块电子屏,可用于显示挂载武器的状态。在一些图片上,还能看到前座飞行员面前有块透明的“玻璃板”,这不禁让人想起了歼10等战斗机上采用的衍射平显。这也印证了前座飞行员作为副驾驶员和武器官的身份。

武装直升机副驾驶员在前,视野远比后座开阔,能及时发现目标,并在第一时间做出是否开火的判断,缩短了反应时间,简化了操作程序。同样,后座空间较大,可以安放比较大的仪表板和操作台,方便正驾驶员操作。国外有大量研究,也比较倾向这种“副驾在前”的方案。武直19的座舱,符合国际潮流。

武直19前后座飞行员的驾驶杆上都有非常明显的红色武器按钮。这说明,武直19很可能已经像先进战斗机那样,其飞行员完全可以“手不离杆”(HOTAS),实现飞行与作战的自动化。飞行员一杆在手,别无所求,所有飞行控制、火力选择等功能统统搞定。

目前,尚无法判断武直19飞行员已经装备了头盔瞄准具。不过,今年6月15日《报》有一篇题为《我军陆航飞行员装备第三代国产头盔瞄准具》的报道:

“这种新式飞行头盔有“自行瞄准”功能,简单地说,就是直升机上的航炮会随着飞行员的视线移动而瞄准目标,飞行员看到哪里,航炮就瞄向哪里。此外,头盔瞄准具还能为飞行员显示视线外的目标信息,大大提高了火力打击的精度和速度……新式头盔是陆航第三代飞行头盔,除“自行瞄准”外,还有“夜视”“导航”等功能,完全由我国自主研制……”

似乎不难推测,武直19飞行员装备头盔瞄准具不存在技术难题。

从网上流传的一些图片看,武直19的座舱基本实现了“玻璃化”,先进电子设备的集成度很高。早在直9WA直升机上,其驾驶舱内就已经应用了综合屏幕显示系统,原本分散于各仪表或显示器上的各种数据被集中显示到大块的彩色显示屏上。直9WA直升机还采用了国内非常成熟的惯性+卫星定位+雷达的复合导航系统。武直19座舱的电子集成和导航设备水平,比直9WA更上层楼,完全符合逻辑。

成为一款真正的专用武装直升机,武直19座舱就必须加装防弹装甲。从图片分析,这种装甲应该类似一个浴缸,把飞行员下半身包在里边。按照一般的要求,防弹装甲应该能够抵御12.7或14.5毫米大口径高射机枪子弹的直接命中。通过照片,能感觉到飞行员座舱门的有机玻璃很厚,也应该具备很强的防弹能力,被子弹击中后,即便玻璃碎裂,也不会迸出能伤人的尖锐碎渣。

武直19机首“光电球”可能有白光、热成像、激光测距等多种探测模式。

起落架:跪式有讲究

看看武直19和其他类型直9的起落架,会发现有很大不同。武直19采用了尾轮式起落架(后三点式),而早期的直9采用的是前轮式起落架(前三点式)。

直9原本是一种多用途直升机,比较看重运输能力,最大起飞重量4.1吨,算上燃油,实际载重2.05吨。直9的前轮大致在与风挡玻璃前缘垂直的位置。两个大一些的后轮在旋翼轴方向略微偏后的位置,靠近旋翼轴前的全机重心,设计上自然需要更“吃重”,以便降落时分散全机重量,保持横向平衡。

武直19作为专用武装直升机,虽然与直9有血缘关系,但任务显然不同了。它要冲锋陷阵,可能碰到各种极端情况,比如被击落,或者野外迫降。所以,和AH-1、A-129、AH-64等专用武装直升机一样,武直19采用了跪式起落架,前轮主起落架上除了轮胎、摇臂,最明显的就是那个银亮的缓冲器内筒,往外依次是中筒、外筒。一旦武装直升机坠落触地,压力释放阀门就会马上打开,“下跪”机构启动。通过油压系统,大部分冲击能量被缓冲器吸收,为飞行员赢得生存机会。美国设计RAH-64的时候,模拟直升机以12米/秒坠毁,要求缓冲器能吸收57%的坠地能量(剩下的靠机腹和飞行员座椅吸收)。可以判断,武直19应该具备类似的能力。

看正面,武直19的主起落架是个外八字。武直19机身很窄,侧向起降稳定性不如敦实的直9。采用外八字起落架,不仅有利于分散全机的重量,缓冲减震,而且使狭窄的机身获得了更宽的主轮距,改善了起降稳定性。

尾轮在涵道式尾桨下方,使纵向轮距也变大了,这使得武直19在野外简陋跑道滑行时,不容易产生颠簸。尾轮上的减震器,比较短,分量也不大,不太显眼。各种直升机轮式起落架中,尾轮式起落架是最轻的。

发动机:够劲

11月13日,曾有记者采访了中航工业哈飞公司飞机设计研究所旋翼机总设计师、武直19总设计师蔡传军。蔡先生告诉媒体,直-19能完成“莱维斯曼”这样的高难度特技——高速跃升,快到顶点时,绕旋翼轴转身180度,转头朝下俯冲。这是一个武装直升机由脱离到重新转入进攻的经典特技。可惜,在航展公众日的表演中,武直19的表演中规中矩,并没有表演这套动作。

今年3月24日,中国网络电视台引用了CCTV-7的一段视频,陆航部队的直9WA展示了一套非常完美的“莱维斯曼”动作。直9WA直升机已经配备了比较先进的涡轴8F发动机,超应急状态功率为596千瓦,起飞状态功率570千瓦,最大连续功率496千瓦。视频显示,在直9WA进行大幅度机动动作的时候,涡轴8F有足够的剩余功率。如果俄国人说的没错,武直19也采用了涡轴8F,那这套动力系统的表现确实优秀。涡轴8F最大的优势是可以国产,避免战时受制于人。

鉴于直9WZ直升机发动机喷口附近已经安装了红外抑制器,武直19的发动机很可能也采用了类似的技术。红外抑制器基本原理就是,把冷空气引进来,与高温的发动机尾喷气流混合后,再排出去,这样发动机排气温度会显著降低,同时也会冷却周围的金属壁面。有资料说,国外效率较高的红外抑制器可以降低发动机红外信号的90%。如此下来,直升机被敌方红外制导武器捕获的概率也就小了。

从珠海航展武直19的飞行表演看,其发动机产生的噪音比较小。

旋翼 尾桨:技术领先

武直19旋翼系统由4片复合材料桨叶和星形柔性旋翼桨毂组成,和直9差不多。直9桨叶前缘的复合材料大梁是C形,中后段有两个Z形的薄梁,强度非常高,但重量很轻。Z形薄梁把桨叶剖面变成了很多个封闭腔,即便其中一个损坏,还可以使整个桨叶保持一定的强度。这3个大梁中间填充的是聚氨酯泡沫。桨叶蒙皮是碳纤维和玻璃纤维布,为了保障强度,桨叶前缘还包着不锈钢片。经过30多年的努力,我国直升机旋翼复合材料技术和应用水平已经基本与世界同步。因此有理由相信,武直19的旋翼系统,复合材料应用水平也比较高,但翼型可能有变化,估计气动效率会更高。从现场判断,武直19旋翼产生的噪音比直9还要小,估计应用了降噪技术。

由于改用串列双座,一位飞行员和一整套电子设备后移,使武直19短翼比以前各种直9的武器挂梁要略微靠后,因机身结构强度增强,其位置移至机身中部。挂弹后,短翼附近重量也会增加。所以,武直19全机的重心位置可能比直9略微靠后一些。

一般而言,全机重心稍微在旋翼轴前面一点,飞行稳定性要好于重心在旋翼轴后。重心稍靠前,正好可以克服因气流扰动带来的直升机“抬头”现象。相反,如果重心在旋翼轴后,“抬头”现象可能会加剧,飞行员只能推杆压低机头,加大发动机功率损耗。在航展公众日的表演上,武直19增速,减速,悬停,表演动作状态转换十分流畅。除了发动机、飞行员技术等原因,可以看出武直19全机的重心分布比较合理,应该在旋翼轴附近。

直9的涵道风扇尾桨由一个桨毂和13片模锻的轻合金桨叶组成(直9W是11片),可变矩,噪声小,消耗功率小。武直19也采用了涵道式尾桨,由于桨叶是包起来的,所以其雷达反射信号比传统的尾桨小。美国RAH-66“科曼奇”隐身武装直升机就采用了类似的设计。

武器:很猛!

在珠海航展上表演的武直19,最为突出的就是两肩的短翼。短翼上的复合式挂架和2009年现身天安门上空的直9WA和直9WZ并没有什么不同。但是武直19的武器挂载能力肯定比直9WA和直9WZ高,原因是左右翼尖挂点内侧各多了一个挂点。这样,武直19一共就有4个武器挂点。

除了携带常见的“红箭”8反坦克导弹,以及经常在各大国内外航展上露面的“天燕”90直升机专用空空格斗导弹,武直19备选的武器还有一门23毫米链式单管航炮、两具HF-7D火箭发射巢(90-1型90毫米火箭弹,备弹14枚),或两具HF-25火箭发射巢(57-1型57毫米火箭弹,备弹36枚)。

这样的火力强度,对武直19这样的轻型专用武装直升机来说,显然已经够用了。

风之声,盖过日本OH-1

美国《航空航天技术周刊》说:“武直19的总重在4~5吨之间……两种攻击直升机(指武直10和武直19)都装备了国产发动机。”英文《虎报》更是把武直19定位于“用作武装侦察和对地面部队的支援”。

来自维基百科的资料推测,武直19空重2 350千克,总重4 500千克,巡航时速245千米,航程700千米,爬升率达到9米/秒,装备的是两台涡轴8A发动机。同样装备涡轴8A发动机(功率526千瓦)的直9W最大起飞重量是4 100千克,爬升率只有7.8米/秒。武直19比直9W重,但爬升率却比直9W快,很是让人称奇。

蔡传军先生告诉媒体,武直19武装直升机性能优于日本的OH-1武装直升机,与美国的AH-1“眼镜蛇”和意大利的A-129属同一级别。按照上述数据,蔡先生所言非虚,这是一个让国人振奋的消息。