中国武直十批量装备部队:新装发动机依然不给力啊!

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导读: [img]http://img3.itiexue.net/1250/12507207.jpg[/img] 资料图:中国武直-10型攻击直升机飞行中 [img]http://img4.itiexue.net/1250/12507208.jpg[/img] 资料图:中国武直-10型攻击直升机飞行中 在歼-20引起举世瞩目之际,我国直升机工业也不甘寂寞,国产武直-10也公开亮相,并且从机上的陆航战术编号来看,武直-10已经量产装备部队。这是我国直升机工业和陆军航空兵作战能力一个重大的突破。


中国武直十批量装备部队:新装发动机依然不给力啊!

资料图:中国武直-10型攻击直升机飞行中

中国武直十批量装备部队:新装发动机依然不给力啊!

资料图:中国武直-10型攻击直升机飞行中


在歼-20引起举世瞩目之际,我国直升机工业也不甘寂寞,国产武直-10也公开亮相,并且从机上的陆航战术编号来看,武直-10已经量产装备部队。这是我国直升机工业和陆军航空兵作战能力一个重大的突破。


不过外界也发现了量产型武直-10与原型机之间一些区别,实际上这是发动机改变引起的,根据海外资料,我国武直-10原型机配备的加拿大PT-6B涡轴发动机,功率在1300KW以上,而量产型配备的是国产涡轴-9发动机,功率在1000KW左右,因此飞机的功率载荷比下降,从而要对飞机做出必要的改动,以维持一定的战术技术指标。


低空长臂

自从武装直升机在越南战场出现以后,针对它的防空系统也在发展与完善之中,特别是各种肩扛式和便携式防空导弹,在光学搜索跟踪系统的控制下,对于低空和超低空目标有较大的杀伤能力,因此对于武装直升机来说,形成了较大的威胁,在这种情况下新一代武装直升机采用了长臂原则,主是便携式防空导弹受限于自身的体积和重量,难以实现较远的射程一,因此只要武装直升机的武器攻击范围能够超过这些武器的射程就会最大限度的提高自身的战场生存能力,大的射程也会增加武装直升机自身武器的体积和重量,加上战场作战环境日益恶劣,所以各国都希望武装直升机一次出击能够攻击更多的目标,以便飞机总的出动架次,所以新一代武装直升机的载弹量也随之增加,另外为这些武器提供目标探测和制导的航空电子系统也更加复杂,体积和重量也更大,再加上为了对抗地面防空系统而增加了探测预警、干扰压制等系统,这些都大大增加了新型武装直升机的体积和重量,那么相应的就要提高发动机的功率以维持飞机功率载荷,以保证飞机的飞行性能,更好的执行作战任务。


所谓的功率载荷就是发动机单位额定功率所能举起的直升机重量,是直升机总体设计的关键参数之一实际上就是固定翼飞机的推重比,在直升机空气动力参数的一定情况下,功率载荷决定着飞机的最大起飞重量、载荷、飞行速度、悬停能力等指标,特别是在一些极端的条件下的性能,如高温高原条件下发动机功率下降,这样就需要较大功率储备以维持直升机的飞行性能,我国上世纪80从美国进口的S-70黑鹰直升机一直是我国陆航在青藏高原执行任务的主力机型,原因就是国产直升机和后来进口的米-17的功率载荷性能低于黑鹰直升机,因此在高原环境下的飞行性能较低,无法完成相关机型的更新换代。


以AH-64武装直升机为例,其采用海尔法机载激光制导反坦克导弹取代了上一代AH-1系列采用的陶式有线制导导弹,与有线制导相比,激光制导导弹可以实现更远的射程,同时可以通过多种激光编码来实现多目标攻击能力,AH-64最多可以挂载16枚海尔法导弹执行作战任务,一次击击可以攻击多个目标,并且在外部照射器的支援下,AH-64可以发射导弹后迅速脱离,从而提高战场生存能力,不过导弹的的体积和重量也随之上升, 陶式导弹的长为1.17米,海尔法为1.77米,直径前者为0.15米,后者为0.17米,重量前者为28公斤,后者为45公斤,再加为保障机载武器使用而增加的航空电子系统 ,让AH-64的空重突破在5吨,仅此一项就已经超过了AH-1G的最大起飞重量,所以AH-64采用的T700涡轴发动机功率超过了1200KW,由于激光制导不具备恶劣气候条件下作战的能力,所以AH-64发展了配备有毫米波雷达的AH-64D型,其重量也增加了大约500公斤,相应的其发动机功率也提高近1400KW,以保持相应的战术技术指标,不过有消息指出AH-64D仍旧面临高温高原条件下作战性能不足的问题,由于最大起飞重量不足,在阿富汗作战的AH-64D必须要把毫米波机载雷达去掉,并减少机炮的备弹才能保证搭载一定的燃料,以保持足够的航程和滞空时间,而英国使用的WAH-64D,则因为采用的发动机功率超过1500KW,则不需要去掉这些设备就可以起飞招待作战任务,其余综合作战能力反而要优于美军的AH-64D。由此我们可以看出发动机功率大小的重要性。


我国武直-10的发动机困境


上世纪90年代初的海湾战争,AH-64凭借海尔法导弹横扫伊拉克坦克集群,给我国陆航留下深刻的印象,开始着手研制自己的类似武装直升机,那么以我国当时的航空工业技术水平及工业基础,这型直升机的重量和体积比AH-64只大不小,因此需要其发动机功率至少要超过或者达到T700的水平,就是功率至少要在1200KW左右,但以我国当时的航空发动机研发实力,研制这样一型涡轴发动机基本上是一个不可能的任务,所以最终只能引进,当时我国正准备从加拿大引进PT-6B涡轴发动机改进直-8直升机,PT-6B发动机功率超过1300KW,恰好可以满足新型武装直升机的需要,于是我国在PT-6B的基础上研制成功武直-10型武装直升机。

从原型机的照片及海外资料来看,武直-10的大小与AH-64相近,机头装有与AH-64相近的滚筒式光电系统,两侧挂架可以挂载国产蓝箭-7机载激光制导反坦克导弹,蓝箭-7的各方面性能与海尔法大致相当,这样就意味着武直-10可以象AH-64一样,实现长臂原则,在远距离攻击对方,以提高自身战场生存能力,特别是蓝箭-7最多可以支持4种激光编码,最多可以支持4个激光照射器,依照相关照片分析,武直-10最多可以挂载16枚蓝箭-7反坦克导弹,具备较强的多目标攻击能力。毫无疑问,一旦武直-10装备部队,凭借其优良的性能,可以有效的提高我国陆航的作战能力。


但是武直-10优良的性能是建立在国外发动机的基础上,特别是加拿大还维持对我国无理的武器禁运,所以无疑于空中楼阁,因此当加拿大在美国的压力下,禁止向我国出口的PT-6B涡轴发动机用于军用,这样武直-10就难以为继,在试飞成功之后,迟迟无法定型装备部队。


国产涡轴-9发动机的不足


经过我国航空发动机工业的努力,在本世纪我国研制了涡轴-9发动机,从各方面性能来说,其战术技术水平非常不错,但是功率偏小,根据海外资料在1000KW左右,用于武直-10显然偏小,举个例子,国外发动机功率与涡轴-9相近的是法德联合研制的虎式武装直升机,它的空重为3吨,最大起飞重量在6吨左右,这两个指标分别比AH-64少了3吨和4吨,这意味着如果武直-10直接采用涡轴-9替代进口发动机,其最大起飞重量大约在6吨左右,去掉自身的5吨那么燃料和武器的挂载数量只有1吨左右,而一枚蓝箭-7反坦克导弹的重量就达到了50公斤,因此涡轴-9难以直接用于武直-10,需要加以改进,以提高最大起飞重量。


提高飞机的最大起飞重量有两种办法,一种是提高飞机的升力,对于直升机来说就是提高飞机的旋翼的升力特性和旋翼直径,以降低飞机的桨盘载荷,但是旋翼直径不可能无限的扩大,因为旋翼越大,设计、制造起来会更加困难,同时因为旋翼的下垂角度也越来越大,容易打到机身和机尾,另外还有不便于野外起降的等问题,所以依靠提高升力来增加武直-10的最大起飞重量是有限度的。


这样在最大起飞重量一定的情况下,只有靠降低自身的重量来提高飞机的载荷了,这也是为什么我们看起来量产型武直-10比原型机有一定区别的原因,武直-10降低重量的可能手段包括;缩小飞机的体积,这样就可以降低飞机的自身,笔者注意到武直-10量产型的座舱似乎比原型机的座舱有所缩小,这意味着飞机的尺寸和体积可能有所缩小,这在一定程度降低了飞机的重量,但是这样也会减少飞机的内部空间,降低飞机的载油率,影响飞机的航程和滞空时间,因此从照片上来看,量产型似乎在尺寸并没有太大的降低,还有一个可以看到的就是量产型用转塔型光电系统替代原来的转筒式光电系统,这意味着采用了新的航空电子系统,我们知道随着现代电子技术进步迅速,完成同样的工作,现在的航电系统比原来的系统的重量和体积都大为减少,这样就可以在一定程度上降低飞机的重量,还有我们看不出来方法就是提高飞机复合材料的比例,虎式武装直升机比AH-64自重轻一个原因就是复合材料的使用比例要高于AH-64,根据世界飞机手册,虎式武装直升机的复合材料使用比例高达80%,相对而言AH-64的材料主要仍旧为传递的铝合金,这样虎式武装直升机就明显的降低了自身的重量,本世纪纪以来我国航空工业在复合材料的运用上取得了长足的进步,一个明显的例子就是C-919客机已经广泛使用了复合材料,包括承力部件,由于直升机对于材料的各方面要求比客机要低,所以对于我国航空工业来说在武直-10的量产型大比例子使用复合材料显然是并不是一件特别困难的事情。还有一个迫不得已的方法就是降低直升机的相关标准,特别是适坠性标准,意大利的A129武装直升机降低了相关标准,从而节约大约7%的结构重量。如果这些措施还不能得到满意的飞行性能,那么只有减少飞机的载荷,包括弹药和燃料,笔者注意到目前量产型武直-10只是挂载机载航箭和天燕90空空导弹这些相对较轻的武器,因此不排除目前装备部队的武直-10只是与虎式武装直升机护航型相当的型号,而挂载较重的蓝箭-7反坦克导弹的能力受到限制,如果是这样的话,那么我们对武直-10目前的技术状态可能要保持几分保留态度,重载能力有限意味着该机功率储备不足,高温高原条件下的作战能力受到限制,另外恐怕暂时也无法安装毫米波机载雷达这样的设备,这样其作战能力就受到限制。


奋力前行的国产动力


实际上发动机问题不仅仅局限于武装直升机,我国发展大中型战术运输运输机、反潜直升机、预警直升机等型号无一例外都面临着发动机的来源问题,所以对于我国航空发动机工业来说,尽快推出大功率、高功重比的涡轴发动机已经成为迫在眉睫的事情。

从根本上来说,国产直升机的动力系统面临无米之炊的问题在我国其他武器装备的发展中都不同程度的存在着,这主要是我国以前对发动机的研制规律认识不足,未能提高到足够的地位,造成进行型号研制的时候却发现无发动机可用的尴尬局面,所以对于我国来说,将发动机作为单独的行业给予重点关注,尽快形成产品系列,以满足海陆空三军主战武器的发展。

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