徐 明,鄭震山
(海軍裝備研究院航空所,上海 200436)
從2004年上半年美國陸軍宣布取消“科曼奇”武裝直升機(jī)項(xiàng)目以來,世界主要軍事強(qiáng)國的軍用直升機(jī)研制進(jìn)入了一個(gè)徘徊期。美國陸軍直升機(jī)裝備發(fā)展的指導(dǎo)思想從追求高技術(shù)高性能轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展低成本實(shí)用型直升機(jī)裝備,美國海軍直升機(jī)“減型增效”的裝備發(fā)展轉(zhuǎn)型也悄然展開。2009年以來,歐美等國的高速直升機(jī)試飛驗(yàn)證和先進(jìn)無人直升機(jī)的研制步伐明顯加快。在此背景下,第49屆巴黎航展于2011年6月在巴黎北郊的布爾歇機(jī)場如期舉行。
法國總統(tǒng)薩科齊在本屆航展開幕式上發(fā)表主題講演,強(qiáng)調(diào)航空航天產(chǎn)業(yè)是法國的戰(zhàn)略核心。本屆航展主題定為“創(chuàng)新與環(huán)保”,為了更好地突出這一主題,主辦方特別邀請(qǐng)了剛剛試飛成功的世界最大的太陽能飛機(jī)——瑞士制造的“太陽驅(qū)動(dòng)”號(hào)和其設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)前來參展。在本屆航展上,來自世界48個(gè)國家的2100多家參展商展出飛機(jī)142架,其中42架飛機(jī)參加飛行表演。除新型民用客機(jī)、大型運(yùn)輸機(jī)以及先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)參展外,歐美主要航空公司還展出了多型直升機(jī)、無人機(jī)、水上飛機(jī)等。法國的“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)與其競爭對(duì)手“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)和F-16戰(zhàn)斗機(jī)通過精彩的空中飛行表演展開了激烈的競爭。
歐直公司X3復(fù)合構(gòu)型直升機(jī)的飛行表演和美軍C-5“銀河”飛機(jī)的龐大身軀給觀眾留下了深刻印象。X3復(fù)合構(gòu)型直升機(jī)是歐直公司的最新產(chǎn)品,結(jié)合了直升機(jī)的垂直起降能力及固定翼機(jī)的高速巡航能力,使其最高時(shí)速比一般直升機(jī)的最大平飛速度提高近50%。而“銀河”是美國最大的重型戰(zhàn)略轟炸機(jī),可以運(yùn)輸美陸軍師所配備的97%的各類武器裝備。該機(jī)最大起飛重量378噸,有近120噸的載重量。該機(jī)最與眾不同的特點(diǎn)是它的“免裝卸能力”,裝甲車能夠由C-5“銀河”的尾部開進(jìn)貨艙,并從位于駕駛艙下方的前艙門駛出。
本次航展雖然各型直升機(jī)的展品只占全部展品的五分之一左右,但西方主要直升機(jī)研制廠商都展出了各自的主力軍用直升機(jī)產(chǎn)品。綜合來看,歐美軍用直升機(jī)的發(fā)展趨勢和技術(shù)特點(diǎn)有三點(diǎn)。
雖說巴黎航展是飛機(jī)制造商的盛會(huì),但歐洲直升機(jī)公司研制的X3復(fù)合構(gòu)型直升機(jī)樣機(jī),無疑是本屆巴黎航展幾個(gè)最耀眼的明星之一,每天都把許多參觀者的注意力吸引到了自己身上。首次亮相巴黎航展的這種型號(hào)的直升機(jī)是一種復(fù)合式構(gòu)型直升機(jī),機(jī)身兩側(cè)各帶有一個(gè)小短翼,每個(gè)短翼上都安裝有一個(gè)臺(tái)型螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。觀眾在航展現(xiàn)場內(nèi)外,都可以看見這種新構(gòu)型直升機(jī)進(jìn)行低空盤旋飛行表演。
據(jù)了解,X3利用了“海豚”直升機(jī)的機(jī)體,配備兩臺(tái)渦軸式發(fā)動(dòng)機(jī),旋翼為5片槳葉,在兩側(cè)短翼上各裝一副推進(jìn)螺旋槳。X3將直升機(jī)的垂直起降能力和固定翼飛機(jī)的高巡航速度有機(jī)地結(jié)合起來。歐直公司于2010年9月開始試飛,X3展示出驚人的爬升和下降速度及出色的機(jī)動(dòng)性,2011年5月12日,X3驗(yàn)證機(jī)在穩(wěn)定水平飛行時(shí)達(dá)到了每小時(shí)430千米。據(jù)試飛員講,X3的飛行特性與目前最好的直升機(jī)相當(dāng),且振動(dòng)水平很低。
近年來,美國西科斯基飛機(jī)公司也研制出了自己的高速直升機(jī)樣機(jī)X2。它靠一副共軸反轉(zhuǎn)旋翼和一個(gè)后置推進(jìn)螺旋槳實(shí)現(xiàn)飛行與控制,其最大飛行速度達(dá)到每小時(shí)460千米,是目前世界上飛行速度最快的直升機(jī)。據(jù)報(bào)道,俄羅斯直升機(jī)公司下屬的米里設(shè)計(jì)局和卡莫夫設(shè)計(jì)局將從俄羅斯政府獲得36億盧布(13億美元),用于高速直升機(jī)研究??虻目ǎ?2概念方案與西科斯基的X2基本相同,采用共軸反轉(zhuǎn)旋翼和單一尾部推進(jìn)器。米里設(shè)計(jì)局的米-X1概念方案則使用了單一旋翼和可產(chǎn)生矢量推力的尾部推進(jìn)器。但俄羅斯的兩款高速直升機(jī)方案目前均無試飛報(bào)道。
圖1 歐洲直升機(jī)公司的X3高速直升機(jī)
圖2 西科斯基公司的X2高速直升機(jī)
本屆航展的另一大亮點(diǎn),就是無人機(jī)技術(shù)以前所未有的發(fā)展態(tài)勢席卷各大參展商,從昆蟲大小的微型無人機(jī)到翼展堪比波音-747的大型無人機(jī),可以看出世界無人機(jī)市場正在走向繁榮。在此,僅就參展的部分旋翼類無人機(jī)進(jìn)行分析。EADS展出了F-WDKE無人機(jī)(見圖3)。該機(jī)屬于小型單旋翼,具有一定隱身能力的垂直起降無人機(jī)。
以色列IAI公司展示了幾款新型無人機(jī),其中一款造型獨(dú)特,該機(jī)由四個(gè)圓形動(dòng)力系統(tǒng)組成,機(jī)腹下裝有一個(gè)監(jiān)視裝置(見圖4)。該無人飛行器可以完成懸停以及任意方向飛行。奧地利展出的S-100垂直起降無人機(jī)也引來眾多關(guān)注,該飛行器開創(chuàng)了百年巴黎航展無人機(jī)飛行表演的第一次,也從一個(gè)側(cè)面反映了該型無人機(jī)的技術(shù)先進(jìn)和性能可靠。
圖3 EADS提供的F-WDKE無人機(jī)
圖4 以色列展出的怪異無人機(jī)
在世界所有垂直起降無人機(jī)中,明星當(dāng)屬美國諾斯羅普·格魯曼公司的“火力偵察兵”RQ-8A無人直升機(jī)以及后續(xù)發(fā)展型。該機(jī)最大起飛重量1200千克,最大平飛速度230千米/小時(shí),滿油時(shí)任務(wù)載荷不到100千克。之后,該機(jī)由RQ-8A改進(jìn)到RQ-8B,再發(fā)展到多功能的MQ-8B(任務(wù)載荷超過300千克),曾以海軍型和陸軍型兩種型號(hào)同時(shí)發(fā)展。
據(jù)英國《國際飛行》2012年4月24日?qǐng)?bào)道,美國海軍于4月23日宣布,授予諾斯羅普·格魯曼公司一份價(jià)值約2.62億美元的合同,為其研制新改型MQ-8C。MQ-8C將保留MQ-8B的部分航電和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),將機(jī)體換為更大的貝爾407平臺(tái),其最大起飛重量將達(dá)2.3噸左右,顯著提高其航程、航時(shí)和任務(wù)載重。海軍發(fā)布的合同中要求諾·格公司在26個(gè)月內(nèi)研制2架樣機(jī),并進(jìn)行飛行試驗(yàn),此外還包括6架低速預(yù)生產(chǎn)型機(jī)。
在此次巴黎航展中,除了復(fù)合構(gòu)型直升機(jī)的飛行表演吸引觀眾眼球,各型無人直升機(jī)琳瑯滿目外,美國和歐洲軍方還展出了多型武裝直升機(jī)以及運(yùn)輸直升機(jī),許多直升機(jī)公司也展出了若干大、中、小型民用直升機(jī)。其中兩款直升機(jī)在一定程度上代表了世界直升機(jī)強(qiáng)國對(duì)現(xiàn)役軍用直升機(jī)不斷改進(jìn)和功能拓展的發(fā)展趨勢?,F(xiàn)將有關(guān)情況以及技術(shù)特點(diǎn)分析如下:
1)Bell407民用直升機(jī)的武裝型
Bell407直升機(jī)因?yàn)槠渚哂袡C(jī)身小巧、飛行靈活的特點(diǎn),特別適合執(zhí)行公務(wù)、醫(yī)療急救、航拍等任務(wù)。Bell407民用直升機(jī)最大起飛重量2270千克,座位數(shù)7個(gè),巡航速度 250千米/小時(shí),航程 675千米,單機(jī)價(jià)格約330萬美元。
美國貝爾直升機(jī)公司在2011年直升機(jī)航展(Heli-Expo 2011)上正式公布了其民用直升機(jī)Bell407的武裝改型Bell407AH,該型號(hào)主要面對(duì)空中執(zhí)法和國土安全保障市場。407AH是Bell公司開發(fā)輕型單發(fā)武裝型直升機(jī)的又一次嘗試。美國陸軍曾選擇在Bell407的基礎(chǔ)上研制的ARH-70作為其武裝偵察直升機(jī)[1]。Bell407AH安裝的武器包括7.62毫米機(jī)載機(jī)槍和2.75英寸火箭發(fā)射器,其他可選的部件包括箔條/曳光彈發(fā)射器、滑動(dòng)艙門、貨物吊鉤和座椅裝甲。新的407AH型是貝爾公司首次將取證通過的武裝型直升機(jī)投入商業(yè)市場。
圖5 武裝型Bell407
圖6 可空中受油的EC725
2)EC725多用途軍用直升機(jī)
在巴黎航展中,EC725中型軍用直升機(jī)吸引了大批觀眾駐足觀看。EC725多用途直升機(jī)是“美洲豹”系列直升機(jī)的新成員,旨在執(zhí)行包括作戰(zhàn)搜尋與救援(CSAR)、遠(yuǎn)距離戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸、后勤支援以及其他特殊任務(wù)。與“美洲獅”MK2+直升機(jī)相比,該機(jī)裝有兩臺(tái)功率更大的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),最大起飛重量達(dá)到11.2噸。該機(jī)機(jī)身下部前后有4個(gè)應(yīng)急浮囊用于海上迫降。為提高飛行速度,起落架可半收入機(jī)身下部。該機(jī)安裝有艙門機(jī)槍,可攜帶火箭彈。最為特殊的是該機(jī)機(jī)頭右下方安裝有空中受油管,可在飛行中進(jìn)行加油。
法國空軍是EC725直升機(jī)的發(fā)起用戶,已經(jīng)裝備了6架用于執(zhí)行CSAR任務(wù)。法國陸軍也裝備了8架EC725用于執(zhí)行特種作戰(zhàn)任務(wù)。法國國防部2008年12月又增訂5架EC725直升機(jī),計(jì)劃于2012年底交付完畢。2008年9月,歐直公司還贏得了馬來西亞空軍12架EC725直升機(jī)的合約。
與此同時(shí),歐洲直升機(jī)公司在“美洲豹”直升機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展11噸級(jí)民用直升機(jī)EC225,該機(jī)采用了EC725軍用直升機(jī)的主要技術(shù)特征和設(shè)計(jì)理念。EC225的旋翼為5片槳葉、球柔性槳轂,改善了升力性能和可靠性,先進(jìn)的翼型也使機(jī)身的振動(dòng)值更低。第一架EC225直升機(jī)已于2004年12月交付阿爾及利亞政府。由于EC225的飛行性能優(yōu)異,操縱性好,系統(tǒng)可靠性高,日本政府在2005年初購買EC225直升機(jī),用于日本天皇和VIP賓客運(yùn)送,年底日本海岸警衛(wèi)隊(duì)又購買2架用于海上搜索和救援。據(jù)悉,近年來我國交通部也采購了4~6架EC225民用直升機(jī)用于海上搜索與救援。
由此可見,軍用直升機(jī)與民用直升機(jī)裝備技術(shù)可以相結(jié)合,并取得良好的效果。
1995年6月美軍《非戰(zhàn)爭軍事行動(dòng)聯(lián)合綱要》的出臺(tái),標(biāo)志著美軍的多樣化軍事行動(dòng)理論進(jìn)入了成熟發(fā)展的階段。美軍2006年版《聯(lián)合作戰(zhàn)綱要》取消了戰(zhàn)爭行動(dòng)與非戰(zhàn)爭行動(dòng)的界限,明確終止了“非戰(zhàn)爭軍事行動(dòng)”這一提法。2008年版美軍《聯(lián)合作戰(zhàn)綱要》提出:整個(gè)美軍應(yīng)實(shí)施三類多樣化軍事行動(dòng):第一類是軍事接觸、安全合作、威懾行動(dòng),第二類是危機(jī)反應(yīng)和有限應(yīng)急行動(dòng),第三類是必要時(shí)的大規(guī)模軍事行動(dòng)和戰(zhàn)役。美國海軍不但可以參加大規(guī)模作戰(zhàn)行動(dòng),還可參與和平時(shí)期幾乎所有的軍事行動(dòng),其主要作戰(zhàn)樣式有:前沿存在、海上威懾、制裁與海上攔截、確保海上航運(yùn)與飛行自由、海上反毒品、海上反恐等[2]。
進(jìn)入21世紀(jì),我國的經(jīng)濟(jì)利益和安全利益在海洋空間逐步拓展。國家利益的拓展,對(duì)海軍戰(zhàn)略運(yùn)用提出了新的需求,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是海軍近海防御戰(zhàn)略原來確定的防御范圍已經(jīng)不能完全適應(yīng)國家利益拓展的需求,必須調(diào)整到既有近海海域又包括特定的遠(yuǎn)海海域的防御范圍;二是海軍兵力運(yùn)用上,要在重視戰(zhàn)爭運(yùn)用的同時(shí),特別關(guān)注非戰(zhàn)爭運(yùn)用,如海上軍事存在與威懾、海上補(bǔ)給與日常勤務(wù)、海上救援等多樣化軍事任務(wù),以逐步建立有效維護(hù)國家根本利益的海上安全體系。
與此同時(shí),海軍除承擔(dān)繁重的近海非戰(zhàn)爭軍事任務(wù)外,遠(yuǎn)海非戰(zhàn)爭軍事任務(wù)如護(hù)航與打擊海盜、海上救援與撤僑、海上聯(lián)合軍演等數(shù)量日益增加,對(duì)海軍裝備建設(shè)與發(fā)展提出了新的更高的要求[3]。據(jù)報(bào)道,海軍艦艇編隊(duì)赴索馬里、亞丁灣海域的護(hù)航行動(dòng)從2008年底開始已經(jīng)歷時(shí)3年零8個(gè)月,海軍共派出12批護(hù)航艦艇編隊(duì),每批編隊(duì)在海上執(zhí)行任務(wù)時(shí)間達(dá)4到5個(gè)月。主要裝備包括驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦、綜合補(bǔ)給船、登陸艦等二十余艘,以及卡-27、直8、直9二十多架。大型水面艦艇執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間更長,如“微山湖”綜合補(bǔ)給艦連續(xù)執(zhí)行第1批和第2批護(hù)航任務(wù),時(shí)間長達(dá)8個(gè)多月,創(chuàng)造了中國海軍多個(gè)第一。繁重的遠(yuǎn)海多樣化軍事任務(wù),對(duì)海軍艦載直升機(jī)裝備也提出了更高的要求。
軍用直升機(jī)在海上多樣化軍事行動(dòng)中可承擔(dān)的任務(wù)主要有:在戰(zhàn)時(shí),執(zhí)行搜/攻潛、反艦/目標(biāo)指示、海上搜救、垂直補(bǔ)給等,提高水面艦艇編隊(duì)的綜合作戰(zhàn)能力;在平時(shí),執(zhí)行護(hù)航、巡邏、監(jiān)視、驅(qū)趕、偵察/查證、人員/物資運(yùn)送等,提高各類水面船只海上執(zhí)法的能力和效率。而軍用直升機(jī)在平時(shí)的使用頻度和效益要明顯高于戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈等高精尖武器。
2012年4、5月份,我國“漁政310”漁政執(zhí)法船去黃巖島海域巡邏執(zhí)法,由于未攜帶直升機(jī),雖然有GPS定位,但仍然花了較長時(shí)間才找到真正的黃巖島(露出水面僅1.5米,面積2~3平米)[4]。據(jù)了解,該船設(shè)有直升機(jī)起降平臺(tái)和機(jī)庫,配有寬帶衛(wèi)星通訊系統(tǒng)、光學(xué)跟蹤儀取證系統(tǒng)等,還設(shè)有海上紅外成像儀和彩色魚探儀等特種設(shè)備,是中國漁政系統(tǒng)船舶中總體性能最先進(jìn)、特種設(shè)備配備最齊全的漁政船。但不知“漁政310”為什么沒有攜帶直升機(jī)去巡邏執(zhí)法,是用不起還是不會(huì)用呢?實(shí)際上,除了人員和物資運(yùn)輸外,中小型無人直升機(jī)完全可以執(zhí)行海上監(jiān)視、偵察和查證等任務(wù),大幅度降低使用有人駕駛直升機(jī)的費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn),用較小的代價(jià)提高我國漁政或海監(jiān)船執(zhí)行任務(wù)的效率。
兩年一次的巴黎航展是世界主要軍事國家航空產(chǎn)品展示和飛行表演的盛會(huì),從一個(gè)側(cè)面也反映出世界軍用直升機(jī)的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展趨勢。通過分析美國、法國、俄羅斯等國家軍用直升機(jī)的裝備現(xiàn)狀和技術(shù)特點(diǎn),可以得出以下幾點(diǎn)啟示:
1)采用軍民融合式發(fā)展模式,降低軍用直升機(jī)的使用維護(hù)成本。
多年來,美國投入大量經(jīng)費(fèi)研制并裝備眾多武裝直升機(jī),但隨著先進(jìn)軍用直升機(jī)采購價(jià)格和使用成本的飆升,美軍方也感到資金缺口在加大。因此,近年來美軍開始提出充分利用民用直升機(jī)成熟技術(shù),研制低成本的軍用直升機(jī)。將民用直升機(jī)Bell407改裝為武裝型就是一個(gè)典型的實(shí)例。眾所周知,一般直升機(jī)軍用型和民用型的旋翼系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)身結(jié)構(gòu)、振動(dòng)與噪聲控制等技術(shù),具有廣泛的通用性。中低端軍用直升機(jī)與民用直升機(jī)的技術(shù)通用性可達(dá)85%以上,高端軍用直升機(jī)(具有高機(jī)動(dòng)性的武裝直升機(jī))與同噸位的民用直升機(jī)也有約60%的通用技術(shù)。特別是取得適航證的民用直升機(jī),其主要部件具有壽命長、可靠性高、安全性好、維修方便等優(yōu)點(diǎn),由此發(fā)展軍用直升機(jī)可大幅降低裝備的采購成本和使用保障費(fèi)用。這一點(diǎn)值得我國直升機(jī)界認(rèn)真研究和充分借鑒。
2)加快新構(gòu)型直升機(jī)的研制,搶占垂直起降飛行器的制高點(diǎn)。
在持續(xù)開發(fā)和改進(jìn)常規(guī)布局直升機(jī)技術(shù)的同時(shí),西方軍事強(qiáng)國仍然在不斷探索先進(jìn)構(gòu)型垂直起降飛行器,美國的X2和法國的X3都已經(jīng)取得了重大突破。俄羅斯卡莫夫設(shè)計(jì)局近年來也提出了時(shí)速達(dá)450千米的高速直升機(jī)概念方案,并認(rèn)為若采用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn),飛行速度還可以大幅度提高。很明顯,世界軍事強(qiáng)國都在加快新構(gòu)型直升機(jī)的研制,以期搶占垂直起降飛行器技術(shù)的制高點(diǎn)??紤]到我國直升機(jī)技術(shù)儲(chǔ)備較薄弱,筆者認(rèn)為,相關(guān)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)該根據(jù)自己的技術(shù)基礎(chǔ),適當(dāng)開展新構(gòu)型直升機(jī)的探索:高等院校可多開展一些新概念飛行器研究,研制小尺度的原理樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)試飛;而有實(shí)力的研究所和廠商應(yīng)瞄準(zhǔn)一個(gè)重點(diǎn)方向,研制大尺度或全尺寸原理樣機(jī),對(duì)新構(gòu)型直升機(jī)進(jìn)行深度探索。
3)大力發(fā)展各型無人直升機(jī),拓展中小型直升機(jī)的應(yīng)用范圍。
隨著電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,無人直升機(jī)的研制難度和門檻在降低,而國內(nèi)正在開展小型無人直升機(jī)研制的單位較多,積極性也很高。上級(jí)主管部門應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo),研制單位應(yīng)加大研制生產(chǎn)力度,全面推進(jìn)小型無人直升機(jī)工程化和產(chǎn)業(yè)化的步伐。通過不斷試驗(yàn)和試用,發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)改進(jìn),降低使用門檻和保障難度,爭取三到五年內(nèi)有一批中型(200~500千克)無人直升機(jī)裝備我國漁政執(zhí)法、海洋執(zhí)法船隊(duì)以及邊界巡邏部隊(duì)。從近期的周邊形勢來看,我國近海海域的形勢比遠(yuǎn)海更嚴(yán)峻,近海的海洋權(quán)益也比遠(yuǎn)海要大得多。因此,大力發(fā)展無人直升機(jī)等垂直起降飛行器,一方面可以解決海軍以及準(zhǔn)軍事部門的當(dāng)前急需,另一方面也可以縮短與發(fā)達(dá)國家在直升機(jī)氣動(dòng)總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)制造、試驗(yàn)測試等技術(shù)方面的差距??傊涌彀l(fā)展各型無人直升機(jī),可以降低直升機(jī)的使用門檻,拓展軍用直升機(jī)的應(yīng)用范圍,有效提升我海上力量在近海和專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)巡邏與執(zhí)法的能力。
[1]徐明,常斌.美軍用直升機(jī)裝備轉(zhuǎn)型的主要特點(diǎn)與啟示[J].論證與研究,2009(2).
[2]伍其榮.淺析美國海軍多樣化軍事行動(dòng)的理論與實(shí)踐[J].海軍雜志,2009(8).
[3]幺志樓.遠(yuǎn)海護(hù)航的常態(tài)化準(zhǔn)備[J].海軍雜志,2010(1).
[4]鄭 蔚,趙征南.五星紅旗插上黃巖島[Z].文匯報(bào),第7版,2012-5-17.