08-国外武装直升机关键技术回溯与发展趋势-周俊-4

第二十六届（2010）全国直升机年会论文国外武装直升机关键技术回溯与发展趋势周俊王立强李珍贾斐刘峰（总参陆航研究所，北京101121）摘要：简要回溯了国外武装直升机发展历程，从提高武装直升机的战场生存能力和对敌精确打击能力两方面重点阐述了国外武装直升机关键技术及其在典型机型的应用，最后对未来武装直升机技术发展趋势进行了展望。

关键词：武装直升机；隐形；抗坠毁；光电系统；毫米波雷达1 引言武装直升机指装有机载武器，用于空战或对地面、水面、水下目标实施空中攻击的直升机的统称。

作为一种超低空火力平台，武装直升机以其较快的飞行速度、较强的机动能力、强大的火力、较强的防护和抗坠毁能力以及特殊的隐形性能等，可有效地对各种地面目标、海上目标(水下潜艇)和超低空目标实施精确打击。

从20世纪60年代的越南战争，80年代的两伊战争、马岛战争，90年代的第一次海湾战争、科索沃战争到本世纪的阿富汗战争，武装直升机均显示出其巨大优势，被军事专家称为“超低空的空中杀手”和“树梢高度的威慑力量”[1]。

经过50多年的技术创新和实战检验，武装直升机已经发展到一个相对成熟的阶段，目前典型的武装直升机有美国的RAH-66“科曼奇”、俄罗斯的米-28N“夜空猎手”和卡-50“黑鲨”、法德联合研制的HAD“虎”式以及意大利A129“猫鼬”武装直升机。

2 武装直升机关键技术从武装直升机的技术发展历程来看，各国主要是针对武装直升机的本身技术性能以及直升机载武器系统进行不断提高和更新换代。

其目的就是在加强武装直升机的战场生存能力和提升武装直升机的精确打击能力两方面有所突破。

2.1 隐形技术所谓隐形就是运用各种手段降低攻击直升机自身的信号特征使之难以被敌方目视、雷达、声学和红外等探测方法发现、识别、跟踪和攻击，从而提高自身的生存力及对敌袭击的突然性。

从隐形技术的实现途径分，武装直升机的隐形技术包括目视隐形技术、雷达隐形技术、红外隐形技术和声学隐形技术等[2]。

(1)目视隐形技术在武装直升机的设计上可以通过减小机体外廓尺寸、表面涂伪装色和减少反光等方法来降低直升机的目视可探测性。

减小外形尺寸、缩小旋翼直径、采用单座椅或阶梯式纵列双座椅的窄机身设计，使机身细长，可减少被敌方发现的概率；在机身上涂伪装漆可使直升机的色彩与飞行背景相接近，当其在树林、草地和沙漠上空飞行时，就会淹没在背景中而不被发现。

(2)雷达隐形技术雷达是探测直升机的最主要装备，对武装直升机的威胁最大。

因此，雷达隐形技术是直升机隐形的核心内容。

目前，衡量雷达隐形性能好坏的主要技术指标是雷达反射截面积(RCS)，要减小被雷达发现的距离，应尽量降低直升机的RCS。

采用隐形外形设计和隐形材料是降低直升机RCS的有效手段。

武装直升机采用由多面体和曲面组成的窄机身设计，采用可收放式起落架、内置式弹舱，广泛使用雷达吸波材料和复合材料，在桨彀和桨叶根部加装整流罩，把发动机包藏在机身内，将进气口设计成菱形等，这些措施都可大大降低直升机的RCS。

(3)红外隐形技术直升机在飞行中，尾喷管向外排出大量高温气体，这是直升机最主要的热辐射源，很容易被敌方的红外探测系统发现，并受到跟踪、攻击。

在海湾战争中，美军所损失的20多架飞机中，仅有3架为雷达制导导弹所击中，其余均被红外制导导弹击中。

在当今战场上，对攻击直升机威胁最大的就是红外制导导弹。

新型武装直升机的发动机设计中均设有红外抑制装置，以降低直升机的红外特征，提高作战生存力。

(4)声学隐形技术源于直升机旋翼、尾桨和发动机的噪声也是容易被敌方探测、跟踪的主要特征信号。

尽量减小直升机噪声，达到声学隐形的目的，也是直升机隐形的一个重要方面。

通过采用大截面根尖比的多片主桨叶、桨尖后掠的低噪音旋翼系统；低噪音的动力装置；无尾桨设计；可消除旋翼与尾桨气流干扰的涵道式尾桨等措施都可以提高直升机的声学隐形能力。

目前世界一些先进的武装直升机，如“阿帕奇”、米-28、卡-52和“虎”式等，都在不断提高其隐形性能，一般都采用局部措施降低可视性、减少红外特征，使之难以被敌方雷达、红外等探测方法所发现、识别、跟踪和攻击，从而提高了战场生存能力。

作为美军最先进的RAH-66“科曼奇”是世界上第一种隐形直升机，被称为“隐形杀手”。

它把红外线抑制技术综合运用到机体中。

此外，还具有对雷达探测隐形、对目视隐形和对声学隐形，保护直升机不受任何武器的攻击。

2.2 防护技术武装直升机作为进行低空/超低空的武装力量，在有效攻击敌方空/地目标的同时也常常受到敌方武器的攻击，为了提升其生存能力，在设计之初，除了采用隐形技术来加以保护之外，也会采用抗弹击技术以提高武装直升机的弹伤容限[2]，其目的是在武装直升机一旦被击中后确保不易被破坏或破坏较轻。

(1)采用抗弹击材料现代武装直升机几乎无一例外地采用抗弹击材料来设计其系统、部件和零件。

例如，在驾驶舱的上方、前方、两侧及两舱之间加装防弹玻璃；在驾驶舱下部和地板上加装防弹装甲；在座椅底部、两侧及靠背加装复合材料装甲；在其升力系统大量使用复合材料来提高抗弹击能力；在发动机、燃油系统、滑油系统及其重要管路加装防弹装甲或采用特种材料。

(2)采用余度设计现代武装直升机的操纵系统、供电系统及滑油系统等都采用了余度设计。

其目的就是使得多路传载(或信号)结构．(或系统)中，如果一条线路被破坏，结构(或系统)仍能承受使用载荷(或功能)，而不至于发生进一步失效而危及飞行安全。

2.3 抗坠毁救生技术武装直升机在严重损伤坠落时通过特殊的设计，可以提高击落后保证飞行员幸存能力，一般设计阶段就要考虑到使起落架、机身底部、座椅、机头、旋翼支撑结构、短翼、发动机舱等组成的系统具有“吸能”作用，用以吸收冲击能量。

以降低飞行员所受到的坠落冲击。

目前比较有效的救生方式有三种：一是依靠直升机旋翼自转着陆；二是提高直升机的抗坠毁能力；三是采用火箭牵引救生技术。

另外一项保证飞行员安全的重要措施就是采用弹射救生技术，即在武装直升机坠落时，通过爆炸螺栓将主旋翼与机体脱离，同时抛掉座舱盖，然后利用弹射座椅弹射跳伞逃生。

2.4 光电技术武装直升机是一个各组成部分合力发挥整体作战效能的系统，其突出的作战优势不仅来源于直升机平台的设计（结构、材料、升力系统等），还依赖于内部超强综合航电、飞控、战斗指挥等系统的支持。

近年来，光电技术获得了飞速发展，出现了很多新技术和新概念，其在武装直升机的应用也最大限度的发挥现有武器装备的作战效能。

光电技术是一项涉及信息获取、传输、处理、显示、利用与对抗等综合性技术。

其可能应用于武装直升机中的光电技术主要有：分布式孔径系统、图像融合技术、粗精组合稳定技术、IRST/EOS 组合技术（IRST：红外搜索跟踪系统；EOS：光电系统）、高性能光电传感器、定向红外对抗系统、多光谱/超光谱技术、多目标指示与攻击、激光协同作战等[4]。

直升机光电系统目前具有代表性的主要有瞄准线稳定系统、侦察系统、夜间飞行导航系统、光电对抗系统等。

目前各国武装直升机都装配了相应的光电系统，如AH一64D“长弓阿帕奇”武装直升机的“箭头”稳瞄系统、Ka-50装配由Arbalet-50雷达和Samshit-50电光传感器组成。

美国海军陆战队装备的武装直升机“眼镜蛇”系列，如AH-1Z型武装直升机装备由LMMFC公司新研制的AN／AAQ-30“鹰眼”(Hawkeye)目标瞄准系统(TSS)。

HAD在其旋翼主轴顶端安装了桅杆式瞄准具，内含电视、前视红外和激光测距等，其特点是完全被动式，不易被察觉。

另外，美国研制的最新型武装侦察直升机RAH-66“科曼奇”其装备的EOSS稳瞄系统就装有当前最高水平的各种光电传感器，同时还在飞行员头盔装配头盔综合显示瞄准系统（HIDSS），其像素能达到SXGA级（1280×1024），具有35°×52°大视场，以及双目镜双物镜光学系统；2.5 机载武器系统技术武装直升机的“杀手锏”武器主要有：空空导弹、反坦克导弹、航空火箭、航空机关炮和机枪等。

如果执行反潜任务，则可挂载反潜鱼雷和深水炸弹[1]。

空空导弹是武装直升机挂载的重要武器系统之一，其主要作用是保护本机在空中的安全并具有对空中敌对目标实施打击的能力。

空空导弹具有攻击范围大、离轴性能好、精度高等特点，目前国外武装直升机装备的空空导弹基本上是由固定翼飞机使用的近距空空导弹（如美国的“响尾蛇”AIM-9L、法国的“魔术”1/2、俄罗斯的“蚜虫”AA-8等）以及便携式地对空导弹（如美国的“毒刺”FIM-92、俄罗斯的SA-14、法国的“西北风”等）发展而来，还没有专为武装直升机空空作战而设计研制的空空导弹。

空地导弹是武装直升机对地面目标如敌对坦克（装甲）目标实施打击的重要武器，因此有时也称为反坦克（装甲）导弹。

从制导原理来看，空地导弹可分为激光半主动空地导弹、图像制导（TV/I2R）空地导弹、毫米波制导空地导弹等[参考：直升机载武器系统发展趋势分析]。

其代表型号美国的“陶”（TOW）BGM-71、“海尔法”（Hellfire）AGM-114、法国和德国联合研制的“霍特”（HOT）、俄罗斯的“猛袭”A T-6/AT-9、“旋风”AT-12/AT-16等以及采用红外成像制导装备“虎”式（HAD）武装直升机的“特里加特”（TriGAT）反坦克导弹、采用毫米波雷达制导装备美国AH-64D“长弓阿帕奇”的“长弓海尔法”AGM-114L以及英国的“硫磺石”（Brimstone）等。

航空火箭弹不仅是武装直升机对地攻击的重要武器，而且还可通过拦射等方式进行空空作战，其特点是威力比机枪(炮)大，并且可齐射和连射，在短时间内发射大量弹药压制目标；成本低，可以采用多种战斗部，配以不同的引信，攻击地面多种目标；结构简单，不怕干扰。

但航空火箭弹最大的缺点是散布较大，命中精度较低，比较适合攻击面目标，对点目标的攻击效果较差，这主要是因为火箭弹装药不均匀造成的“推力失调”和飞离发射器时弹体挠性大造成的“偏摆”现象的结果，此外还有火箭弹发射初速较低，直升机悬停或低速飞行时的旋翼下洗流场对其弹道有较大影响，所以为稳定弹道，武装直升机发射的火箭弹多采用旋转飞行方式。

现代武装直升机使用的主要是57mm、68mm、70mm和81mm口径的火箭弹。

[5]航空机枪(炮)是武装直升机空空作战和对地攻击的主要武器，具有射速高(每分钟可发射数百发甚至数千发弹药)、可靠性好(故障率一般在O.2％以下)、重量轻(普通为几十至一百多千克)、操纵简便(按发射电钮即可)、构造复杂、命中精度较好和造价高等特点，其作战性能的优劣对武装直升机的作战效能产生重要的影响。

3 未来武装直升机技术发展趋势武装直升机在近几次局部战争中发挥了令世人瞩目的作战能力，如何提升武装直升机自身防护能力的同时实施精确打击是摆在我们面前重要的课题。