直升机的隐身衣 ——从科曼奇的下马看未来武装直升机的隐身之路

作者 :  曹栋

美国的新一代改装的隐身“黑鹰”直升机在“斩首”拉登的行动中意外坠毁(非击落),使媒体又重新关注到隐身直升机的发展上来,从已公布的图片资料来看,改进的黑鹰与04年落马的科曼奇的设计思路非常相似,按理说,经过漫长的技术沉淀,这样可能的机械故障不应再次发生在历经数次考验的“呼啸之鹰”上,可新黑鹰的坠落,似乎又使隐身直升机的市场前景黯然无光,难道,这又是一次失败的尝试么?时间回溯到七年前。

2004年2月23号,对大多数的美国民众似乎是个平凡的日子,然而对波音公司和西科斯基公司而言却欲哭无泪,这一天,美国陆军正式宣布,取消生产RAH-66“科曼奇”(Kamanche)的计划。这意味着,在投入80亿美元,耗费21年的宝贵时间后,科曼奇——这款被寄予厚望的下一代攻击侦察直升机还是没能逃脱“下马”的厄运。

时间回溯到1982年,为了取代在越战中立下赫赫战功但已老迈不堪的AH-1战斗直升机和OH-58侦察直升机,同时适应当时美苏冷战的需要,美国陆军提出了LHX(实验轻型直升机)计划,在经历了激烈的竞标和详细的论证后,波音和西科斯基公司如愿以偿的拿到了合同,该机也正式编号为RAH-66。其中R表示侦察,A表示攻击,H表示直升机,并用北美印第安人的名字命名为“科曼奇”(Comanche)。波音和西科斯基甚至信誓旦旦的表示,该原型机五年之内即可首飞,2001即可交付部队使用。然而事情真的是这么简单么?

曾经的科曼奇
为了隐身而隐身
也许是看到了F-117等隐形战机在海湾战争的优异表现,科曼奇的设计团队也瞄准了这一思路,而当时的F-22正值研制高潮,其标榜的强大隐身性能和对未来空中的主宰能力更刺激着“科曼奇”研制者的神经。直升机隐身技术的使用并非于“科曼奇”项目上始作俑者,直升机隐身的概念源自意大利,早在1972年,意大利陆军就对A-129攻击直升机提出了体积小,噪声低,使敌军不易发现这一隐身要求。以往的各种武装直升机也采用了隐身措施,例如AH-64的发动机排气管就采用了绰号“黑洞”的红外辐射抑制装置,旋翼桨叶也采用了后掠桨尖,以减小旋翼噪声。只不过,它们都是采用在一些局部位置上增加隐身特性,根本上,此前的攻击直升机还是要靠其强大的火力来提高它们在战场上的生存能力。直到“科曼奇”的出现,正如它的设计团队所宣称的那样,与所有的隐身战斗机相似,“科曼奇”最突出的优点是它采用直升机中前所未有的全面隐身设计!此时的西科斯基公司,上至项目主管下到普通的员工正幻想着这款划时代意义的直升机,究竟会给他们带来怎样的声誉,又是如何叫他们在武装直升机设计上扬眉吐气呢,也让我们拭目以待。

最早具有隐身特性的意大利“猫鼬”直升机
价格昂贵的隐身技术
RAH-66的设计团队可谓雄心勃勃,根据当时较为成熟的战斗机隐身设计理念,在直升机外形上做足了文章:机身采用了类似F-117的多面体圆滑边角设计,减少直角反射面,以降低雷达波的反射。其表面的平滑度甚至好于前者,并采用吸波材料,而可收放的起落架和内埋式弹仓设计也得益于前者。也这也难怪,本来直升机飞行速度较战斗机低很多,即便先进的雷达在近距离发现时,由于飞行速度快也很难来得及反应,基本对飞机无法构成威胁。但直升机飞行速度低,雷达能有足够的报警时间,所以直升机的近距离雷达隐身要求更高。除了机身整体,发动机进气口也经过巧妙设计,开口呈缝隙状,气道曲折,避免雷达波照射到涡轮风扇上产生大的回波;而尾桨则采用了美国直升机设计中少有的涵道风扇尾桨,其用意仍是减少雷达反射回波。更为一绝的是RAH-66直升机还可加装雷达干扰机,它可迷惑探测雷达。其工作原理是,它能将入射雷达波变为脉冲信号,同时测出直升机在该条件下的反射数据,并发射出假回波,从而达到使探测雷达失灵目的。正是靠耗巨资设计的特殊气动外形和先进吸波材料,使RAH-66的雷达波反射截面积(RAS)仅为AH-64“阿帕奇”的1/630,再加上雷达干扰机,RAH-66的雷达隐身设计可谓趋于完美,研制者们的呕心沥血看似取得了不错的成绩。

科曼奇特殊的涵道尾桨设计
除了对雷达隐身的精雕细琢外,像当时所有的隐形战斗机一样,RAH-66的设计者们还要兼顾对红外探测、噪声探测的隐身。可以说,在红外隐身方面同样别出心裁,不像“阿帕奇”仅在排气管处采用了红外辐射抑制装置,RAH-66是把红外抑制技术综合运用到机体中第一种直升机。红外抑制器装在尾梁中,其独特的长条形排气口设计,有足够曲长度使发动机排出的热气和冷却空气完全和有效地混合,然后经尾梁两侧向下的缝隙徘出,再由旋翼下冼流吹散,使排气温度明显降低,从而保护直升机不受热寻的导弹的攻击。 直升机旋翼转动所带来的噪声对其隐身非常不利,甚至在肉眼或雷达还没有发现时,巨大的声响就迫使防御者警觉起来。这使RAH-66的研制者们绞尽脑汁,除了旋翼奖尖采用后掠式,所采用的涵道尾桨,由于消除了旋翼与尾桨尾流之间的相互作用,也可减少噪音。RAH-66尾梁两侧向下的狭长排气口,不仅能减少发动机排气的红外辐射征,也能部分的消除发动机排气的噪音。值得注意的是,相比于其它的攻击直升机,“科曼奇”已在当时的技术水平下将噪声隐形做到了极致,但仍属差强人意,要做到真正的“消音”水平,任重而道远。 与固定翼战斗机不同的是,攻击直升机大多在中低空执行任务,“一树之高”形象的说明了攻击直升机的活动范围。RAH-66的设计采用了攻击直升机常常利用的双座纵列式座舱布局,机身细长,这些不仅使直升机返回的雷达反射面积减小,而且,如果距离不够时,用肉眼也不容易发现。座舱采用平板玻璃,能有效减少阳光的漫反射,这与我们看到的许多民用直升机前下方弯度巨大的挡风玻璃形成了明显对比。全机表面采用暗色的无反光涂料,以减少直升机的反光强度,这些也有利于对目视隐身。 经历一系列的艰苦研制,1996年第一架原型机首飞,波音公司甚至信誓旦旦的表示,“科曼奇”的作战效果已经“超过了我们所有人的预期”。然而,看似风光无限的首飞确未能撕裂命运上的阴霾,面对风云突变的国际形势和不断上涨的单价采购费用,“科曼奇”最终“胎死腹中”,成为人们记忆中的永恒。

曾经飞翔着的科曼奇
伴着反恐的阵痛
直到2001年以前,陆军对“科曼奇”项目一直青睐有加,尽管其进展缓慢且研制费用一路狂飙,从最初的单价预算1200万美元上涨至近6000万美元。然而由国会把持的国防部却与陆军高层的想法相触,高昂的耗资加上陆军对“科曼奇”无休止的改进要求,不断挑战着国会和国防部当局者的神经,其它军种的施压,也起到了推波助澜的作用,陆军和国防部间的博弈愈演愈烈。 而9.11的发生彻底倾斜了这场博弈的天平,其直接后果是美国改变了自己的军事战略方针,战略重点从冷战时期的大规模作战转移到了打赢恐怖分子的“不对称战争”上,美国防部官员甚至认为,“维持现有部队规模,尤其是陆军,在某种程度上讲,是一种浪费”,接踵而来的阿富汗战争和伊拉克战争似乎更印证了先前的判断。面对完全没有雷达预警的中东小国,连一些陆军高层都认为“科曼奇”的复杂雷达隐身能力几无用武之地,伊拉克烟尘滚滚的大漠成了武装直升机最好的“迷彩衣”,旋翼工作可靠性远比隐身能力来的重要的多。阿富汗战场类似,“狡猾”的基地组织利用山路崎岖的地形与美军玩起了捉迷藏,游击人员经常手持简易的火箭筒藏在峡谷里或山崖后去攻击在山涧里执行任务的武装直升机,加上山坳里气象复杂,驾驶困难,这种偷袭常令美军苦不堪言。对于连伊拉克装备水平都不如的基地组织,“科曼奇”强悍的隐身能力意义何在? 战场是检验武器发展趋势的最佳平台,不只五角大楼,甚至连某些陆军高级将领也越来越清楚地认识到,“科曼奇”这项耗资巨大的研制工程,并不能在“不对称”的现实战场上显示出与其造价相应的战场优势,直升机上各种隐形技术形同虚设,而定义为“武装侦察”的“科曼奇”的装甲保护又不如“阿帕奇”武装直升机,即便是后者,伊战中也频频为无制导装置的炮火所击落,这些因素无疑使得“科曼奇”的继续投产雪上加霜,经过一番艰难抉择,国防部最终取消了这个已耗资达80亿美元的庞大项目。幸运的是,陆军可以拿着原本属于“科曼奇”项目的巨额预算,来购买或升级已经成熟许久的“黑鹰”和“阿帕奇”直升机,或作为无人直升机项目的启动资金,即便目前无人直升机还没有直接参与打击任务的战例,但是无人固定翼飞机却在阿富汗战场上崭露头角。毕竟,人员伤亡是美军最忌讳的事情。前美战略和预算评估中心执行主任安德鲁·克里皮尼维奇一语中的,“科曼奇对陆军来说,当然很重要,但它决非王冠上的明珠。”
直升机隐身的未来
今天许多专家都把“科曼奇”的下马,归咎于高昂的研制费用和对未来战场环境判断的失误,在“不对称”战场下的战争模式早已背离了原先冷战时期的欧陆大兵团对峙情况,而“科曼奇”计划内所有的要求都是针对欧洲环境下的战争而设,毫无疑问,“科曼奇”当年的设计思想已经远远落后于时代了。然而巨大的投入并非一无是处,其隐身技术及气动设计仍为武装直升机的改型和新机研制提供了借鉴,起码为下一代直升机的隐身技术发展指明了方向,尽管这经验充斥了辛酸和无奈。 “科曼奇”拥有许多创新技术,但曾令其研发团队最引以为傲的全面隐身技术却为时代所抛弃,而这项投入却耗资巨大。人们不经开始反思,到底对武装直升机是否需要全面进行隐身,从当前政治、军事发展的潮流来看,大国之间大规模地面战争很难再次发生,而在反恐及强弱对比明显的局部战争中,全隐身直升机这样昂贵的武器装备又派不上用场。另一方面,雷达隐身对低空低速飞行的武装直升机来说意义也不大,利用地形跟踪技术直升机可以很容易的利用雷达的盲区进行规避。因此,下一代武装直升机很难采用全隐身方案,倒是对红外,目视和噪声等的局部隐身技术却值得借鉴,如美制AH-64、俄制米-28和卡-50、”虎”式等都局部采用了隐身技术,在满足其他要求的情况下,使其被发现概率降低到一定限度。正是战场和预算的限制使局部隐身技术在相当长的一段时间里将主导直升机隐身的发展道路。而西科斯基2008年研制成功的X2型共轴双旋翼直升机则是其调整策略之后的产品,具备微小,高速,局部隐身的特性。一些军事专家甚至预言:不久的将来,X2高速攻击直升机将取代“阿帕奇”,成为美军战场上又一张新的“王牌”。

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西科斯基在X2基础上发展的S97

http://lt.cjdby.net/thread-2074092-1-1.html

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