阿帕奇直升机工作原理
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阿帕奇直升机工作原理
阿帕奇是美国军械库中主要的武装直升机。其他国家/地区,包括英国、以色列和沙特阿拉伯,也为其部队配备了阿帕奇。
第一款阿帕奇直升机由休斯直升机公司在20世纪70年代设计,并于1985年开始服役。美军正逐渐用更先进的长弓阿帕奇AH-64D取代最初设计的AH-64A阿帕奇。1984年,麦道公司收购了休斯直升机公司;1997年,波音公司与麦道公司合并。现在,阿帕奇直升机由波音公司制造,而总部位于英国的GKN韦斯特兰直升机公司则制造英系阿帕奇——W AH-64。
阿帕奇直升机是战争史上的一次革命。它就像一部飞翔的坦克——一架能够抵御猛烈的攻击并重创对手的直升机。无论白天还是晚上,无论天气条件多么恶劣,它都能瞄准特定目标。它是一种令地面部队望而生畏的武器。
本文将介绍阿帕奇那令人称奇的飞行系统、武器系统、传感器系统以及装甲系统。分开来看,每个系统都属于尖端技术。而当它们组合在一起时,就构成了一件难以置信的武器——迄今为止最具杀伤力的直升机。
就其核心功能来说,阿帕奇和其他任何直升机的工作方式几乎一样:有两个螺旋桨,带动多个桨叶旋转;桨叶像飞机的机翼一样翘起;螺旋桨旋转时,桨叶产生上升力
最新的阿帕奇直升机装备有两个通用电气T700-GE-701C涡轮轴引擎,每个引擎的功率大约为1,700马力(1249.5千瓦,1马力=0.735千瓦),分别驱动一个传动轴,而传动轴和一个简单的传动箱相连接。传动箱将旋转角度改变大约90度并将动力传递给传动装置。传动装置将动力传递给主螺旋桨和通向尾部螺旋桨的一根长轴。螺旋桨已经过优化,可以提供普通直升机所不具备的高灵活性。
桨叶的核心结构由五个称为“桁条”的不锈钢臂组成,由一个玻璃纤维骨架包裹着。每个桨叶的后缘都覆盖有坚硬的石墨合成材料,前缘由钛制成。钛非常坚硬,经得起树枝和其他较小障碍物的剐蹭,这有助于阿帕奇进行贴地飞行(沿着地表巡航)。为了悄悄地逼近目标或躲避攻击,阿帕奇时常需要贴地飞行。尾翼可协助阿帕奇在贴地飞行或盘旋时保持平稳。
为了方便运输,阿帕奇的桨片和机翼被拆卸下来
基于上述介绍,您可能会说,阿帕奇只不过是一架高级直升机罢了。这就像把詹姆斯•邦德的阿斯顿•马丁战车说成是高级轿车一样荒谬。事实上,正如下面各节所述,阿帕奇直升机先进的武器系统将其归入了一种完全不同的类别。
海尔法导弹
阿帕奇的主要作战任务是摧毁地面的重装甲目标,如坦克和碉堡等。如此强大的摧毁力需要有重型火炮;而要直升机做到这一点还需要极其精密的瞄准系统。
阿帕奇的主要武器“梅尔法”导弹可以满足这种需要。每一枚导弹都是一个拥有自己的制导计算机、操纵系统和推进系统的小型飞行器。它有效装载的高爆铜罩装药弹头足以穿透目前最厚重的坦克装甲。
一架阿帕奇直升机在演习中发射两枚海尔法导弹
阿帕奇携带的导弹装在与机翼上的外挂架相连的四个发射滑轨上。每个机翼有两个外挂架,每个外挂架又可携带四枚导弹,因此阿帕奇一次可以装载多达16枚导弹。在发射前,各导弹直接从直升机计算机接收指令。当计算机发送开火信号时,导弹就会引燃推进剂。一旦推进剂的推动力达到大约500磅(225公斤,1磅=0.45公斤),导弹就会脱离发射轨。当导弹继续加速时,加速度产生的力量将触发解除保险装置。当导弹接触到目标时,撞击感应器就会引爆弹头。
最早的海尔法导弹设计使用激光制导系统来命中目标。在该系统中,阿帕奇的炮手使用高强度激光束瞄准目标(有时由地面部队操作激光)。激光按特定的编码模式进行脉动开关。
每个发射轨可携带四枚海尔法导弹
在发送开火信号之前,阿帕奇机载计算机会将特定的激光脉冲模式告知导弹的控制系统。导弹前端有激光扫描器,可探测出目标反射回来的激光。这样导弹
就可以知道目标所在位置。激光导航系统会计算导弹需要向哪个方向偏转,从而使导弹不偏不倚地迎上反射回来的激光。通过移动导弹的飞翼,导航系统就可以改变导弹的路线。这和飞机的导航基本一样。
激光制导的海尔法导弹虽然非常有效,但也存在一些明显的缺陷
云层或其他障碍物可能会遮挡激光束,使激光束无法到达目标。
导弹穿过云层时可能会丢失目标。
在导弹接触到目标之前,直升机(或地勤人员)必须保持激光锁定在目标上。这意味着直升机必须暴露在外,因而容易受到攻击。
长弓阿帕奇直升机上使用的海尔法II型导弹则克服了上述缺点。这种导弹使用雷达追踪器来代替激光追踪系统。直升机上的雷达负责定位目标,而导弹则负责瞄准目标。由于云层和障碍物不会阻碍无线电波,所以导弹更容易找到目标。另外,由于不使用激光聚焦目标,直升机可以在发射导弹后立即躲藏起来。
火箭和链式枪
阿帕奇通常用两个海德拉火箭发射器取代两枚海尔法导弹。每个火箭发射器装有19个存放在发射筒中的2.75英寸(6.99厘米,1英寸=2.54厘米)可折叠翼火箭弹。发射火箭时,火箭发射器触发火箭筒后部的点火装置。阿帕奇的炮手可以一次发射一枚,也可以成批发射。当火箭离开发射器后,其侧翼会展开,从而起到平衡的作用。
AH-64A阿帕奇直升机上的海德拉火箭发射器(右)和海尔法导弹发射滑轨(左)
火箭会使用不同的弹头。例如,弹头装载的可能是高能炸药,也可能只是产生烟雾的材料。还有一种配置是携有若干炸弹的弹头。这是一种从火箭上弹射开并从空中冲向地面目标的小炸弹。
对于近距离目标,枪手可以用一门安装在直升机机鼻下方的旋转枪架上的M230 30毫米口径自动机关枪进行射击。机枪手利用座舱内的高精度计算机系统进行瞄准。计算机控制液压系统上下左右移动和旋转枪架。
AH-64A阿帕奇上的M-230A1型30毫米口径自动机关枪
自动加农炮为链式枪设计,并装配有电动马达。马达使链条转动,链条来回
滑动枪栓来完成装弹、射击、抽出和弹出弹壳等动作。这和常见的利用炸药爆炸力或子弹飞行的力量来移动枪栓的机关枪不同。
子弹由机枪上方的弹仓经输弹槽进入枪膛。弹仓最多可装1,200发子弹,而机关枪每分钟可发射600到650发子弹。机关枪连续发射的高爆子弹可穿透轻型装甲。
阿帕奇直升机驾驶舱分为前后相连的两部分。飞行员坐在后排,副驾驶兼机枪手坐在前排。驾驶员操纵直升机,机枪手瞄准目标并开火。考虑到一个飞行员可能需要进行全盘操控的情况,座舱的这两个部分均包含飞行和开火控制系统。
阿帕奇的驾驶舱分为两部分:飞行员坐在后排,机枪手坐在前排。后排座椅比前排高,因此飞行员可以看
清楚前面的情况
飞行员采用集中和循环控制系统驾驶阿帕奇,这和其他直升机上的情况相似。控制系统利用机械液压系统和数字稳定系统操纵螺旋桨。数字稳定系统调整液压系统的压力,使直升机平稳飞行。稳定系统还可以在短时间内使直升机自动盘旋。
在长弓阿帕奇上,三个显示屏为飞行员提供大部分的导航和飞行信息。这些数字显示屏比传统的仪表盘更容易阅读。飞行员只要按显示屏一侧的按钮就可以找到所需信息。