Ka-50武装直升机详解（第2章共8章）

Ka-50武装直升机详解（第2章共8章）
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卡-50——新一代战斗直升机
概念的论证和寻找技术解决方案
到1970年代中期，苏联空军领导层认为，米-24运输和战斗直升机不能完全满足军队的要求。

创造多用途直升机的尝试导致了飞行器的质量和飞行性能的恶化，并因此降低了其战斗力。

除此之外，在1972年底，美国开始了AAS计划的工作，这导致了贝尔409（UAS-63）和休斯77（UAS-64）攻击直升机的诞生。

在这方面，1976年12月，CPSU中央委员会和苏联部长会议通过了一项关于发展新一代攻击直升机的决定，其中规定在UVZ继N.I. Kamov和Mil Mil莫斯科直升机厂之后，在竞争基础上创建样品并进行进一步的比较测试。

在这项工作开始时，是一个实验设计局已经有了设计旋翼机的坚实经验。

米尔设计局成立于1947年12月，根据国内外军用攻击直升机的运行结果，米尔设计局走的是建造双座飞行器的道路，飞行员和领航员/操作员之间的驾驶和武器功能分离。

这一概念与美国人的概念有很大不同，美国人建议在不同的、装备完全相同的驾驶舱内安排两名飞行员。

计划中的直升机被命名为 "产品280"，后来又被命名为米-28，它的设计反映了受"阿帕奇 "原型机时实施的技术解决方案的一些影响。

卡-10轻型联络直升机
卡-15 多用途直升机
卡-22 实验型旋翼机
卡莫夫设计局于1948年10月重新成立，此前，以卡莫夫为首的一群爱好者成功展示了轻型单座同轴旋翼直升机卡-8。

从那一刻起，同轴旋翼就成了公司的一张名片。

1949年8月30日进行了Ka-10的首次飞行，这是一种用于舰载通信和观察的直升机。

在15架这种型号中，苏联海军首次组织了海军舰载直升机飞行员的培训和战斗训练，其结果是获得了在军舰上使用直升机的宝贵经验。

1953年4月14日首飞的双座直升机卡-15--第一种大规模生产型。

1956年，在其基础上开发了多用途的四座卡-18。

1960年4月20日，横向方案的卡-22旋翼机出现在试验中--这是一种全新的飞机，结合了直升机和飞机的优点，能够给米-6带来竞争。

卡-22旋翼机被投入批量生产，但在1964年的两次坠机灾难之后，该机被终止了。

1961年，俄罗斯开始测试卡-25--苏联的第一架反潜直升机。

1965年8月18日，卡-26八座多用途直升机进行了首次飞行。

它的批量生产在库默陶直升机厂启动（共生产了825架直升机）。

卡莫夫的卡-26成为最广泛的型号，出口到11个国家。

70年代初，设计局开发了卡-27重型多用途攻击直升机，用于装备新的航空母舰。

卡-27原型直升机于8月8日进行了首飞，并于1973年12月24日进行了首次飞行。

1973年12月24日，尼古拉-伊里奇-卡莫夫无缘见证他的新型号的飞行--他在首飞前一个月去世了。

卡-25反潜直升机在巡洋舰的飞行甲板上。

卡-27重型反潜直升机
卡-29 运兵和火力支援直升机。

卡-27成为N.I.卡莫夫设计的巅峰之作。

就现代技术的集中和瞄准、导航和战斗任务的自动化而言，该直升机在国内的实践中没有类似的技术。

后来，在卡莫夫的学生，总设计师S.V.米赫耶夫的领导下，在这种极其成功的设计基础上创造了许多直升机，其中之一是海军战斗运输机卡-29，它的飞行性能比米-24要好一些，被海军采用。

因此，卡莫夫设计局参加了军用战斗直升机的竞争，拥有设计复杂的反火力搜
索和攻击综合体的经验，可靠的原始同轴支持方案的设计，以及发达的先进技术工艺。

该公司在设计军用直升机方面也有一些经验。

1966年，在与米尔设计局的竞争框架内，在海军卡-25的基础上创造了运输和攻击直升机，卡-25F项目得到了发展。

但后来人们认为更有希望的是后来的米-24。

在60年代末，卡莫夫提出了一个全新的项目，B-50战斗直升机。

开发工作是在副总设计师IA Ehrlich的领导下进行的，他在他的时代创造了著名的直升机纵向方案雅克-24。

B-50是有纵向位置的传动轴承。

该型号的估计速度为每小时400公里。

在70年代中期，开发了一种具有交叉转子布置和附加推力螺旋桨的B-100旋翼机的设计，其显著特点是在所采用的科学和技术解决方案中具有高度的新颖性。

不幸的是，这两项发展都注定不会成为实物。

被命名为V-80的新型陆军型号的设计工作于1977年1月开始。

1966年的卡-25F火力支援直升机模型（机组人员为2人；可载8名士兵；武器装备是GSh-23双管旋转式航炮）。

1969年的V-50战斗直升机模型，纵向座舱设计
作战直升机的主要任务是在战场上和临近战区摧毁军事装备，主要是坦克。

仿真结果显示，在自主目标搜索中，由于长时间停留在敌方防空火力密集区，米-24直升机生存和执行作战任务的机会几乎降至零。

在这些条件下有效地运作，只能是直升机，联合系统的目标，接收关于敌人的航空和地面情报手段的信息。

因此，新的攻击直升机上必须有外部目标指定系统，这将使它成为空地侦察打击综合体的打击元素。

在没有获得外部目标的情况下，也可以从对方防空武器的有效射程外攻击地面目标。

因此，定义该项目概念的基本假设得以实现--飞行员必须了解战场上的情况，并有选择地"在目标上作战"，在特定时刻摧毁有必要摧毁的东西。

在确定新飞机的形状时，考虑了不同的直升机空气动力学方案：羽翼型、旋翼型，当然还有同轴型。

单螺旋桨方案作为替代方案一般不被考虑，因为战斗中的生存能力很低：局部战争的经验表明，直升机的战斗损失有很大一部分是由尾桨的损坏、加载的尾翼、长的控制线和复杂的传动装置造成的。

横向方案和旋翼的设计被认为是不可接受的，因为其重量和尺寸特性不能令人满意。

设计师们选择了"专有"的设计局同轴方案。

与传统的螺旋桨转向方案相比，它的优势毋庸置疑。

尾翼没有动力损失（10...12%），以及同轴主旋翼在飞行速度达到100公里/小时时的更高效率（15%），在发动机功率相同的情况下，允许负载系统的更高推力（30%）。

这使静升限增加了1000米，垂直爬升速度增加了一倍。

正是这些速度和极低的飞行高度是现代攻击直升机从障碍物、掩体和伏击物后面攻击地面目标时的战术基础。

因此，同轴攻击直升机将明显优于竞争对手的单
旋翼旋翼，特别是在山区地形和高空气温度下。

空气动力对称，控制通道缺乏交联，使驾驶更容易，这在靠近障碍物的低空飞行时尤为重要，这使直升机在战斗中隐藏起来。

这样的飞行器在整个飞行速度范围内有相当大的滑行角度、角速度和加速度范围。

相对较低的惯性矩是同轴直升机紧凑性的结果，它提供了有效的控制。

由于尺寸小，同轴直升机的雷达和视觉能见度较低。

V-100战斗旋翼机模型，带推进式螺旋桨，1975-1976年设计
航空作战系统的主要组成部分之一是航电设备和武器系统。

由于恶劣的操作条件对航电设备提出了更高的要求，以及元件基础的一些不完善，苏联产的航电设备的重量比美国同类设备更重。

更重的航电设备，意味着直升机的重量的增加，因此，飞行性能将非常难实现。

直升机的轻量化以及因此而实现的更高的飞行性能将通过一个真正革命性的解决方案来实现：机组人员将不包括突击队员及其所有的保护和生命支持设备。

使用攻击机和战斗轰炸机的经验证实了制造单座攻击直升机的可能性，在这些飞机上，飞行员结合了飞行员和导航员的职能。

单座直升机概念的基本原理可归纳如下：为了减少敌方防空系统击中的概率，进入目标区域的高度极低（5米至50米）。

使用米-24的经验表明，在这个阶段只有飞行员操作，因为在这样的高度上，
导航员-操作员实际上是不可能导航的。

在进入目标区域后，为了探测和攻击，飞行员必须获得高度：在平坦的地形上，要获得4公里的射程应该至少是35米至70米飞行高度，而在丘陵地带应为100米至245米的飞行高度。

在这个距离上，如果飞行员没有独立于他的观察和瞄准系统，他就无法帮助导航员-操作员寻找目标。

卡莫夫的设计师认为，在自动搜索和跟踪目标的情况下，从根本上说，一名飞行员就可以履行飞行员和领航员/武器操作员的职能，不会产生过度的心理和生理压力。

应该指出的是，卡莫夫公司在1977年就提出了在直升机上实现战斗过程自动化，这是基于他们自己在为海军设计的直升机上创建此类系统的独特经验。

卡-25和卡-27已经能够对几百米深的水下自动搜索，解决直升机制导任务，并通过自动交换敌人的信息组织直升机的小组工作，等等。

减少机组人员不仅可以使直升机重量大大减轻，而且可以减少飞行人员的培训费用，减少战斗条件下的损失，即大大节省维修费用。

1975-1976年在V-80初步设计阶段建造的双座战斗直升机模型
单座战斗直升机的概念开始逐渐出现，尽管对机组成员数量的意见还远未明确。

对技术解决方案的寻求最终导致在GosNIIAS和TSNIITM研究院建立了半自动模拟台。

在卡-29生产型驾驶舱的基础上，建立了一个模拟单人驾驶舱的飞行实验室。

在该项目提出时，测试结果已经证实了制造单座战斗直升机的可能性。

因此，对拟议解决方案的可行性的疑虑消失了。

同时，总设计师S.V. Mikheev指出："没有必要证明一名飞行员比两名飞行员更好用，没有必要证明不可证明的事情。

但是，如果我们的直升机上的一名飞行员能够做到竞争对手
直升机上的两名飞行员必须做到的事情，这将是一场胜利。

因此，战斗直升机上的一名飞行员是新设计的第二个基本假设。

列宁格勒研究和生产协会在为远程和前线飞机建造功能连接的综合设备方面拥有丰富的经验，承担了单座直升机瞄准和导航系统（SPSS）的开发。

减少战斗损失的一个方法是实施"长臂"原则，即为飞机配备比潜在敌人的防空系统射程更远的武器。

9A4172反坦克制导导弹被定型为V-80的主要武器。

该导弹的一个显著特点是它的激光驾束制导系统，以前在地面部队的 "卡斯特"、"堡垒"、"反射"、"谢克纳 "和 "斯维尔 "反坦克导弹系统中使用（这些导弹是在苏联科学院相应成员A.G. 希普诺夫下士的领导下由同一设计局开发的）。

该导弹的发射距离超过了西方近程防空导弹的有效范围。

激光驾束制导系统与自动目标跟踪系统相结合，保证了较高的射击精度，不受射击距离的限制。

激光束系统的辐射功率，比国外预警系统的操作阈值功率低一个数量级，确保了应用的高度隐蔽性。

采用接触式和非接触式引信，与大威力的战斗部相结合，使该导弹能够以有限的机动性对付装甲车辆和空中目标。

能够在没有飞行员参与的情况下进行目标跟踪和导弹制导的瞄准系统的开发工作，被分配给克拉斯诺亚尔斯克机械厂。

该企业在开发瞄准系统方面有丰富的经验，特别是，该企业还研制了电视自动瞄准系统，可同时用于苏-25T攻击机和V-80攻击直升机。

维克尔（AT-9）反坦克导弹发射器、UPP-800挂架和B-8V20A 火箭弹发射器
在单座战斗直升机的设计过程中，特别注意了航炮装置的选择和布局。

设计局的设计师们选择了由V.P.格里亚泽夫领导的图拉仪表设计局开发的30毫米2A42单管速射炮，该炮是为坦克装甲车设计的，用
于步兵和伞兵战车。

在直升机上安装"坦克"速射炮而不是通常的航炮的决定最初没有被客户和工业机构采纳（顺便说一下，直到1980年2月还在考虑为米-28直升机安装航炮的方案）。

然而，卡莫夫的设计师认为在直升机上使用2A42速射炮是合理的。

它有一个双路供弹带，可以根据目标的类型选择所需的弹丸类型（穿甲弹或爆破燃烧弹），因此可以更经济地消耗弹药。

还有反坦克制导导弹，一门用于中近射程的大威力高精度的火炮--这是V-80设计中采用的第三个假设。

BMP步兵战车的火炮能够在多尘的环境中可靠地运行，非常适合在直升机上使用，因为它具有在多尘环境中从极低的高度开火的操作特点，而且可以在维修能力有限的未铺装的地区射击。

炮口初速（960-980米/秒）确保了高精确度和装甲穿透力（穿甲弹在1500米的距离上以与法线成60°的射角可以击穿15毫米的钢装甲板）。

尽管有这些积极的特点，但是坦克用速射炮有一个严重的缺点：它的重量比类似的航炮要重得多。

设计师们面临着以下任务：把速射炮安装在直升机上，以便保留其优势--射击的高精确度--并弥补其缺点。

计算表明：如果把速射炮安装在机头炮塔中，后坐力会对直升机产生很大的影响，首先需要对机身结构进行重点加固，其次会降低射击精度。

另外也不可能将速射炮安装在机身下面，因为不允许增加机身的总高度。

最后决定将其安装在机身右侧的重心附近--在机身最坚固的地方。

这种安排减少了后坐力对直升机的影响，并提供了尽可能高的射击精度，比使用同样2A42火炮的米-28直升机的射击精度高四倍，比使用M230航炮的美国AH-64A高三倍。

在这种情况下，对速射炮旋转角度的限制被同轴直升机在整个飞行速度范围内进行转弯的能力所补偿，其角度速度等于现有航炮的旋转速度。

因此提供了沿直升机机身的方位角将速射炮指向目标的可能性。

为速射炮选择了液压跟踪推杆，与米-28使用的电动推杆不同，它具有更高的速度和更低的重量，此外还可以减少射击时的部分振动，并且由于功耗低，在运行期间不会使直升机的电力网络 "饱和"。

弹药箱安装在机身顶部，与米-28相比，可以将弹药增加一倍，并放弃了柔性弹带--这是造成射击卡壳的一贯原因。

BMR-2步兵战车上的2A42速射炮
2A42安装在V-80的02号机的NPPU-80支架上。

为了研究位于驾驶舱附近的炮口在射击时对直升机结构的影响，仪表设计局进行了地面试验。

在现有的2A42速射炮的试验台上，一门全尺寸的V-80的速射炮被安装在BMP上。

除了测量压力、振动和其他参数的仪器外，仪器专家还使用了"自制"的评估方法：例如，他们检查了留在仪表板边缘的扳手在射击时是否会掉落。

试验证明，有可能在炮口离飞行员很近的地方--只有在枪口制动器真正压在驾驶舱玻璃上时，驾驶舱玻璃才会破碎。

除了反坦克导弹和速射炮之外，军方还想在直升机上安装一些其他武器系统。

我们必须向总设计师致敬，他立即断然拒绝了安装"反人类"的武器的要求--例如枪炮合一的直升机炮塔，在射击人员方面相当有效，但维护起来极其耗费人力。

米赫耶夫认为，战争中昂贵的攻击直升机应该有更值得攻击的目标：坦克、野战工事、防空设施、敌方直升机，而搜索和摧毁小股部队的任务可以由更便宜的武器来完成，如米-8。

但是可挂载武器的范围被火箭弹发射器、"空-地 "制导导弹、UPK-23-250航炮吊舱、炸弹、KMGU轻武器吊舱以及未来的空对空导弹所扩大。

应该指出的是，虽然军方没有提供直升机空战的战术规范，但在卡莫夫设计局，从设计之初就考
虑到了这种可能性。

GosNIIAS创建了一个半自然的展台，模拟Ka-50与直升机和敌机的空战。

除了卡莫夫试飞员E.I. Laryushin和G.N. Shishkin之外，研究还在"竞争对手"苏霍伊设计局的试飞员的参与下进行。

Mi-28的2A42速射炮的支架，侧面是两个弹药盒，组合成了炮塔
直升机设计中最重要的工作领域之一是提高其战斗生存能力。

考虑到这一点，卡莫夫设计局对V-80的武器系统的保护超过世界上现有的所有战斗直升机--这是选定概念的第四个前提。

由于更紧凑的同轴直升机比AN-64A和Mi-28的传输单元和控制线路的尺寸更小，任务变得更容易。

它完全没有脆弱的尾翼，没有中间和尾旋翼的控制杆。

只有一名机组人员的存在使飞机有了更大程度的保护。

在V-80发展过程中实施的生存能力措施包括：+将发动机放置在机身两侧，这就排除了它们同时被一发弹药打坏的可能性。

+在多种模式下用一个发动机继续飞行的可能性。

+使用钢铝组合装甲和防弹玻璃对飞行员舱进行保护。

+液压转向系统舱的装甲和屏蔽。

+用不太重要的零件来保护更重要的零件。

+用聚氨酯泡沫填充燃料箱并对其进行保护。

+复合材料的应用确保了结构件在受到撞击时的可操作性。

+创建双环形叶片结构。

+控制杆的直径增大，并将其大部分置于装甲舱内。

+电源组和与燃料箱相邻的舱室的防火保护。

+确保油系统故障后30分钟内变速器的可操作性。

+冗余和分配车载供电系统、控制电路等。

+有可能应用飞行员的个人保护手段：飞行员的弹射座椅。

仪表、部分控制线路以及瞄准和
导航系统的元件被放置在一个全装甲的机舱内。

装甲由间隔的铝装甲板组成，总质量超过300公斤。

还考虑过陶瓷装甲板，但在现场实验后被放弃了。

尺寸为100x100毫米或200x200毫米的陶瓷瓦片在单次撞击的情况下提供了比钢制装甲更有效的保护，但不仅受损的陶瓷装甲板会粉碎裂开，其附近的几块陶瓷装甲板也会裂开。

金属装甲板被引入到机身的动力结构中，这在一定程度上减轻了整机的重量。

后来的测试证实，在一系列12.7毫米的子弹和甚至20毫米的炮弹击中侧面时，飞行员的保护是有保证的。

V-80每个飞行员的装甲总重量为300公斤（作为比较，美国阿帕奇直升机的相同指标为90公斤。

V-80设计的一个具体而关键的元素是飞行员弹射系统。

在一般设计者看来，它的必要性是由以下事实决定的：攻击型直升机的主要价值是一个有经验的飞行员。

直升机旋翼在特殊测试中被12.7毫米的子弹打坏
被大口径机枪的穿甲弹击中后的装甲
这是世界上第一种直升机弹射座椅系统，是在苏联科学院通讯院士G.I. Severin的领导下在NPO Zvezda开发的，该公司为航空和航天开发弹射系统和设备。

早些时候，这套系统在米-4和S-67直升机上进行了测试，但只有塞弗林的团队能够将该系统完全发展到可运行状态。

过去和现在都有人怀疑直升机上是否需要弹射系统，但很明显，它的存在给了飞行员在战斗中的信心。

而如果我们考虑到陆军型直升机往往在低空和极低空飞行，紧急逃生的时间极其有限，就很难低估其重要性。

事实上，在所有拯救飞行员的手段中，只有弹射系统能在直升机的所有操作模式中提供救援。

在设计V-80时，任务是在紧急情况下和其他方面保护飞行员。

其解决方案是由以下方面提供的：-底盘和机身设计能够在直升机紧急降落时吸收重压。

-机舱的配置和设计，排除了在地面撞击的情况下内部体积改变超过10-15%的情况，以及在机舱的支架被破坏的情况下，其他零件进入机舱的可能性。

-燃料系统设计，排除了直升机坠落后起火的可能性。

直升机部队的作战行动的有效性在很大程度上取决于直升机的作战性能、地面支援手段。

在设计V-80的过程中，这个问题在设计的早期阶段就得到了关注。

来自国防部飞机维护和修理研究所（NIIERAT）的专家积极参与了这项工作。

在建立直升机的维护系统时，特别是考虑到其在准备好的野外场地上自主维护的可能性。

因此，卡莫夫设计局最终形成了新型攻击直升机V-80的概念：单座同轴旋翼高机动性直升机，拥有强大和多样化
的武器，其射程范围应超过潜在敌人的火力对抗系统的射程。

其目的是为直升机配备一套复杂的航电设备，具有高水平的自动化，以提供其高战斗力和生存能力，飞行员在紧急情况下的生存能力，以及在没有准备的基地长期驻扎。

直升机必须成为部署-打击综合体的一部分，包括航空和地面侦察及瞄准设备。

1975-1976年在V-80初步设计阶段制作的第一种单座攻击直升机的模型，带有自动调整机翼和不可旋转的航炮。

那时，苏联已经有了采用竞争的方式制造直升机的经验。

1950年，为了满足空军的要求，雅克夫列夫设计局（A.S. Yakovlev）设计了雅克-100，而米尔设计局设计了GM-1（米-1）。

在飞行和技术数据几乎相同的情况下，军方优先选择了米-1。

在50年代后期的竞争中，建造了米-6直升机和卡-22旋翼机。

米-6直升机最后获得了订单。

1968年，在一次前卫项目的竞争中，空军的第一个陆军攻击直升机研究所优先选择了卡-25 F，但最后的决定是，这一次是支持米尔设计局的米-24攻击直升机。

卡莫夫公司的管理层在分析了形势后，得出了结论，即有必要提前为即将到来的竞赛做准备。

需要采取非标准的方法来设计这种未来的直升机，并联合企业的团队。

其中包括由A.G.希普诺夫领导的仪器设计局，由V.M.萨贝尔尼科夫领导的中央精密工程研究所。

该项目还得到了GosNIIAS负责人E.A. Fedosov的支持。

在国防部方面，高度自动化的V-80项目得到了国防部30个中央研究院的批准。

这一阶段的工作是由当时年轻的设计局总设计师米赫耶夫亲自监督的。

新直升机的主要对手被认为是美国的AH-64A "阿帕奇"。

与它竞争是
非常困难的任务，而解决这个问题就是与米-28竞争。

摆在米赫耶夫团队面前的目标之一是赢得比赛的每一个阶段，因为不清楚它可能在哪个阶段结束。

此外，米赫耶夫寻求及时吸引有进步思想的军事专业人员，他们将能够评估该项目的前景，因为无论其创造者对自己的设计有什么感觉，客户--空军测试和作战单位的专家--有最终决定权。

V-80单座战斗直升机的总体布局（第一个设计型号）。