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美國RAH-66科曼奇武裝直升機

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RAH-66科曼奇武裝直升機1982年,美國陸軍提出LHX(實驗輕型直升機計劃),原計劃需要5000架LHX來取代UH—1、AH—1、OH—58和OH—6直升機,1990年計劃購買量減少到1292架。1988年6月,美國陸軍發出LHX的招標,與波音、西科斯基公司組成的第一競爭小組和貝爾、麥道公司組成的超級小組簽訂了23個月的論證與驗證合同。1991年4月8日,美國陸軍宣布波音、西科斯基公司小組獲勝,LHX隨之進入原型機研製階段。

1 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -RAH-66 名字來歷

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1990年初,美國陸軍把LHX代碼中表示試驗性的字母X去掉成為LH,1991年4月,正式編號為RAH-66。其中R表示偵察,A表示攻擊,H表示直升機,並用北美印第安人的名字命名為「科曼奇」(Comanche),如果最終加入美軍服役,它將會是美軍直升機之中首架設計專為全天候武裝偵查任務與隱形直升機,美國陸軍的主力機種,執行武裝偵察、反坦克和空戰等任務。然而,「科曼奇」武裝偵察直升機項目多年來屢遭經費超支和研發延期的困擾,冷戰結束后的美軍也面臨著轉型問題,而無人機則在阿富汗和伊拉克戰場證明了自身的價值,最終,在砸進69億美元、耗費21年的寶貴時間后,2004年2月23日,美國陸軍宣布取消科曼奇直升機項目。

2 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -隱身技術的利與弊

為適應21世紀的戰場環境,RAH—66"科曼奇"被設計成世界上第一種隱身直升機。RAH-66與B-2和F—117飛機一

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樣是隱身的,它除採用了這兩種飛機的隱身技術外,還採用了專為該機研究的新技術。

直升機採用的的隱身技術與固定翼飛機的稍有不同,因為雷達不易探測到被小山丘遮擋的直升機。如果直升機作貼地飛行,地面的雜亂回波也將掩蔽直升機而使雷達失靈;這是直升機隱身有利的一面。

由於雷達波以圓錐形向外擴展,回波也是如此,並且回波功率密度隨距離的縮短增加很快,所以雷達能在近距離探測到雷達反射截面積很小的目標。事實也是這樣,許多雷達都能夠探測到相距8公里他的F—117飛機,只不過由於飛機速度快,還不至於對其構成威脅。而直升機就不同了,它飛行速度慢,雷達配有足夠的時間報警。這是直升機隱身不利的一面。

3 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -對雷達探測的隱身

RAH—66直升機的雷達反射截面積比目前其他任何直升機的都小,僅為他們的1%。這麼好的隱身性能主要是它採用了可隱身的外形,廣泛使用了複合材料和雷達干擾設備才具有的。

RAH—66機頭光電感測器轉塔為帶角平面邊緣形狀,有消散雷達反射波的作用。機身側面由兩半乎面轉角構成,

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這就避免了圓柱體和半球體機身那種強烈地全向散射雷達波的弊病。尾梁兩側有圈置的「托架」,可偏轉反射掉雷達波,使其不能返回探測雷達。尾部的涵道后獎向左側傾斜,尾獎上的垂直尾翼向右側傾斜,其上安裝水平安定面。這種結構不會在金屬表面之間形成具有90度夾角的、能強烈反射雷達信號的角反射器。普通直升機的正面,進氣道像角反射器那樣,是較強的雷達反射體,而RAH-66直升機的兩台發動機包藏在機身內,進氣道在機身兩側上方懸埋入式的,且進氣道呈棱形,不會對雷達波形成強反射。旋翼槳轂和獎葉根部都加裝了整流罩,形成平緩過渡的融合體,也可減少對雷達波的反射。槳時形狀經過精心選擇,不易被雷達探測到。

RAH-66減小雷達反射截面積的另一項外形設計措施是,採用內藏式導彈和收放式超落架。RAH-66最多可攜帶14枚導彈,其中6枚掛裝在具有整體掛梁的可關閉艙門上,平時艙門關閉,發射時打開。內藏式導彈艙在直升機上是首次採用。20毫米口徑的"加特林"轉管炮能形成較大的雷達反射截面積,所以它被設計成能在水平面內轉動180度,並向後收藏在炮塔的整流罩內。懸挂武器或副油箱用的短翼可拆卸,在執行武裝偵察等只需攜帶少量武器而要求高隱身的任務財,可拆掉短翼。后三點式起落架是可收放的,收起後有超落架艙門關閉遮擋,可減小雷達反射截面積。

為減.小雷達反射截面積,RAH—66還廣泛採用了複合材料,其所用複合材料占整個直升機結構重量的51%。而

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美國軍用直升機UH—60"黑鷹"所用的複合材料才佔9%。RAH-66是目前世界上使用複合材料最多的實用直升機,在機體結構中使用複合材粹的有蒙皮、艙門、桁條、隔框、中央龍骨盒梁結構、炮塔整流罩、涵道尾槳護罩、垂直尾翼和水平安定面。在旋翼系統中使用複合材料的有撓性梁、槳葉、扭力管、扭力臂、旋轉傾傾斜盤、套管軸和旋翼整流罩。傳動系統使用複合材料的的有傳動軸和主減速器箱。所用複合材料有韌化環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、石墨纖維、玻璃纖維和凱夫拉縴維等。

RAH—66直升機還可加裝雷達干擾機,它可迷惑探測雷達。其工作原理是,它能將入射雷達波變為脈衝信號,同時測出直升機在該條件下的反射數據,併發射出假回波,從而達到使探測雷達失靈目的。

RAH—66的雷達反射特徵信號低,使用低功率干擾機即可,這就減輕了干擾機的重量及費用。不像AH-64那樣,需要較高功率的干擾機。不難看出,隱身技術是使雷達系統失效,使其探測不到飛行器的技術。實際上,隱身技術有4個方面,除了對雷達探測隱身外,還有對紅外探測、音響探測和目視探測的隱身。

4 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -對紅外探測的隱身

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可以說,RAH—66又是一種最"冷"的直升機,它是把紅外抑制技術綜合運用到機體中的第一種直升機。

紅外抑制器裝在尾梁中,其獨特的長條形排氣口設計,有足夠曲長度使發動機排出的熱氣和冷卻空氣完全和有效地混合。冷卻空氣通過尾樑上方的第二個進氣口吸入,與發動機熱排氣混合,然後,經尾梁兩側向下的縫隙徘出,再由旋翼下冼流吹散,使排氣溫度明顯降低,從而保護直升機不受熱尋的導彈的攻擊。

5 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -對目視探測的隱身

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RAH—66採用雙座縱列式座艙,機身細長,武器內藏,超落架可收起,這些不僅使直升機迎面的雷達反射面積減小,而且,如果距離不夠近用肉眼也不容易發現。座艙採用平板玻璃,能有效地減少陽光的漫反射。全機表面採用暗色的無反光塗料,以減小直升機的反光強度。這些也有利於對目視隱身。RAH—66採用5片槳葉的旋翼但與減少目視探測有關。因為旋翼旋轉時的視亮度與閃爍頻率有關,即與旋翼槳財的通過率有關。如果穩定光源有一半時間受到遮擋,在閃爍頻率為9.5赫茲時,實際顯示的視亮度是穩定光源的2倍。9.5赫茲約為兩片槳葉的閃爍頻率。此頻率越高,視亮度越低。每片槳葉的閃爍頻率為36赫茲,視亮度會降低50%。旋翼為5片槳時的直升視被目視探測到的可能性比2片槳葉直升機可減少85%左右。這種現象稱為布魯克效應,實驗也證實了這一點。

6 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -對音響探測的隱身

在用肉眼看到直升機之前,通過直升機的響聲也可探測和識別直升機。為此,RAH—66採用了以下有效的減小嗓音的措施。旋翼獎尖採用后掠式,可使噪音聲壓減少2至3分貝,這樣5片槳葉旋翼的噪音與2片槳葉旋翼的噪音就難以分辨。所採用的涵道尾槳,由於消除了旋翼與尾槳尾流之間的相互作用,也可減少噪音。RAH-66尾梁兩側向下的狹長縫隙式排氣口,不僅能減少發動機排氣的紅外輻射征,而且還能消除發動機排氣的噪音。RAH-66降低噪音的另一種方法是,槳葉的葉型和彎曲度從槳根到槳尖是的,這能使前行槳葉外段達到尖高速而後行槳葉不致失速,這樣,直升機在低速飛行(167公里/小時)時便可降低旋翼轉速,這就除低了旋翼噪音。

7 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -總體設計

先進無軸承的旋翼操縱性好,使飛行員有明顯的操縱戰鬥機那樣的感覺。8片槳葉涵道尾槳,能使RAH—66作急速轉彎,使其能在3至4.5秒鐘之內以前飛速度作90度和180度轉彎。這遠遠優於普通直升機,在空戰中容易抓住戰

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機。尾槳槳葉在涵道內轉動,不會碰到樹枝等後分片用槳音縫氣動音曲前致的轉障礙物,在地面開車時也不易打著工作人員。高置的水平安定面可向下摺疊,有利於用運輸機空運整架直升機。

機身是複合材料製造的,中間為盆式龍骨梁,是主要的承載結構。蒙皮不承載,一半以上的蒙皮可打開,便於維護。武器艙門打開后可用作維護衛作用平台。機頭罩是鉸接的,可向左打開,便於接近感測器和彈藥艙進行工作。機體結構能承受3.5G的過載,並能承受762毫米、12.7毫米和23毫米口徑的槍彈或炮彈的射擊。

起落架是后三點式可收放吸能起落架。每個起落架上只有一個機輪。主起落架可「曲膝」下蹲,以降低直升機高度,便於用運輸機空運。RAH—66能承受以11.6米/秒的下沉速度作摔機著陸,飛行員不會受傷。

兩台T800渦輪軸發動機裝在機身曲肩部,有發動機數字控制裝置。單台功率為895千瓦。油箱燃油容量為1018升。燃油系統是耐墜毀的,且有惰性氣體發生系統,可防止直升機墜毀后燃油著火。

RAH—66採用串列階梯式駕駛艙,射擊員在後座,駕駛員在前座,這與其他武裝直升機不同。駕駛員在前座,大大擴大了視野,對地形跟隨飛行十分有利。

實際上,前後駕駛座都能進行一切操縱。兩個駕駛艙有相同的液晶平面顯示器,不僅減化了操縱開關,而且所有戰術動作都被編在不到3頁菜單的程序內,大多數戰術動作只要按一下按鈕就能執行。

駕駛艙採用了雙過濾超壓系統,具有防原子、生物、和化學武器的能力,飛行員能在不穿防護外衣的情況下參戰。

8 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -武器系統

RAH—66的武器艙可裝長2米的導彈6枚。在所有飛行狀態下,艙門的打開時間少於5秒鐘,且打開運動對武器不會造成有害影響。封閉的武器艙除有隱身作用外,還減小了飛行阻力。武器艙有火警探測系統,需要時在駕駛艙內就能快速投棄武器。

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RAH—66的短翼可以不同的組合方式攜帶864千克武器載荷。短翼若掛外部油箱,RAH—66則可飛行2355公里,可橫越大西洋。短翼能掛帶32枚70毫米「九頭蛇」(Hydra)火箭,或者8枚「海爾法」導彈,或類似購導彈。RAH—66的內外掛架總共能攜帶14枚「海爾法」導彈或類似的導彈。

旋轉炮塔安裝有20毫米口徑的雙管機炮,對付空中目標時其射速為每分鐘1500發對付地面目標時為每分鐘750發。旋轉炮塔方位角為240度,俯仰角為60度。彈藥箱裝彈500發。給RAH—66加油和給它的炮塔與武器艙裝彈,3人在不到13分鐘的時間內就可完成。RAH—66裝有先進的航空電子設備,具有在晝夜惡劣氣象條件下偵察作戰的能力。在戰鬥中能首先發現目標,可先發制人,在目標開火之前首先開火。先進的導航與目標瞄準系統能在夜間提供高清晰度戰場紅外圖像,從而使該直升機具有優良的作戰能力。與「阿帕奇」直升機相比,RAH—66「科曼奇」直升機發現目標的距離可增加40%,反應時間將縮短95%。

9 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -偵查手段

「科曼奇」執行任務時,主要應用被動式偵察手段,例如熱成像儀或電視、微光電視等;當然它也可以使用尖錐形的桅頂毫米波雷達AH-64D上的是圓盤形。據波音公司宣稱,其對目標觀察的有效距離相當於現役偵察直升機的2倍。

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最為突出的是,「科曼奇」偵察任務是用計算機輔助計劃的,並且能夠儘快將機上設備所發現的目標資料數據與原來儲存的資料數據進行對比分析,去偽存真,發現新目標新動態,將最終得出的目標數據與戰場態勢在座艙熒光屏上顯示出來,然後根據指令近乎「實時」地傳送給地面部隊有關指揮官。過去用光學偵察飛機,從發現戰場目標到指揮下個攻擊力量出擊差不多需要1-2小時,而現在這整個過程只需要10分鐘左右。

1996年,當第一架「科曼奇」原型機問世后,製造商波音和西科斯基公司非常看好該機型的未來。波音表示,「科曼奇」的作戰效果已經「超過了我們所有人的預期」,不僅是美陸軍航空兵現代化計劃中的「中流砥柱」,還是美軍實現快速反應部署和靈活打擊能力所需的先進武器系統之一。軍方首席試飛員也認為,雖然「科曼奇」上裝備了各種先進的電子設備,但整機的可靠性並沒有下降。

10 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -性能參數

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11 美國RAH-66科曼奇武裝直升機 -參考文獻

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