武器縱橫：外軍艦載直升機技術發展點評(組圖)

2007年05月08日  中國航空信息網


                                           資料圖：美國海軍艦載SH-60B海鷹直升機準備在戰艦上降落

　　艦載直升機，是以航空母艦或其他艦船為活動基地並能執行各種作戰任務的直升機。隨著現代海戰向立體化、多層面發展，各國海軍迫切需要掌握海上制空權。由於艦載直升機在海上擔負偵察、搜救、運輸、反潛、兩棲突擊、空中預警以及電子戰、水雷戰等多種使命，它的作用日益突出。因此，世界各國在競相發展航空母艦和其他艦船的同時，艦載直升機也如雨後春筍，以其獨特的性能紛紛登場亮相。目前問世的各型艦載直升機主要有：艦載反潛直升機、艦載反艦直升機、艦載水雷戰直升機、艦載預警直升機、艦載運輸直升機和艦載救援直升機等。這些被譽為"海空輕騎兵"的艦載直升機，在世界大大小小的海戰中扮演了重要的角色，立下了汗馬功勞。

　　一、艦載直升機的作戰任務和使用環境

　　自從1942年德國海軍拉開艦艇搭載直升機執行海上戰鬥任務的序幕以來，艦載直升機在運輸、搜索救援、垂直補給、反潛和反艦、布雷和掃雷、偵察和電子干擾等方面執行多種作戰任務。歸納起來，艦載直升機主要可執行的作戰任務為：登陸作戰，執行運輸和火力支援任務；搜索救援任務；垂直補給任務；偵察和電子干擾任務；布雷和掃雷任務；反潛和反艦任務等。

　　艦載直升機是以艦船為基地，主要在海上活動，其使用環境與陸基直升機有明顯不同，它不像陸基直升機那樣有堅固的起降場地，而是起降於搖晃不定的艦船甲板上，因而，艦載直升機的起飛，降落及甲板上懸停作業，比陸上飛行困難得多。總體來說艦載直升機的使用環境具有以下特點：海上風浪環境中艦船的運動；艦面飛行甲板區域流場複雜；艦面飛行甲板的尺寸小和周圍障礙特多；海上氣象變化複雜；"艦面共振"環境等。

　　艦載直升機的主要任務極大的影響著其未來的型號發展趨勢，而特殊的使用環境對艦載直升機的技術特點也有不同的要求。

　　二、主要國家艦載直升機的型號發展趨勢

　　隨著科技不斷進步，艦載直升機執行的任務種類越來越多，為了適應當前海上作戰對艦載直升機的要求，艦載直升機型號發展呈現出以下特點。

　　(一)反潛直升機性能不斷提高

　　反潛直升機指的是指能通過機載搜潛設備，對水下目標進行搜索、探測、跟蹤、識別及定位，並能利用機載攻潛武器對探測到的敵方潛艇實施攻擊的直升機。現代反潛直升機除具有反潛功能外，還具有一定的反艦、海上搜索與救援和垂直補給等能力，是一種多任務空中平台。

　　20世紀50年代中期以前，反潛直升機仍處於探索與試驗階段，尚未獲得廣泛的實戰應用。這一時期的反潛直升機採用的都是功率小的活塞式發動機，只載有有限的搜潛設備，基本上不攜帶攻潛武器，只能完成簡單的搜潛任務，不具備攻潛能力。到了60年代，隨著美國對SH-3"海王"的改進，以及蘇聯卡莫夫直升機設計局卡-25"激素"、法國宇航公司SA-321G"超黃蜂"的推出，反潛直升機開始採用較大功率的渦軸發動機，其性能有了較大改善，既可攜帶各種搜潛設備，又可攜帶一定的攻潛武器，成為搜潛/攻潛功能相結合的平台。70年代，隨著SH-2"海妖"和SH-60"海鷹"的問世，特別是美國海軍實施的"輕型空中多任務系統"即蘭姆普斯(LAMPS)計劃，反潛直升機開始向機艦綜合的多任務能力方向發展。80年代，EH工業公司和NH工業公司分別推出EH101和NH90通用直升機，使現代反潛直升機朝綜合化方向發展，並具有了更強大的搜潛/攻潛/反艦及多任務能力。自20世紀80年代以來，反潛直升機有了引人注目的發展，不僅任務功能從搜潛、攻潛、反艦擴展到海上搜索救援、垂直補給、空中預警、航母戰鬥群的協同作戰等，同時具備了全天候執行任務的能力。

　　從發展過程來看，反潛直升機經歷了一個由單一搜潛功能到搜潛/攻潛/反艦綜合功能，再到多任務能力的發展過程。

　　(二)反潛直升機的搜潛設備與攻潛武器不斷發展

　　自20世紀50年代反潛直升機首次採用AN/AQS-1型吊放聲納以來，搜潛設備有了較大發展，先後出現了近40種機載吊放聲納。到了60年代，特別是70年代以後，聲納浮標開始獲得廣泛應用。除吊放聲納、聲納浮標外，反潛直升機的搜潛設備還包括：聲處理器、磁力探測儀、搜索雷達及紅外探測儀等。反潛直升機的攻潛武器主要有深水炸彈和各型魚雷，執行反艦任務時攜帶反艦導彈。

　　(1)吊放聲納與聲納浮標結合使用

　　目前，反潛直升機仍以吊放聲納和聲納浮標作為最主要的搜潛設備。聲納是利用聲波在水中傳播的特性，通過電聲轉換、信號處理和終端顯示，完成對水下目標的探測、定位、跟蹤、識別等任務。現在的反潛直升機通常是將兩種聲納結合使用，以彌補各自的不足。單獨使用吊放聲納或聲納浮標，都將會限制反潛直升機的反潛能力。

　　(2)非聲探測發展前途廣闊

　　除吊放聲納和聲納浮標等聲學探測設備和相應的聲信號處理系統外，目前的反潛直升機還採用一些非聲探測設備，主要包括磁力探測儀、搜索雷達、紅外探測儀等。磁力探測儀是磁異探測器、磁補償器與水下異常探測器的總稱。它作為重要的非聲探測設備，戰術使用時通常是在攻潛之前對已發現的潛艇進行識別和精確定位。搜索雷達主要用於搜索與跟蹤露出海面的潛艇潛望鏡或通氣管，以及在水面上航行的潛艇及其它艦艇。有些雷達還具備對反艦導彈進行制導的功能。紅外探測儀是利用紅外技術感受潛艇通過某一水域所引起的海面水溫的微小變化，從而在低能見度條件下發現與識別靠近海面的潛艇。這些新型搜潛設備的出現，使反潛直升機有了更大的選擇餘地。

　　(3)攻潛武器不斷發展

　　反潛直升機的攻潛武器主要有魚雷和深水炸彈兩種。直升機攜帶的攻潛魚雷一般都是小型的，但其威力足可重創一艘現代化的潛艇。目前反潛直升機使用的攻潛魚雷主要有美國的MK46和MK50、英國的"魟魚"、義大利的A244-S、瑞典的TP-42等。深水炸彈也是反潛直升機主要的攻潛武器之一，比較典型的深水炸彈有美國的MK54-1、英國的MK6和MK11、俄羅斯(蘇聯)的RGB-10/-12/-25/-60等。

　　(三)布雷與掃雷直升機全部改型而成

　　在海戰中，直升機可布撒或掃除水雷，從而直接毀傷敵方海上艦艇，或為己方排除前進中的障礙。直升機布雷具有速度快，機動性好、能遠距離佈雷，且不受氣候條件的限制的特點；而對於清掃水雷場來說直升機比水面艦船更有優勢，具有速度快，安全性好，能藉助空運手段快速部署到遙遠的海域等特點。但掃雷直升機及其掃雷設備非常昂貴，目前使用這一掃雷手段的國家仍然不多，主要有美國、俄羅斯和法國，大部分國家的海軍買不起足夠數量的掃雷直升機。在直升機掃雷的研究與使用方面，美國處於領先地位。美海軍正式投入使用的掃雷直升機都不是專門設計的，而是由其它直升機改裝而成的，有RH-3A"海王"、RH-53D"海種馬"和MH-53E"海龍"3種。RH-3A由SH-3A改裝而來， RH-53D在CH-53基礎上加裝掃雷工具改成，"海龍"由CH-53E"海種馬"多用途直升機改進而來。

　　(四)艦載預警直升機越來越受到重視

　　世界各國在分析了英阿馬島戰爭的經驗教訓后，紛紛展開了預警直升機的研製工作。英國在分析后認為，沒有預警機，艦隊不能及時發現低空敵機活動， 因此把兩架"海王"直升機改裝為"海王"Mk2 AEW預警直升機。之後，為提高直升機的預警能力，英國又研製了ASaC MK7預警直升機，ASaC MK7是"海王"MK2預警直升機的改進型，裝備全新的"守門狗"(Cerberus)任務系統，以解決"海王"MK2存在的各種性能不足問題。1998年8月英國國防部決定出資進行EH101"灰背隼"預警型的研製，用於取代預警型"海王"，以滿足英國海軍的前方預警要求(FOAEW)。

　　蘇聯海軍吸取了英國在馬島戰爭的慘痛教訓和英國改裝"海王"預警直升機成功的經驗之後，在1987年由卡-27反潛直升機加裝雷達改裝而成的預警直升機試飛成功，編號為卡-31。卡-31預警直升機雖然與英國的"海王"預警直升機一樣存在升限低、航程短的缺點，但對於缺乏大型航母的國家仍極具吸引力。卡-31可在航母、大型艦隻或陸上基地起降，並且造價便宜，目前已有多架卡-31在俄羅斯海軍服役。

　　而美國最新研製的傾轉旋翼機V-22"魚鷹"既具有固定翼飛機的高速度、遠航程特點，又具有直升機的垂直起落和懸停特點，是戰術預警雷達的良好搭載平台。

　　從幾個國家近期發展來看，艦載預警直升機正在越來越受到各國政府重視。

                                                    資料圖：美海軍陸戰隊裝備的MV-22魚鷹旋翼飛機

　　三、艦載直升機的技術特點

　　艦載直升機的通用技術與其他軍用直升機沒有什麼本質的區別，但由於艦載直升機面臨的起降條件、氣象條件、飛行環境等與陸基直升機有較大的差異，因此，在實際使用中對艦載直升機還有一些特殊的技術要求，例如，外廓尺寸較小；重心低穩定性好；系統可靠性高；可全天候使用；起降性能好；能在水面起降；可維修性良好等。在新研製的艦載直升機或改進改型中，常採用一些新技術來有效地改善新機的飛行性能和飛行品質，提高了它們的任務效能和成本效益。

　　(一) 艦載直升機的通用技術

　　從通用技術角度來看，這些艦載直升機具有以下一些顯著的特點：

　　(1) 採用新型旋翼系統，包括新的高效三維變化翼型、全新型複合材料槳葉、球柔性槳轂，如NH90就採用4片複合材料槳葉和鈦合金球柔性槳轂，並採用先進的OA3槳葉翼型，"山貓"和EH101旋翼槳葉採用BERP(英國實驗旋翼計劃)槳尖，旋翼拉力比常規槳葉提高30%～40%，"山貓"直升機用這種槳葉於1986年8月11日創造了每小是時400千米的世界速度紀錄，改善了直升機旋翼的氣動特性，實現了視情維護，使槳葉達到無限壽命。

　　(2) 大量採用了新型複合材料，甚至一些關鍵部位也採用複合材料，從而有效地延長了直升機的使用壽命，降低了直升機的結構重量。如NH90的機身結構為全複合材料，複合材料機身使空機重量比採用普通機身的降低了約15%，同時增加了機身的剛性和耐腐蝕性，提高了彈傷容限，減小了雷達和紅外特徵信號，提高了抗墜毀性能。

　　(3) 機身與一些主要部件(包括

發動機)採用模塊化結構，大大減少了零部件數量，簡化了結構的複雜性，便於維護和維修。

　　(4) 採用更大功率的發動機，增大了有效載重，提高了直升機的性能。發動機裝有先進的全權數字控制和狀態與使用監控系統，如NH90就裝有這兩種系統，實現了對發動機的視情維護。

　　(5) 採用先進的綜合航空電子系統和任務設備,特別是數據匯流排、任務計算機和綜合的多功能顯示器以及信息數據融合技術，實現了信息共享和多路傳輸，加上先進的夜視感測器和探測系統，使得這些直升機具備了全天候使用的能力。這些先進航空電子系統和任務設備的使用，不僅大大減輕了飛行員的工作負擔，同時有效提高了直升機的任務效能。如NH90的核心電子系統就是在雙余度數據匯流排基礎上構建的，通過多台計算機來綜合直升機的任務設備系統，該系統由航空電子控制系統，控制和顯示系統，通信和識別系統，導航系統，設備管理系統5個子系統組成。

　　(6) 先進的電傳操縱系統在新機中得到應用，有效改善了直升機的操縱品質。如NH90採用包括基本飛行控制系統和自動飛行控制系統的4路電傳操縱系統，通過4台余度飛行控制計算機控制旋翼和尾槳的液壓伺服系統；MV-22B則採用3餘度電傳操縱系統，其中包括3餘度主飛行控制系統和3餘度自動飛行控制系統以及3餘度飛行控制計算機。

　　(7) 採用先進的減振降噪技術，如單片槳葉的振動控制以及機體結構的振動主動控制以及雜訊主動抑制等，大大減小了直升機的振動和雜訊水平，提高了乘員的舒適性。

　　(8) 採用一體化設計和製造技術，開發一些新的製造工藝，嚴格控制研製與製造成本，提高成本效能。如NH90槳葉採用CATIA/CAD/CAM設計，具有重量輕、耐腐蝕、抗雷達波、耐23毫米口徑彈頭彈擊的最佳協調。MV-22B在生產型設計中成立了"綜合產品小組"，其任務是使用可得到的最好材料，以降低費用和重量並同時改進質量，綜合產品小組使重量減少了1000千克，費用減少了22%，零件數減少了36%，緊固件減少了34%。

　　(二)艦載直升機的專用技術

　　除此之外，艦載直升機還具有以下的專用技術特點：

　　一是旋翼和尾斜梁要能摺疊，這主要是基於縮小艦載直升機的停放空間。目前服役或正在改進改型的艦載直升機大都採用電動旋翼和尾斜梁摺疊技術。槳葉摺疊一般過程如下(如EH101)：①旋翼剎車；②啟動自動摺疊程序；③將旋翼的不摺疊槳葉移至後部；④飛控系統被設計定在固定位置，確保有合適的摺疊外形；⑤插入自動作動筒銷，鎖定自動傾斜器；⑥摺疊槳葉的搖臂中每一個都裝槳葉摺疊機構，該機構卸下其中一個槳葉銷，然後將其槳葉移向尾部；⑦尾部裝置向前、後下移，使平尾位於后機身下方。

　　二是為了便於水上降落，機身一般都是水密結構，並大都可選裝浮筒或漂浮裝置。

　　三是為了便於裝卸貨物或士兵快速離機，一般尾部開有裝載跳板/門。

　　四是防冰除冰，由於艦載直升機在海洋環境下使用，防冰除冰是必須要解決的問題。當前一般艦載直升機大都採用電熱除冰裝置。當前，防冰系統正向輕質、低功耗和抗電磁干擾的方向發展。

　　五是綜合保障技術，艦載直升機需要在氣象條件變化無常的海洋環境中飛行，經常在面積狹小、搖擺不定的艦船甲板上起降，又要完成各種複雜的海上作業，危及其安全性的因素很多，而艦載直升機的艦上起降、艦上停放、艦上牽引是影響其安全的三個要素，這也成為艦載直升機綜合保障系統所要考慮的重點問題所在。

　　六是艦載直升機動態對接飛行試驗技術。自從使用艦載直升機以來，由於艦載直升機使用環境的特點，引起了陸基直升機沒有遇到的附加難題。這些特點包括：艦的運動；艦的上部結構產生的尾流；飛行甲板有限的降落面積(尤其是搭乘直升機的小型艦船)。為了評估直升機在特定級別的艦上的使用能力，確定與這種使用環境有關的各種限制，大多數國家都制定並執行了艦載直升機飛行試驗計劃，並稱之為動態對接試驗。除了確定和量化各種艦載飛行條件下直升機的使用能力外，動態對接試驗還須評估艦上航空設備和程序的適用性和安全性。影響艦載直升機安全使用的因素很多，飛行甲板的大小、形狀、位置和標記，與艦上部結構的遠近，不可預測的艦運動和擾動尾流的影響必然增加直升機艦上使用的困難。此外，艦上或周圍的照明、飛控系統性能下降、基本直升機飛行特性較差等情況也進一步增大了艦上使用的難度。因此，動態對接試驗要求系統地測量和確定這些潛在不利因素的影響及其複雜的相互關係，並給出直升機艦上使用包線。除了發展艦上使用包線，動態對接試驗還評估和提供艦上相容性資料，評估艦上尾流、廢氣和艦上電磁干擾等對艦載直升機使用的影響。此外，還須評估艦上目視降落輔助裝置、照明及飛行甲板標記的適用性。(作者：中國航空工業發展研究中心航空技術所 張廣林 張慧)(責編洪山)

　　艦載直升機，是以航空母艦或其他艦船為活動基地並能執行各種作戰任務的直升機。隨著現代海戰向立體化、多層面發展，各國海軍迫切需要掌握海上制空權。由於艦載直升機在海上擔負偵察、搜救、運輸、反潛、兩棲突擊、空中預警以及電子戰、水雷戰等多種使命，它的作用日益突出。

資料圖：EH101艦載直升機海上編隊



資料圖：NH90艦載直升機在戰艦上降落



資料圖：英國海軍MK2艦載海王預警機



資料圖：美國海軍MH-53D掃雷直升機進行掃雷作業



資料圖：美國海軍SH-2F海妖艦載直升機

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