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中国直-10与阿帕奇空战对抗无胜算 或改为重型

原文配图:中国陆航直-10编队 <P>

中国陆军的强大在世界上是没有争议的,但是现代战争对陆军提出了更高的要求,专家断言,21世纪是陆军空中突击力量激增的时代,陆军航空兵必将成为现代陆军的新质战斗力和主战兵种,在“地面战争,陆航为王”的现代战争中,中国陆航兵种是否紧跟着世界的步伐?在2013年天津直博会上精彩亮相的直10和直19带给中国陆航怎样的战斗力?它们的性能究竟如何呢?让我们看下去。

未来战争,是陆、海、空、天一体的多维对抗。但是,在空、地,以及空、海的机动兵器之间,高度上存在一段0到100米之间的空白区。直升机的战斗区域正好填补这个空白区。因此,在未来一体化联合作战模式中,直升机的角色地位尤为重要,它就像一根纽带,将陆、海、空的兵器紧密衔接起来。

中国陆军航空兵自1986年10月开始筹建,1988年1月成立第一支航空兵大队以来,经过短短十多年的建设,目前已发展成为一支拥有多种机型、具备相当规模和作战能力的现代化空中突击力量。

中国军队通过对近年来发生的几次现代化战争的深入分析,认识到军用直升机------特别是武装直升机在当今战场上极其重要的作用,从八十年代中期开始组建陆军航空兵部队,其目的在于加强陆军的快速反应能力,同时形成陆军各兵种间的相互协同的强大的立体攻防体系,从旧有的以步兵为主的野战军体制转为机械化程度很高的能适应现代战争的合成化集团军。

陆航成立后,首先从空军接收了一大批装备,包括国产的直-5直-6,直-9和进口的美制S-70C'黑鹰'(24架)及法制AS-342L'小羚羊'(8架),形成了陆航的基本框架。在利用既有装备加强训练的同时,也积极开展专用机型的研制和引进,其重点放在了以直-8,直9的现有国产先进机型为原型的专用改进型号(如战术支援型),并集中力量突击'重中之重'--专用(中型)武装型和轻型反坦克型,解放军陆航部队经过20多年的迅猛发展,已经成长为一支世界劲旅。

在今年天津直升机博览会上,我国陆军航空兵直-10风雷飞行表演队首次公开亮相,进行了精彩的表演,展现了直-10和我国陆军航空兵强大的作战能力。

不过,我们也应该清醒的看到,直-10的作战能力距离当今最先进的直升机如“阿帕奇”AH-64D/E可能还是有一定的距离,需要我们在今后进行改进,以进一步提高它的作战能力。在空战对抗和攻击能力上来讲,日本、中国台湾和印度先后引进的AH-64D/E要超出直10飞机很多,直10作为中型武装直升机对抗像“阿帕奇”这样的重型武装直升机确实有一定难度,正在研制的某后续改进型就着重在这方面进行了提高。

我们知道作作战飞机有日重一磅的定律,这是因为作战飞机服役以后,会根据威胁的变化情况,增加相应的设备、武器,从而导致飞机的空重不断增加,以AH-1武装直升机为例,最初的AH-1S的空重大约在3吨左右,最大起飞重量4.5吨,随着各种航空电子系统的不断增加,导致飞机的空重在不断上升,到AH-1W,它的空重已经增加到5吨,6.7吨,而最新的AH-1Z的空重为5600公斤,最大起飞重量增加到8.5吨.

直升机空重的增加势必导致飞机功率载荷的降低,从而影响飞机的飞行性能,在这种情况下,显然需要增加发动机的功率,AH-1S的动力装备是一部1300KW的T53-L-703涡轴发动机,到了AH-1W就更换为两部T700-GE-401涡轴发动机,一个发动机的功率就达到1300KW,而AH-1Z则换装了T700-GE-401C发动机,功率增加到1500KW左右,这样保证了直升机在空重不断增加的情况下,飞行性能尤其是机动性能能够得到保证,以消除重量增加对于飞行性能不利的影响.

我国直-10武装直升机原型机配备的是PT6C-67C涡轴发动机,它的起飞功率达到1250KW,但是后来发动机来源的中断,所以量产型直-10换装了国产涡轴-9发动机,它的起飞功率大约在1000KW左右,发动机功率的下降,必然会导致飞机性能的下降,所以我国相关厂所对于直-10进行了减重设计,以保证直升机飞行性能不会下降太多,但是这样的设计,性质是一些设备的减少,不可避免的会影响直升机的作战性能.同时也限制了直-10今后升级的空间.

举一个例子,直-10原型机使用的类似于AH-64的光电转塔,里面的设备也相当于AH-64的目标截获系统/飞行员夜视系统(TADS/PNVS),前者包括由前视红外装置、昼用电视、直视光学瞄具、激光测距机/ 目标指示器及激光跟踪器组成,用于捕获、识别和跟踪目标,这些设备安装在两个可以独立旋转和工作,这样可以提高直升机的探测范围和探测能力,同时由于每个器件互相独立,可以使用较大孔径的器件,以提高系统的探测能力,但是它的缺点重量较大,直-10量产采用了光电吊舱设计,它的外形类似于AH-1Z的AAQ-30”鹰眼’XR吊舱,它里面集成有前视红外探测系统、CCD摄像机和激光器件,它的优点就是重量较轻,但是光电系统不能独立工作,控制范围和灵活性要低于可以独立运作的TADS/PNVS,限制飞机潜力方面,就是直-10在加装毫米波机载火控雷达方面缺乏必要的动力基础,我们知道光电系统最大缺点就是烟雾、雨天等条件下探测受到限制,另外探测距离也比较有限,最重要的就是它无法测量目标的距离,因此不能直接提供火控解算,必须依靠激光测距仪,这样只要对方配备有激光告警系统就能对武装直升机及其发起的攻击进行预警,从而让武装直升机失去攻击的突然性,另外光电系统多目标攻击能力也比较低,难以同时打击多个目标。

所以AH-64D等武装直升机配备了毫米波雷达,它提高武装直升机在恶劣气候条件下探测与攻击能力,它可以伸出桅杆顶部的雷达,隐蔽探测目标,同时探测多个目标,进行锁定,然后跃起攻击,采用毫米波制导的海尔法导弹具备发射后锁定能力,飞机发射导弹以后可以迅速的机动,以提高飞机的生存能力和攻击的突然性。不过它的代价就是飞机空重的增加,AH-64D的空重由AH-64A的5100公斤增加到5350公斤,相应的它的最大速度由后者的290公里下降到260公里,最大爬升率由16.5米/秒下降到12.3米/秒。另外AH-64D一些极限条件下的性能如高温高原地区也受到影响,如在阿富汗作战的AH-64D就不得不拆掉长弓毫米波机载雷达。

因此对于直-10来说,未来最重要的工作就是换发,笔者认为,最合适的发动机就是中法联合研制的涡轴-16涡轴发动机,它的应急功率达到1300KW,相当于AH-64D的T700-GE-701C发动机。从而为直-10升级打下了坚实的动力基础。

首先就是增加直-10的最大起飞重量,结合升力系统的改进、主减速器效率的提高,可以有效的增加直-10的最大起飞重量,虎式直升机的发动机功率与直-10相近,它的最大起飞重量不过6吨,而AH-64D的最大起飞重量可以超过9吨,这样的话,可以通过各种措施来提高直-10的最大起飞重量达到或者接近AH-64D的水平,以后者内部燃料1吨计算,这样还有8吨的重量给飞机的结构重量、武器、设备等,从而为飞机增加毫米波雷达、火控系统、电子战和防护装备等提供了空间。

直-10未来最重要的升级莫过于配备机载毫米波火控雷达,同时将现有的红箭-10机载反坦克导弹升级成毫米波雷达制导反坦克导弹,以增加直升机全天候作战能力。对于直-10来说,机载毫米波火控雷达的配备让它具备了自主搜索、探测目标的能力,减少了对外部目标探测与指示系统的依赖,美国的AH-64在没有安装长弓雷达之前,需要OH-58侦察直升机提供情报支持,安装长弓雷达之后,不但可以负责本机的目标搜索任务,还可将雷达信息通过数据链传递给其他飞机,形成联合网络作战系统。

另外直-10配备机载毫米波雷达配合毫米波制导反坦克导弹也扩大了直升机的打击范围,同时提高直升机的多目标攻击能力,长弓雷达和毫米波制导海尔法导弹可以提供8公里左右的打击距离,而最新的有源相控阵毫米波机载雷达对于移动目标的距离可以达到20公里左右,最一步提高直升机的攻击范围,另外长弓雷达可以同时跟踪128个目标,可以对16个目标进行威胁排序,并且在1分钟之内,对它们进行攻击。

另外毫米波雷达还可以提供地形测绘,可以提高前方90-180度的地形特征及不良气候,为飞行员进行低空突防飞行提供辅助导航功能,这样也提高直升机低空突防时安全性能,根据相关资料,按照美国陆军航空兵的说法,配备毫米波雷达之后,可以让武装直升机的攻击效能提高4倍,战场生存能力提高7倍,整体作战效能提高28倍之多,从相关图片来看,我国也研制了这样的雷达,因此直-10未来配备毫米波机载火控雷达是重中之重。

毫米波机载雷达的运用并不意味着武装直升机光电系统受到轻视,相反光电系统由于分辩能力高,不辐射电磁波等优势,在敌我识别、隐蔽侦察等方面比毫米波机载雷达有独特的优势,美国在给AH-64D安装长弓雷达的同时,也为它配备了箭头光电探测系统,以提高直升机的探测能力,特别是为前者提供必要的敌我识别,在配备箭头系统之间,美国陆军航空兵飞行员就曾经反映原来配备的TADS/PNVS采用的是第一代光电器件,灵敏度较低,在恶劣环境之中探测距离较近,所以有时不得不靠近对方获得清晰的图像,从而降低直升机的生存能力。

根据珠海航展的资料,我国光电吊舱已经开始配备新一代光电器件阵,探测距离和灵敏度得到大幅度的提高,与之配套的激光测距仪的工作距离已经达到12公里,可以有效的提高直-10武装直升机的探测距离,与毫米波机载雷达形成主/被动复合探测系统,增强了直-10的战场态势感知、控制能力、电子对抗能力。

随着我国陆军战术互联网建设的深入,直-10理所当然的成为我军战术互联网的关键节点之一,这样的话直-10就可以凭借高速数据链与其他武装直升机、地面装甲部队、空中攻击机和地面指挥所形成联合网络作战系统,迅速的交换战场信息,特别是毫米波机载雷达和先进光电系统的运用,让其成为这个网络的重要的传感器,可以把机载探测系统获得的信息传递给其他系统,同时接收其他系统传递来的信息,这样就可以形成完整的战场态势数字地图,从而更好的发挥各参战单元的整体作战能力,减少友军之间的误伤。

其中比较重要的一点就是为直-10增加指挥无人机的能力,我们知道新世纪各国军队建设一个重要的趋势,就是无人机越来越多,无人机已经广泛的运用于侦察、电子对抗、攻击等各个方面,如果将无人机与有人机相结合就会起到1+1》2的作用,增强系统的整体作战能力,如美国已经开始试验性的将AH-64与无人机进行协同作战,双方通过数据链共享探测画面,这样AH-64为后者提供火力掩护,降低后者自卫火力弱、容易受到攻击的缺点,而无人机可以替代武装直升机深入到恶劣战场之中探测目标,这样避免AH-64深入相关地区,受到攻击的概率。因此对于直-10来说,增加指挥无人机,有我军有人机/无人机协同作战开路,显然是十分重要的。

电子战系统是另外一个重点,根据相关报道,直-10减重的一个措施就是取消发动机红外抑制系统,另外也没有看到机载红外干扰机,这些都对直升机的生存能力是不利,所以需要为直-10增加这些系统,以提高直升机的生存能力,特别是随着红外成像导引导弹的运用,传统的照明弹、红外干扰机实际上对它的作用效能已经不大,需要增加激光红外定向干扰系统,这些都会增加系统的空重,提高直升机生存能力其他措施还包括,加装轻型防护装甲,提高直升机的抗打击能力等等。

前面说过即使T700-GE-701这样的发动机依然无法满足AH-64D的需要,考虑到我国武装直升机需要在3000米以上的高原作战,我国也需要进一步提高WZ-16的功率,将其功率提高1500KW,这样就可以进一步增加直-10的作战能力,特别是极限条件下的作战,以便进一步提高我国陆军航空兵的作战能力。

从目前来看,直19类似于意大利A129“猫鼬”武装直升机,是一种轻型的武装直升机,主要执行反坦克、对地攻击、护航等任务,与直-10武装直升机形成高低搭配,并且有希望成为我国外贸出口一个主力机型。

根据珠海航展的消息,直19采用了直-9/H425型直升机的发动机、主减速器和旋翼系统,这种做法在国际上实际 上也比较常见,这是因数武装直升机和运输直升机的飞行包线相近,速压等指标也相似,因此许多部件可以通用,例如我们熟悉的AH-1武装直升机实际上就是从UH-1运输直升机发展而来,而米-24武装直升机大量使用了米-8直升机的部件,A129猫鼬武装直升机则来源于A109直升机。

以H425直升机为基准,它的最大起飞重量大约为4250公斤,假设直19的空重也A129直升机相当,也就是2500公斤,那么还有1700公斤左右的载荷,以后者1200公斤的外挂载荷,至少还有500公斤的燃料,那么它的航程、留空时间等指标也大致相当于A129武装直升机,根据直升机手册,后者在4000公斤的任务重量情况下(8枚陶式导弹),航程大约500-600公里,留空3个小时以上。

在关键的发动机方面,直19可能继续采用H425直升机的涡轴8C涡轴发动机,它的最大功率为718千瓦,持续功率为618千瓦,这个指标与A129武装直升机配备的宝石1004涡轴发动机相近,它的最大功率达到759千瓦,持续功率达到657千瓦,这样在关键的功率载荷指标上,直19应该与A129武装直升机大致相当或者相近,这样它的飞行性能就与后者大致相同。

直19主要探测系统是机头下的光电吊舱,它由前视红外探测系统、CCD摄像机和激光测距/目标指示系统组成,可以执行昼夜全天候条件下的目标探测、搜索、跟踪和锁定等功能,与直10不同的是,直19并没有前视红外导航系统,这个可能出于价格、成本等因素,直19采取的方式可能包括在光电吊舱的红外器件中增加宽视野的导航视场,或者飞行员头盔显示/瞄准系统增加夜视、导航功能,虽然性能肯定比不上直-10的专用宽视红外成像系统,但是价格上要便宜许多,武器方面直19两侧各有一个短翼,配备有2个挂架,可以挂载机载反坦克导弹、航空火箭、航炮吊舱等武器,从电视新闻透露的画面来看,直19的标准配备大约是8枚蓝箭-7机载反坦克导弹,2个航空火箭吊舱。攻击火力大致也与A129武装直升机相当。

从总体上来讲,直19与A129“猫鼬‘武装直升机(配备夜视系统的反坦克型)战术技术指标相近或者相当,优于第一代武装直升机,对于许多国外用户来说,采购西方新一代武装直升机存在着经济上或者政治上的障碍,所以直19显然是一个比较理想的选择。

不过直19与A129最新改进型,尤其是国际型比起来,还是有较大的差距,根据相关资料,“猫鼬”国际型换装T800涡轴发动机,功率增加1000KW左右,同时换装5叶旋翼,最大起飞重量增加以5100公斤,换装新一代光电探测系统,具备发射AGM-114“海尔法”导弹的能力,机头下可以装备一门3管20毫米火炮,电子战系统采用综合电子战系统,包括雷达、激光告警系统、红外干扰机、箔条/照明弹投放架等,系统采用了1553B数据总线进行综合,核心是两部任务计算机,一部作为系统的主控制计算机,一部热备份,座舱换装2部多功能大屏幕液晶显示器,以提高飞行员的战场态势感知能力,猫鼬国际型还增加了内油,比早期型增加了大约30%左右,以便在飞机空重、最大起飞重量增加的情况下,仍旧可以保持足够的航程和留空时间。

因此有了保证直19直升机的先进性,并且在国际市场拥有足够的竞争能力,有必要对其进行进一步的改进,根据相关资料,我国针对直-9直升机开展了H480型直升机的改进工作,从这个型号的名称,就可以知道H480型直升机最大起飞重量大约在4800公斤左右,已经接近猫鼬国际型的水平。另外我国也研制成功涡轴-9涡轴发动机,它的最大功率在998千瓦左右,功率与T800的水平相当或者接近,这样都为直19的今后升级打下了坚实的基础。

笔者认为直19的升级应该集中在以下几个方面:

首先是换装涡轴-9发动机,提高发动机功率,增强主减速器的效率,全面提高飞机的功率载荷,将直19的最大起飞重量提高到4800-5000公斤,追上猫鼬国际型的水平,从猫鼬国际型的情况来看,由于发动机功率提高,主减速器效率增强,所以尽管最大起飞重量增加,但是飞行性能不降反而升,如最大爬升率从10米/秒增加以11米/秒左右,悬停升限(无地效)由1800米增加到3700米。

对于直升机来说,起飞重量的增加意味着飞机桨盘载荷的增加,这样直升机旋翼的载荷相对就大,这样就需要增加桨叶,以降低每根桨叶根部的载荷,同时也有利于减少机体的振动水平和桨尖损失,猫鼬武装直升机最初和直19一样,采用了四叶旋翼,随着起飞重量的增加,在多用途型上就采用了5叶旋翼,并一直保留至今,所以直19如果加大起飞重量,那么增加旋翼叶数不可避免,同时也要对旋翼进行必要的改进设计,以提高升力,相应的也要对尾桨进行改进,以适应发动机功率的增强。

还有一个改进就是增加航炮,直-19和其他轻型武装直升机一样,如猫鼬反坦克型,没有配备航炮,在打击地面软目标或者轻型车辆的时候,使用航炮吊舱来解决,当然它的灵活性就不如使用专门的航炮,造成这样的原因应该是这些轻型武装直升机体积、距离地面的高度比较有限,特别是机炮的空间有限,这样在机头安装大型光电吊舱的时候,就会占据较多的空间,武装直升机的航炮除了需要一定的安装空间之外,还要求具备一定范围的射界,以提高武装直升机打击地面目标的能力,这样两者就会出现争夺机头空间的情况,要么光电吊舱为航炮让路,要么航炮为光电吊舱腾出空间,考虑到光电吊舱的性能直接决定着机载反坦克导弹的威力,所以在大多数情况下,都是航炮向光电吊舱妥协。

不过战场上并不仅仅只有坦克一种目标,除了坦克之外,还有轻型战术车辆,武装士兵等其他目标,而现代机载反坦克导弹的造价也比较昂贵,一枚海尔法反坦克导弹的单价需要数万美元,用来攻击价值数百万美元的现代主战坦克自然十分合算,但是用于打击价值数千甚至数百美元的轻型战术车辆就不合算,更别说单兵、软性工整等这些的目标,这个时候用航炮效费比理更高一些。

冷战以后,各国之间大规模战争已经越来越少,更多的是局部、小规模的冲突,在这些场合里面坦克、装甲车这样的目标可能并不多,更多是轻型装甲车辆、战术车辆及单兵等目标,在这种情况下,航炮的作用可能更加重要。对于我国陆军航空兵来说,拥有直-10这样的武装直升机,那么直19更多的执行是侦察与攻击任务,没有航炮可能并不是太大的缺点,但是对于其他中小国家来说,直19可能就是这些国家陆军航空兵的主力武装直升机,只有采取在短翼上挂载航炮吊舱来解决问题。

这样又产生新的问题,一个是航炮吊舱与机载反坦克导弹、航空火箭争夺空间,从而缺乏作战的灵活性,另外如果在机炮下面安装航炮,就可以在短翼上安装航空火箭、机载反坦克导弹,也可以在安装机载副油箱,提高直19的留空时间和航程,从而具备更高的作战灵活性。所以A129猫鼬武装直升机从多用途型开始,将光电探测系统移动机头上方,留出机头下空间安装一门20毫米三管加特林火炮,从相关资料来看,直19最初也有这样的方案,但是最终直19采用的现在的设计,笔者认为可能是直19的进度要求比较紧,最终选择了比较简单、快捷的方案,随着直10、直19装备部队,相关单位已经具备对直19进行改进,加装航炮的条件,所以完全可以按照A129的发展路线,将光电吊舱移到机头上方,机头下方安装一门国产23毫米链式航炮。以提高直19武装直升机对地攻击能力和国际市场的竞争能力。

此外直19其他改进还包括采用综合电子战系统,配备包括雷达、激光等告警系统、电子干扰、红外干扰甚至激光定向干扰系统、照明弹/箔条投放架等电了对抗系统,提高直19在现代战场上的生存能力,增装数据链,提高直19战场信息传递和交换能力等。

因此对于我国来说,针对国内外市场的要求,进行相应的改进,以提高直19的作战能力,增强在国内外两个市场上的竞争能力,是相关厂所需要认真考虑的事情。

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