[转载] 晨枫:谈谈直-10

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 19:19:18

http://www.afwing.com/aircraft/c ... licopter-part1.html

  对于现代陆军来说,机械化、装甲化已经大体完成,但除了数字化、信息化和网络化,最大的挑战应该就是飞行化了。飞行化包括无人机,更包括直升机,其中武直是重要的组成部分。
  武直是武装直升机的简称,在西方也称为攻击直升机。并不是所有装上武器的直升机就自动成为武直,只要有可能,武直应该是专用的,直-10(也称武直-10)正是一种专用的武直。这也是中国第一种真正的武直。
  作为专用武直,直-10无疑是中国陆军装备水平的一个阶跃式的进步。武直不仅提供紧密有效的空中火力支援,也是侦察平台。在某种程度上,武直甚至取代了传统强击机和炮兵观察机的作用。即使在无人机大量使用的今天,武直依然是不可或缺的。中国陆军装备了直-9W,但这种改装自轻型通用直升机的“业余”武直在火力、装甲等各方面都不能取代真正的武直,好比卡车挂上钢板、架上机枪不等于真正的装甲车一样。在这一点上,专用的直-10的作用是怎么说也不过分的。
  据报道,直-10的基本设计得到俄罗斯的卡莫夫设计局的帮助。据担任卡莫夫总设计师32年之久的谢尔盖米基夫在2013年莫斯科的直升机博览会上透露,中国在1995年初通过中间人与卡莫夫接触,要求帮助设计一架专用武直。卡莫夫尚在90年代苏联解体后军工体系崩溃的余波中,揭不开锅了,对来自中国的合同一拍即合。在1995年中到1996年初,卡莫夫根据中国的要求,几经修改,最后提交了设计方案。米基夫透露的卡莫夫总体设计与最后实现的直-10基本相同。但是,不能以此否定中国的工作。中国提供了所有基本设计指标,确定了直-10的定位,这本身就是长期研究的结果。
卡莫夫总设计师米基夫在2013年俄罗斯直升机博览会上出示了941计划的图纸,这是中国委托卡莫夫设计的代号
武直分轻型、中型和重型。轻型武直重量轻,成本低,但携带武器和电子系统的能力不足,这对作战效能带来很大的影响。携带武器的数量决定了一次出击中的作战耐久力,否则一交战就用光了弹药,只有退出战斗,重新装弹。直升机虽然可以在任何平地起飞、降落,但装弹、加油还是有要一定的地面支持设施的,天女散花一样的遍设临时基地在理论上可能,在实际上不可行。从前线到主要基地来回飞,则不仅浪费燃油,也浪费时间,容易错失战机,作战效率远远低于作战耐久力更高的重型和中型武直。携带电子系统不足的问题在现代战场上更大,电子系统不光帮助飞行员观察、火控,还是雷达、红外、导弹预警的关键。随着单兵红外制导防空导弹的普及,激光压制也越来越成为必不可少的装备。这些设备都有一定的重量和体积,占用掉轻型武直本来就局促的有效载荷重量之后,携带武器和燃油的能力进一步降低。轻型武直的航程和速度也不足。航程不足容易理解,因为轻型武直不能携带大量的燃油。速度不足就不那么直观,尤其在马力/重量比相当的情况下。实际上马力/重量比对加速的作用特别重要,但对最高速度的作用没有那么重要,最高速度还是需要足够的马力和扭力才能提高。这对汽车也是一样。轻巧的小跑车如英国的莲花Elise加速特别快,过弯特别灵活,但极速还是无法和法拉利、蓝宝基尼那样的重型跑车相比。对于武直来说,马力除了决定速度,还有升限和悬停高度(有地效和无地效),更有最大起飞重量。由于起飞重量的限制,轻型武直的装甲也较薄弱。由于轻型武直的局限,世界上轻型武直很少,只有意大利的A129“猫鼬”属于轻型武直。

重型武直和轻型武直恰成对比。不仅能携带大量的武器和电子系统,还具有较高的速度、升限、悬停高度(包括有地效和无地效),更具有坚强的装甲。重型武直性能强悍,但成本也很高。英国版的AH-64D“长弓阿帕奇”的单价高达3500万英镑,基本上是以价格高昂著称的“台风”战斗机的一半。但是,重型武直的作战性价比实际上高于轻型武直。只要具有足够的负担能力,重型武直还是各国军方的首选。以“阿帕奇”为例,不仅美国装备,英国、荷兰、以色列、埃及、科威特、阿联酋等都装备,台湾甚至在已经装备AH-1W“超级眼镜蛇”的情况下,还希望换装“阿帕奇”。俄罗斯的米-28N、卡-50/52”也属于重型武直。
  但“只要具有足够的负担能力”是一个关键的定语。国防开支与经济社会发展的关系在2008年世界性经济危机之后暴露得尤其明显,不顾经济现实,盲目追求国防能力,最终是要吞吃苦果的。这个道理其实也不是新鲜道理,这正是中型武直方兴未艾的原因。理想的中型武直结合了重型武直的火力和性能,但具有轻型武直的成本(包括购置成本是运作成本)。实际上,中型武直能达到接近重型武直的性能和不那么离谱的成本就算成功。欧洲“虎”式和南非“石茶隼都是中型武直的典范,但2010年法国“虎”式的单价高达7300万欧元。美国AH-1“眼镜蛇”系列(现在已经发展到AH-1Z)在早期属于轻型,现在也逐步增重到中型了。在作战使用上,轻型武直实际上更加适合于武装侦察,也就是说,具有一定的火力,但主要用于侦察,机载火力主要用于及时打击轻武装敌人。面临重武装敌人时,主要用于骚扰敌人,延迟敌人的进攻,而不是抵足硬拼。重型武直的体积大,特征大,运作成本也高,一般不适合用于侦察,而适合用于在敌人主攻轴线上强攻死守。理论上,重型武直和轻型武直搭配使用是最理想的,但由于“低成本”的轻型武直依然代价不菲,世界上还没有将轻型武直和重型武直搭配使用的国家,侦察和引导任务一般由无武装的轻型观通直升机担任。美国使用OH-58D“基俄瓦武士”,英国、荷兰使用“大山猫”或者“小羚羊”一级的直升机。不过这样的无武装观通直升机的战场生存力很成问题,挂载机枪和反坦克导弹也只是聊胜于无,一旦引起敌人的警觉,基本上只有躲着走一条路。美国为了解决这个问题,曾研制RAH-66“科曼奇”,这是一种轻型武直,但最后增重到中型武直,上不足以取代“阿帕奇”,下则成本大大高于任务定位,下马了。另一方面,理想的中型武直在作战能力上接近重型武直,但也适合用于侦察。澳大利亚的“虎”式就是定位于兼具攻击能力的武装侦察。

http://www.afwing.com/aircraft/c ... licopter-part1.html

  对于现代陆军来说,机械化、装甲化已经大体完成,但除了数字化、信息化和网络化,最大的挑战应该就是飞行化了。飞行化包括无人机,更包括直升机,其中武直是重要的组成部分。
  武直是武装直升机的简称,在西方也称为攻击直升机。并不是所有装上武器的直升机就自动成为武直,只要有可能,武直应该是专用的,直-10(也称武直-10)正是一种专用的武直。这也是中国第一种真正的武直。
  作为专用武直,直-10无疑是中国陆军装备水平的一个阶跃式的进步。武直不仅提供紧密有效的空中火力支援,也是侦察平台。在某种程度上,武直甚至取代了传统强击机和炮兵观察机的作用。即使在无人机大量使用的今天,武直依然是不可或缺的。中国陆军装备了直-9W,但这种改装自轻型通用直升机的“业余”武直在火力、装甲等各方面都不能取代真正的武直,好比卡车挂上钢板、架上机枪不等于真正的装甲车一样。在这一点上,专用的直-10的作用是怎么说也不过分的。
  据报道,直-10的基本设计得到俄罗斯的卡莫夫设计局的帮助。据担任卡莫夫总设计师32年之久的谢尔盖米基夫在2013年莫斯科的直升机博览会上透露,中国在1995年初通过中间人与卡莫夫接触,要求帮助设计一架专用武直。卡莫夫尚在90年代苏联解体后军工体系崩溃的余波中,揭不开锅了,对来自中国的合同一拍即合。在1995年中到1996年初,卡莫夫根据中国的要求,几经修改,最后提交了设计方案。米基夫透露的卡莫夫总体设计与最后实现的直-10基本相同。但是,不能以此否定中国的工作。中国提供了所有基本设计指标,确定了直-10的定位,这本身就是长期研究的结果。
卡莫夫总设计师米基夫在2013年俄罗斯直升机博览会上出示了941计划的图纸,这是中国委托卡莫夫设计的代号
武直分轻型、中型和重型。轻型武直重量轻,成本低,但携带武器和电子系统的能力不足,这对作战效能带来很大的影响。携带武器的数量决定了一次出击中的作战耐久力,否则一交战就用光了弹药,只有退出战斗,重新装弹。直升机虽然可以在任何平地起飞、降落,但装弹、加油还是有要一定的地面支持设施的,天女散花一样的遍设临时基地在理论上可能,在实际上不可行。从前线到主要基地来回飞,则不仅浪费燃油,也浪费时间,容易错失战机,作战效率远远低于作战耐久力更高的重型和中型武直。携带电子系统不足的问题在现代战场上更大,电子系统不光帮助飞行员观察、火控,还是雷达、红外、导弹预警的关键。随着单兵红外制导防空导弹的普及,激光压制也越来越成为必不可少的装备。这些设备都有一定的重量和体积,占用掉轻型武直本来就局促的有效载荷重量之后,携带武器和燃油的能力进一步降低。轻型武直的航程和速度也不足。航程不足容易理解,因为轻型武直不能携带大量的燃油。速度不足就不那么直观,尤其在马力/重量比相当的情况下。实际上马力/重量比对加速的作用特别重要,但对最高速度的作用没有那么重要,最高速度还是需要足够的马力和扭力才能提高。这对汽车也是一样。轻巧的小跑车如英国的莲花Elise加速特别快,过弯特别灵活,但极速还是无法和法拉利、蓝宝基尼那样的重型跑车相比。对于武直来说,马力除了决定速度,还有升限和悬停高度(有地效和无地效),更有最大起飞重量。由于起飞重量的限制,轻型武直的装甲也较薄弱。由于轻型武直的局限,世界上轻型武直很少,只有意大利的A129“猫鼬”属于轻型武直。

重型武直和轻型武直恰成对比。不仅能携带大量的武器和电子系统,还具有较高的速度、升限、悬停高度(包括有地效和无地效),更具有坚强的装甲。重型武直性能强悍,但成本也很高。英国版的AH-64D“长弓阿帕奇”的单价高达3500万英镑,基本上是以价格高昂著称的“台风”战斗机的一半。但是,重型武直的作战性价比实际上高于轻型武直。只要具有足够的负担能力,重型武直还是各国军方的首选。以“阿帕奇”为例,不仅美国装备,英国、荷兰、以色列、埃及、科威特、阿联酋等都装备,台湾甚至在已经装备AH-1W“超级眼镜蛇”的情况下,还希望换装“阿帕奇”。俄罗斯的米-28N、卡-50/52”也属于重型武直。
  但“只要具有足够的负担能力”是一个关键的定语。国防开支与经济社会发展的关系在2008年世界性经济危机之后暴露得尤其明显,不顾经济现实,盲目追求国防能力,最终是要吞吃苦果的。这个道理其实也不是新鲜道理,这正是中型武直方兴未艾的原因。理想的中型武直结合了重型武直的火力和性能,但具有轻型武直的成本(包括购置成本是运作成本)。实际上,中型武直能达到接近重型武直的性能和不那么离谱的成本就算成功。欧洲“虎”式和南非“石茶隼都是中型武直的典范,但2010年法国“虎”式的单价高达7300万欧元。美国AH-1“眼镜蛇”系列(现在已经发展到AH-1Z)在早期属于轻型,现在也逐步增重到中型了。在作战使用上,轻型武直实际上更加适合于武装侦察,也就是说,具有一定的火力,但主要用于侦察,机载火力主要用于及时打击轻武装敌人。面临重武装敌人时,主要用于骚扰敌人,延迟敌人的进攻,而不是抵足硬拼。重型武直的体积大,特征大,运作成本也高,一般不适合用于侦察,而适合用于在敌人主攻轴线上强攻死守。理论上,重型武直和轻型武直搭配使用是最理想的,但由于“低成本”的轻型武直依然代价不菲,世界上还没有将轻型武直和重型武直搭配使用的国家,侦察和引导任务一般由无武装的轻型观通直升机担任。美国使用OH-58D“基俄瓦武士”,英国、荷兰使用“大山猫”或者“小羚羊”一级的直升机。不过这样的无武装观通直升机的战场生存力很成问题,挂载机枪和反坦克导弹也只是聊胜于无,一旦引起敌人的警觉,基本上只有躲着走一条路。美国为了解决这个问题,曾研制RAH-66“科曼奇”,这是一种轻型武直,但最后增重到中型武直,上不足以取代“阿帕奇”,下则成本大大高于任务定位,下马了。另一方面,理想的中型武直在作战能力上接近重型武直,但也适合用于侦察。澳大利亚的“虎”式就是定位于兼具攻击能力的武装侦察。
在发现既摧毁的现代战场上,武装侦察正在具有越来越重要的作用。武直只是现代陆军的打击手段之一。在高速机动中强力冲击的坦克集群是武直的传统敌人,隐蔽坚固的工事是武直的另一个重要打击对象,但具有末制导的火箭炮、远程火炮、战术飞机投放的单弹头或者撒布弹药也都是有效的远程间接打击手段,近程的直接打击手段更是包括各种空射和地面发射的反坦克导弹和带末制导的火箭弹,这还不算坦克、自行反坦克炮这样的传统手段。但这一切手段的发挥作用取决于在战场上具有生存力和打击力的武装侦察平台及时发现目标,引导攻击。伊拉克、阿富汗是这种现代武装侦察概念的战场检验,美国陆军的“斯垂克”装甲车就是具体体现。但在战斗中,美军痛苦地发现,武装侦察的生命力实际上在于生存力,不是什么时候都能先敌发现的。即使先敌发现,但在己方火力打击达到之前敌人也发现了自己,这时不光需要装甲来保证足够的生存力,还需要足够的火力来压制敌人,争取时间。美国陆军已经在讨论重新启用M8一级的轻型坦克的问题了。延伸到武直,有效的武装侦察也要求具有足够火力和装甲的中型武直,甚至是中型偏重的中型武直。这就是中国直-10的定位。

另外,直升机空战是武直时代的新生事物。在越南战场上首先出现武直的时候,武直的任务很单纯,就是对地攻击和为运输直升机提供护航。但随着战场直升机的普及,拦截对方运输直升机甚至于对方武直空战,这成为武直的重要任务。另外一个任务就是拦截或者猎杀无人机。大量的战术级无人机在中低空活动,速度也不高,正好在武直的空战能力之内。在远距离上,空空导弹依然是最重要的武器。然而,武直作为一树之高的战斗平台,在使用上本来就注重隐蔽和机动,所以直升机(或者武直)在开阔的天空中格斗的情况不多,更多的是短兵相接的遭遇战,或者在复杂地形的伏击战。这就决定了需要相对较长的准备、锁定和飞行时间的空空导弹并不总是最适合的武器,航炮依然具有不可替代的作用。意大利“猫鼬”和德法“虎”式在开始时都曾经放弃航炮,但后来再加装,正是在一定程度上受直升机空战需要的影响。另一方面,空战不仅需要一定的速度,更需要机动性。中型武直在速度和武器携带量方面上接近重型武直,在机动性上接近轻型武直,更加适合直升机空战的需要。中国直-10是少数在设计的时候就把直升机空战作为主要任务的武直之一。
  另外,直-10定位于中型偏重,这是和中国的国防思想一致的。中国军队正在经历史无前例的大变化,在跳过火力化、机械化、装甲化这一阶段后,直接进入数字化、信息化、网络化。均衡结合生存力、打击力和侦察力侦察力、适合作为战场网络节点的中型武直是符合这一潮流的。另一方面,中国的国防环境十分严峻。不少周边军事力量在装备上领先,周边热点也很多,中型偏重也是适当的定位。卡莫夫设计局正是在中国军方对直-10确定定位之后展开的总体设计。直-10还有相当的隐身考虑,尽管还没有达到RAH-66“科曼奇”的水平。应该指出的是,卡莫夫没有设计中型武直的先例,事实上,苏联、俄罗斯历史上没有设计中型武直的先例,直-10与卡莫夫的主流武直卡-50/52也是截然不同的。卡莫夫的作用是外包设计,但不是主导设计,这一点应该明确。
在总体设计外包给卡莫夫之后,中国继续通过直-15先进中型通用直升机项目,在具体技术层面上取得了欧洲的技术合作。中国用7000万美元的代价,在1997年5月与欧洲直升机(法国)签约,购入了主旋翼设计和复合材料桨叶的制造技术;在1999年3月,以3000万美元的代价,与意大利奥古斯塔签约,购入了主减速齿轮箱和传动系统设计;在2001年,与加拿大普拉特惠特尼签约,购入了10台PT6C-76C发动机和相关的全权数控系统。当然,引进技术对直-10有重大作用,但直-10远不是把这些引进技术加上国产系统堆积在一起的结果。直-10要到2003年4月29日才首飞,2010年12月才交付军方,这中间就是大量脚踏实地的研发、测试和生产组织。这一切绝不是微不足道的。诺斯鲁普在争夺UCAS-D无人机项目的过程中,雇佣写手发表了长篇B-2研发史。除去其中为诺斯罗普歌功颂德的部分,全书确实深入描述了基本设计概念形成后,即使基本技术也已经认定,产品细化设计、测试和生产组织依然充满艰辛和惊险。直-10的历史日后公开后,相信也会充满了类似的经历。

  直-10已经装备部队,据报道已经有至少60架交付军方,另以每年20架的速度成批生产。最终总数现在还不得而知,但应该是继AH-1、AH-64、米-24之后数量最大的专用武直,远远超过欧洲“虎”式和南非“石茶隼”,也远远超过俄罗斯的米-28N和卡-50/52。
 不过直-10不是完美无缺的。由于美国禁运PT6C-76C发动机,中国只得改用国产涡轴9,单台功率只有1340马力,而不是最初的设计基准所参考的PT6C-76C的1700马力。功率不足使得直-10被迫修改设计,降低重量,估计是削减装甲,降低机内燃油和载弹,并减少一些机载电子设备。这极大地限制了直-10的速度、机动性、燃油和武器挂载。航空发动机是中国的传统弱项,但在气动和结构方面取得长足进步后,中国的航空发动机研发也在取得飞速发展。据报道,中国正在与法国透博梅卡合作研制最大功率达到2040马力的涡轴16发动机,这将于直-15共用,一旦成功装机,将使得直-10的功率增加50%,不仅完全补足了当初PT6C的指标,还大大超过。这使得直-10可以全面恢复到原设计的状态,增加装甲、火力和电子系统。
  直-10的另一个不足是航炮。专用武直相对于“业余”武直很大的一个特点就是航炮,尤其是机头下转动炮塔里的航炮,可以向与航行方向不同的方向射击。早期武直有用机枪直升机航炮是比较特别的,一方面需要具有战斗机航炮的轻巧,以符合装机需要;另一方面需要具有装甲车机关炮的威力,才能有效打击装甲和硬目标。历史上,最早的武直AH-1曾经只装备7.62毫米转管机枪,苏联的米-24的机头机枪为12.7毫米,意大利“猫鼬”的最初型号则根本不装备机枪或者航炮。“阿帕奇”装备了一门M230 30毫米炮,但这是与众不同的所谓链式炮。也就是说,火炮的自动机构由电动机驱动,而不是传统的发射过程中后座力驱动。由于使用外部的动力驱动,链式炮的运作比较平稳,射击精度高,射速可调,而且没有哑火造成不能继续射击的问题。但链式炮的重量也较大,结构较复杂。后期贝尔AH-1系列使用3管20毫米加特林炮,这也是外部动力驱动的航炮,而且三根炮管轮流装弹、射击,极大地提高了射速,不过炮管的回转不可避免地把炮弹向切线方向“甩”出,影响精度,结构重量也较大。欧洲“虎”式采用法国GIAT 30M 781航炮,这与“阵风”战斗机上的航炮同源,为电动转膛结构,可以理解为左轮枪那样的结构。和链式炮具有相近的特点。
直-10则采用由中国战斗机通用的23毫米航炮改装而来。这是一种气动式航炮,大体相当于放大的重机枪结构。也就是说,燃气压力推动弹丸出膛时,弹壳产生后座力,以此为原动力推动自动机构,完成抽壳、抛壳、装弹、闭锁等动作,结构简单,动作可靠。但气动方式具有一旦哑火就不能继续射击的基本缺陷,另一个问题是后座驱动的动作大,系统震动大,影响射击精度。另外,由于这是50年代的基本设计,射速1200发/分,有效射程2000米,但最大的问题是炮口初速较低,只有700米/秒。
  高初速炮的弹道平直,弹丸飞行时间短,受风偏影响小,射弹散布小,终端存速高,特别有利于作为武直的航炮。AH-1系列的M197 20毫米加特林炮的初速1030到1050米/秒,AH-64的M230链式炮的初速为805米/秒,“虎”式的GIAT 781航炮的初速也高达1025米/秒,米-24P的GSh-30-2K的初速为940米/秒,卡-52的2A42根本是BMP2步兵战斗车的主战武器,初速按照不同弹种在960-1120米/秒之间。相比之下,苏-27的航炮GSh-301的初速也有860米/秒。直-10的航炮口径只有23毫米,弹丸较轻,要保持较为平直的弹道和较小的射弹散布,初速需要比相应的30毫米炮更高才对,700米/秒的初速实在是低了。
  武直航炮的口径、射速和初速是一个很微妙的设计取舍问题,最终取决于对武直航炮作用的定位。武直航炮有三个主要作用:反坦克和反固定硬目标,反固定软目标,空战。武直航炮也有三种主要使用方式:固定向机身前方,由射手击发;炮口与射手头盔瞄准具的视线方向随动,依然由射手击发;炮口转向射手标定的目标,按照直升机的速度、转向、风速、炮塔偏转速度、目标距离、弹道弯度、惯性等弹道参数,在时机恰到好处的时候自动击发。固定向前的射击方式似乎是一种倒退,但由于直升机具有侧飞、倒飞、“点头”、原地转向等特殊飞行能力,固定向前的射击方式并不像战斗机上那么受局限,但能用转动炮塔的话,炮口指向偏转更快,这是肯定的。另一方面,固定向前方的位置最稳定,机体承受后座的能力最高,射弹分布最小,还避免了炮塔随动的动态滞后,在抢先开火或者掠过扫射的时候减少了一个不定因素,还是有其不可取代的作用的。
  不管是什么情况,高初速总是有利的,但高初速的必然后果是大后座,其影响在侧向射击的时候尤其突出,不仅要求机体结构能够承受这样的后座力,发射时的震动也影响射击精度。高射速可以补偿后座引起的射弹分布,但进一步增加发射时的后座力和震动。口径选择也是一个权衡问题。一方面,口径较大,弹丸威力较大,单发命中就可以产生较大的效果。另一方面,口径较大,发射时后座较大,携弹量也相应降低。口径大,初速高,有时飞机需要对承载后座力有专门考虑,对航炮的布置反而有影响。卡-50/52的航炮布置在机身右侧,这当然有让开前三点起落架的原因,但后座力太大,以至于必须安装在靠近机身重心的位置,也是一个原因。卡-50/52的安装方式相当于只有固定向前的射击方式。

直-10的23毫米航炮不仅威力小,初速也低,并不适合用于反坦克和反固定硬目标,但用于固定的软目标(如暴露的或者只有简单掩体的步兵)足够了。更重要的是,直升机空战对航炮初速的要求实际上并不那么高,因为航炮空战通常发生在较近的距离,突发性质强,与其精确射击,不如形成一定的弹幕分布。就这一点而言,直-10的23毫米航炮的高射速是一个优点。用于攻击软目标,也可以用高射速弥补精度的不足,但用于硬目标或者装甲目标,就不大合适,不能不说是一个遗憾。当然,如果设计思想变一下,不再把航炮作为主要武器,而作为最后的防身武器,而以导弹、火箭弹为主要武器,直-10的23毫米低初速航炮也未尝不可。但那样航炮的作用就聊胜于无,失去专用武直的意义了,毕竟武直-9也可以挂载各种导弹、火箭弹。
  事实上,武直航炮的射速有降低的趋势。随着火控技术和高精度航炮的发展,现代武直经常可以做到在飞行中单发命中目标,南非“石茶隼”的20毫米炮和俄罗斯卡-50/52的30毫米炮都声称可以做到,所以不必高射速。这不仅节约弹药,也因为单发射击而实际上提高了精度。如果“石茶隼”的20毫米炮弹的单发威力只够打步兵和无装甲车辆的话,卡-50/52的30毫米炮弹本来就是步兵战斗车使用的,威力大得多,在1500米距离上以60度入射角命中,可以击穿15毫米后的轧制装甲。但直-10的23毫米航炮不仅威力小,初速也低,射弹散布必定增大,不大可能使用精确射击的模式。唯一的好处是后座较低,对机体结构要求较低,系统重量轻。事实上,还存在一个可能,那就是23毫米炮是发动机功率不足后减重设计的一部分,如果发动机功率得到大幅度增加,模块化设计使得换装30毫米或者其他更加合适的航炮成为可能,至少可以换装歼-11已经装用的GSh-301 30毫米航炮,单发威力和初速大大提高。
中国已经为直-10装备了红箭-10、天燕-90等先进导弹,这是很好的起点。事实上,中国在武直导弹方面有先见之明,专门研制了直升机空战使用的天燕-90。由于武直空战的突发性强,武直使用的空空导弹需要具有很大的越肩锁定和射击能力,要求发射准备时间特别短,加速特别快,除非要求对高空的战斗机对打,否则最大速度、射程和射高的要求并不特别高。传统上,武直使用步兵用的肩射防空导弹作为主要空空导弹,但肩射防空导弹的速度和射高都不足,用于直升机空战有点勉为其难,尤其在被迫对阵敌人战斗机的情况下。战斗机空空导弹的性能当然足够,但重量大,而且不是为直升机空战的典型条件设计的,实际使用效果并不突出。天燕-90比肩射防空导弹更重,性能更高,但重量轻于战斗机空空导弹,是比较合适的折中,并且有潜力作为轻装甲部队的防空导弹使用,但这是题外话了。

  武直装备的一个趋势是火箭弹制导化,将本来是洒水一般使用的火箭弹改为精确制导武器。洒水射击的场合还是有,火箭弹依然可以那样用,但武器精确制导化不是不必要的奢侈,而是战场的必然。精确打击武器可以降低携带量的要求,或者携带同等数量武器可以大大提高战场耐久力,这可以成倍提高战斗平台的实际使用效率。武器精确制导化当然有一个成本问题,但考虑到武直的购置、运作和保障(包括整个供应链及相应的警卫和保障)成本更高,全系统成本效益还是极大地提高的。制导火箭弹的精度和威力依然不及反坦克导弹,但对于战场上大量出现的轻装甲目标或者半硬目标还是十分有效。
  武器系统只是直-10的一个方面,作为武装侦察平台,电子系统的重要性至少和武器系统相当。数据链、玻璃座舱、光电系统,这些东西从外观上不容易看出名堂来,但直-10缺少一些从外观上就可以看到的重要系统。第一是毫米波雷达。
中国已经为直-10装备了红箭-10、天燕-90等先进导弹,这是很好的起点。事实上,中国在武直导弹方面有先见之明,专门研制了直升机空战使用的天燕-90。由于武直空战的突发性强,武直使用的空空导弹需要具有很大的越肩锁定和射击能力,要求发射准备时间特别短,加速特别快,除非要求对高空的战斗机对打,否则最大速度、射程和射高的要求并不特别高。传统上,武直使用步兵用的肩射防空导弹作为主要空空导弹,但肩射防空导弹的速度和射高都不足,用于直升机空战有点勉为其难,尤其在被迫对阵敌人战斗机的情况下。战斗机空空导弹的性能当然足够,但重量大,而且不是为直升机空战的典型条件设计的,实际使用效果并不突出。天燕-90比肩射防空导弹更重,性能更高,但重量轻于战斗机空空导弹,是比较合适的折中,并且有潜力作为轻装甲部队的防空导弹使用,但这是题外话了。

  武直装备的一个趋势是火箭弹制导化,将本来是洒水一般使用的火箭弹改为精确制导武器。洒水射击的场合还是有,火箭弹依然可以那样用,但武器精确制导化不是不必要的奢侈,而是战场的必然。精确打击武器可以降低携带量的要求,或者携带同等数量武器可以大大提高战场耐久力,这可以成倍提高战斗平台的实际使用效率。武器精确制导化当然有一个成本问题,但考虑到武直的购置、运作和保障(包括整个供应链及相应的警卫和保障)成本更高,全系统成本效益还是极大地提高的。制导火箭弹的精度和威力依然不及反坦克导弹,但对于战场上大量出现的轻装甲目标或者半硬目标还是十分有效。
  武器系统只是直-10的一个方面,作为武装侦察平台,电子系统的重要性至少和武器系统相当。数据链、玻璃座舱、光电系统,这些东西从外观上不容易看出名堂来,但直-10缺少一些从外观上就可以看到的重要系统。第一是毫米波雷达。
直-10是中国陆军装备的一个里程碑。一旦直-15中型运输直升机研制成功,两者搭配,将成为中国陆军空中机动部队的核心。那时,中国陆军才真正现代化了。
细品直-10
  直-10采取了常见的单旋翼、尾撑-尾桨、后三点起落架和短翼布局,貌似寻常,但恶魔就在细节之中。

  除了卡-50/-52之外,所有武直都采用单旋翼,这是有道理的。共轴反转双桨是卡莫夫的特色。这不仅取消了尾桨,发动机的所有出力都可以用于产生升力,还有诸多额外的好处。旋翼集中了直升机最大的奥妙,这不仅是产生升力的装置,也是推力的主要来源。在前飞中,旋翼不是水平旋转的,而是略带前倾。其垂直分量产生升力,水平分量自然就产生推力。前倾是由斜板(swash plate)控制的,也叫周期距。旋翼的桨叶通过铰链与主轴连接,所以不光可以水皮转动,还可以上下挥舞。斜板实际上是一个圆环,通过连杆迫使桨叶在水平转动的同时,还上下挥舞,这使得桨叶叶尖路径划出一个倾斜的盘面。桨叶在转动同时的挥舞造成了很大的周期性振动,现在采用各种减震方法,但这种本质振动是不可能完全消除的。另一方面,如果有上下两副转速相同、相位相反的旋翼,振动在相当程度上可以对消。因此,卡莫夫直升机以飞行平稳著称。

共轴双桨的另一个优点是悬停性能好。这依然是由于发动机的所有出力都可以用于产生升力的原因。相比之下,重载悬停的时候,单旋翼直升机的相当一部分功率要用于尾桨的反扭力。由于没有了前飞中气动舵面的辅助作用,尾桨需要的出力更大,吃功率更多。另外,优秀的减震使得卡莫夫直升机可以由一个飞行员单手控制悬停,这对没有先进电传飞控的传统直升机来说是难以做到的。
  共轴双桨的另一个特点是可以在保持飞行速度和姿态的同时,用选择性“制动”,借助反扭力来实现快速偏转。上下反转的双桨产生大小相同、方向相反的反扭力,选择性地降低其中一个旋翼的出力,并同步增加另一个旋翼的出力,不光可以维持相同的升力,还可以利用反扭力的差来实现几乎是瞬时的偏转。单旋翼直升机就比较难做到这样的特殊机动,很难在改变反扭力的同时不影响飞行姿态。
  共轴双桨有上下两个旋翼产生升力,尽管效率有损失,并不等于两个独立的旋翼的升力简单叠加,旋翼直径依然大有降低,适合在狭窄空间使用,比如林地、建筑物之间等。共轴双桨直升机的尾撑在理论上可以完全取消,在实际上只需要考虑上下旋翼因为故障而不同步时的应急气动补偿,所以可以较短。总的来说,共轴双桨的尺寸紧凑,比同等吨位的单旋翼直升机要短小。飞行平稳有助于提高航炮射击精度,瞬时转向能力可以补偿固定式航炮的火力敏捷性不足的问题,取消转动炮塔不仅节约了重量,也简化了设计,所以卡莫夫在设计卡-50/52时,采用了独树一帜的共轴双桨布局,并采用了实际上是固定的航炮设计。
共轴双桨有上下两个旋翼产生升力,尽管效率有损失,并不等于两个独立的旋翼的升力简单叠加,旋翼直径依然大有降低,适合在狭窄空间使用,比如林地、建筑物之间等。共轴双桨直升机的尾撑在理论上可以完全取消,在实际上只需要考虑上下旋翼因为故障而不同步时的应急气动补偿,所以可以较短。总的来说,共轴双桨的尺寸紧凑,比同等吨位的单旋翼直升机要短小。飞行平稳有助于提高航炮射击精度,瞬时转向能力可以补偿固定式航炮的火力敏捷性不足的问题,取消转动炮塔不仅节约了重量,也简化了设计,所以卡莫夫在设计卡-50/52时,采用了独树一帜的共轴双桨布局,并采用了实际上是固定的航炮设计。
直-10采用了5叶主旋翼,这在中型武直中是仅有的。在现有的西方武直中,AH-64“阿帕奇”、欧洲“虎”式、南非“石茶隼”、AH-1Z“大毒蛇”都采用4叶旋翼,只有轻型的A-129“猫鼬”和米-28采用5叶,其实早期A-129“猫鼬”也是4叶。事实上,最早的AH-1只有双叶。直升机旋翼的桨叶数是一个有意思的问题。桨叶数越少,构造越简单,重量越轻,也越可靠,成本、维修统统相应降低。理论上,旋翼只要一片桨叶就可以了,像大砍刀一样回转,照样产生升力。在实际上,这样的构造在力学上不平衡,反而不好,所以旋翼最少也是双叶。早期直升机常采用双叶旋翼,现在的低成本轻型直升机也有很多采用双叶的。贝尔在设计UH-1和AH-1的时候,创造性地把双叶旋翼设计成跷跷板的构造,在前行桨叶下压的同时,自然地迫使后行桨叶上抬。这个巧妙的设计很难扩展到更多的桨叶,但随着直升机重量的增加,更多的桨叶是必要的。更多的桨叶意味着更大的升力,或者更小的直径,或者更低的转速。旋翼直径减小不仅有利于在狭窄空间起飞、着陆,还可以降低阻力。较低的转速则可以降低噪声和振动,或者为增速留有空间。但更多的桨叶也意味着更复杂的结构、更大的重量、更高的成本和更多的维修。
  米-28是世界上最重的武直,空重就超过了直-10的最大起飞重量,采用5叶旋翼不奇怪。下马的RAH-66“科曼奇”也是5叶,此外只有中期改进后的A-129“猫鼬”采用5叶。在这一点上,直-10是开风气之先的。不过直-10的桨毂还是很“啰嗦”,不仅阻力大,也破坏隐身,如果像RAH-66“科曼奇”那样用整流罩遮起来就好了。
 与米-28的5叶旋翼相比,直-10的似乎更加先进一点。在地面停放状态下,米-28的桨叶有很显著的下垂,说明桨叶材料较软。柔性较大的桨叶抗疲劳特性较好,但形变大,挥舞大,不仅振动大,升力损失大,阻力也大。俄罗斯直升机采用5叶旋翼很普遍,米-8/17、米-24也是5叶,而西方同级直升机通常采用4叶,这可能和俄罗斯旋翼柔性较大、升力损失较大有关。同样在停放状态,直-10桨叶的下垂就较小,基本是西方直升机的水平。相比之下,A-129的5叶旋翼或许是原型A109的4叶旋翼在增重之后性能不足,在不增加旋翼直径的情况下,4叶换5叶是最快捷的办法。应该指出的是,A-129“猫鼬”的尾桨依然是简陋的双叶。

直-10的尾桨则是先进的“剪刀”式。换句话说,4叶尾桨不是十字形,而是像两个背对背的V形。这是为了降低尾桨的噪声。武直的战斗空间主要在一树之高。由于各种自然和人工屏障,雷达和红外特征远并不容易被捕捉到,但噪声就很难掩盖,而且主要噪声威胁在于侧向。主旋翼的噪声虽然很可观,但是没有方向性。尾桨则不然,具有较强的方向性,在侧向尤其容易被探测到。剪刀形尾桨并不能直接降噪,但把均匀的有规律的噪声打乱,形成忽高忽低的噪声,相对容易伪装成自然噪声。AH-64“阿帕奇”、米-28也是剪刀形尾桨。在这方面,RAH-66“科曼奇”也更加领先,不仅采用涵道尾桨,进一步降低噪声,而且不易挂上电线、树枝等。更加特别的是,涵道尾桨略微倾斜,在产生反扭力的同时,还产生一点升力。这样,在增加发动机出力(或者说增加总距)的时候,涵道尾桨不仅平衡掉反扭力,还通过额外升力使直升机在不需要改变周期距的同时就自然增加前倾姿态,增加推力,提高速度。噪声的峰值方向也略微偏转一点,降低了侧向的噪声特征。这是一个很巧妙的设计,但对设计和飞控的要求也很高,否则会弄巧成拙。直-10还是很传统的垂直尾桨,没有额外升力作用。
直-10的起落架是典型的后三点,并排的主起落架在前,单一的尾轮在后。在固定翼飞机上,后三点曾经很流行,这是因为后三点容易通过增加主起落架长度,在地面就形成自然的抬头姿态。这样在起飞滑跑时,自然增加机翼迎角,增加升力,有助于缩短滑跑距离,在发动机推力不足的过去尤其重要。但后三点在起飞时尾轮首先在升力作用下离地,然后才是主起落架离地;在着陆时主起落架首先着地,然后才是尾轮着地。这样,操作不当的话,容易发生前滚翻,对技术要求较高。另外一个问题是在地面机头抬起,飞行员无法看到跑道,只有不断走S形。在起飞前最后对准跑道中线时,只能凭经验。前三点正好相反,起飞、着陆的动作自然、稳定,但无法利用机头上抬的自然增升作用。
  对于直升机来说,通常没有滑跑起飞、着陆的问题,但依然有前三点和后三点的不同,只是考虑的出发点不同了。由于主起落架需要靠近重心,机身比较短而尾撑比较高的直升机(如卡莫夫共轴双桨)采用前三点比较有利,但通常以后三点为多。由于尾撑较长,后三点的轮距较大,停放比较稳定。前置的主起落架与机身直接连接,可以比较粗壮,尤其适合粗暴着陆,抗坠毁性较好。直-10也是后三点布局。应该指出的是,武直大多采用固定起落架,也就是说,在飞行中不收回机内。这增加了阻力,但有利于极大地增强结构,提高抗坠毁能力。相对于武直的速度而言,这点阻力代价是可以接受的。
 直-10的起落架是典型的后三点,并排的主起落架在前,单一的尾轮在后。在固定翼飞机上,后三点曾经很流行,这是因为后三点容易通过增加主起落架长度,在地面就形成自然的抬头姿态。这样在起飞滑跑时,自然增加机翼迎角,增加升力,有助于缩短滑跑距离,在发动机推力不足的过去尤其重要。但后三点在起飞时尾轮首先在升力作用下离地,然后才是主起落架离地;在着陆时主起落架首先着地,然后才是尾轮着地。这样,操作不当的话,容易发生前滚翻,对技术要求较高。另外一个问题是在地面机头抬起,飞行员无法看到跑道,只有不断走S形。在起飞前最后对准跑道中线时,只能凭经验。前三点正好相反,起飞、着陆的动作自然、稳定,但无法利用机头上抬的自然增升作用。
  对于直升机来说,通常没有滑跑起飞、着陆的问题,但依然有前三点和后三点的不同,只是考虑的出发点不同了。由于主起落架需要靠近重心,机身比较短而尾撑比较高的直升机(如卡莫夫共轴双桨)采用前三点比较有利,但通常以后三点为多。由于尾撑较长,后三点的轮距较大,停放比较稳定。前置的主起落架与机身直接连接,可以比较粗壮,尤其适合粗暴着陆,抗坠毁性较好。直-10也是后三点布局。应该指出的是,武直大多采用固定起落架,也就是说,在飞行中不收回机内。这增加了阻力,但有利于极大地增强结构,提高抗坠毁能力。相对于武直的速度而言,这点阻力代价是可以接受的。
直-10的起落架是典型的后三点,并排的主起落架在前,单一的尾轮在后。在固定翼飞机上,后三点曾经很流行,这是因为后三点容易通过增加主起落架长度,在地面就形成自然的抬头姿态。这样在起飞滑跑时,自然增加机翼迎角,增加升力,有助于缩短滑跑距离,在发动机推力不足的过去尤其重要。但后三点在起飞时尾轮首先在升力作用下离地,然后才是主起落架离地;在着陆时主起落架首先着地,然后才是尾轮着地。这样,操作不当的话,容易发生前滚翻,对技术要求较高。另外一个问题是在地面机头抬起,飞行员无法看到跑道,只有不断走S形。在起飞前最后对准跑道中线时,只能凭经验。前三点正好相反,起飞、着陆的动作自然、稳定,但无法利用机头上抬的自然增升作用。
  对于直升机来说,通常没有滑跑起飞、着陆的问题,但依然有前三点和后三点的不同,只是考虑的出发点不同了。由于主起落架需要靠近重心,机身比较短而尾撑比较高的直升机(如卡莫夫共轴双桨)采用前三点比较有利,但通常以后三点为多。由于尾撑较长,后三点的轮距较大,停放比较稳定。前置的主起落架与机身直接连接,可以比较粗壮,尤其适合粗暴着陆,抗坠毁性较好。直-10也是后三点布局。应该指出的是,武直大多采用固定起落架,也就是说,在飞行中不收回机内。这增加了阻力,但有利于极大地增强结构,提高抗坠毁能力。相对于武直的速度而言,这点阻力代价是可以接受的。
但饱满的菱形截面尾撑也提供了另一个可能,这里RAH-66再次成为参照。RAH-66“科曼奇”的发动机位置很常规,但喷气口不同寻常,不仔细寻找根本看不见。其实喷气口不是一个常见的圆形或者矩形的喷口,而是沿尾撑棱边“腋下”而面向下的长条栅口。发动机喷气排入尾撑内部的宽大流道,然后导入长条栅口。这样不仅极大地强化了与环境空气的混合,降温减噪,还在侧向和后向有效地屏蔽了喷口。旋翼下洗气流进一步吹散排气,红外特征极大地弱化。除非在直升机的正下方,基本不能直视喷口,极大地增加了红外制导导弹锁定的困难。不过这样的红外隐身是有代价的。直升机的涡轴发动机的喷气基本不产生推力,但依然需要顺畅的排气通道。曲折漫长的喷管和喷口的格栅提高背压,而涡轮的出力取决于燃烧室压力与喷口背压之差。换句话说,RAH-66“科曼奇”这样不顺畅的喷口是要有相当的推力损失的。直-10现在的发动机本来就功率不足,不可能接受这样的推力损失。但是功率增加50%的WZ10发动机一旦研制成功,这样的改装就具备了条件。届时,直-10的技术水平就更进一步,真正跨入世界领先的行列了。现行设计的喷口侧转向外,在旋翼下洗气流的吹散作用下,也有较好的红外隐身效果,但和RAH-66“科曼奇”那样的长条栅口相比,还是有很大差距。

  总的来说,直-10是一个很出色的设计。在发动机功率大大增加后,还可以玩出更多的花样,有望成为具有真正先进水平的武直。
功率增加50
大神科普文,小白受教了
发动机
说来说去,就是发动机不行
这是什么时候的文章??好像看过了
有自己的观点和见解,赞。但是错误也不少,希望原作者再接再厉。
先解决有无的问题,前景看好。
心脏不好,干什么活都不顺当
作为空中突击部队的伴随火力自然不错,但现在可能没有使用武直进行大规模反坦克作战的需要了。从航炮选择来看,主要还是伴随火力打击,更类似于当年AH-1眼镜蛇使用机枪的那种理念,而非使用航炮来反坦克。实际上,即便是A-10反坦克也已经越来越依靠各种精确弹药,而非用航炮来拼刺刀。
现代武直可能更近似于空中火力支援车,而非空中坦克歼击车。要求具有更加广泛的作战功能属性。
看了一半就不想看了,错误百出,都14年了,还写出这样的裹脚文,不愧为球电无脑黑。
guarddefend 发表于 2014-5-12 11:33
现代武直可能更近似于空中火力支援车,而非空中坦克歼击车。要求具有更加广泛的作战功能属性。
看看最近的演习吧,武直主要作为运输直升机的护卫,开辟登陆场,提供空中近距离火力支援,而不是去反坦克。
HOHO,又一个大神倒掉了~~

看到航炮那段实在忍不住了,作者不知道直升机上毛子的23,欧美的30发射的都是短弹吗?7,8百的初速很正常啊,又不只是直-10独有,怎么就成了直-10的标签?

那个1025米/秒明明是阵风上面M791的初速,虎式的M781才810米/秒,这都能抄错?!

GSH301的后座力有6吨多,直10那小身板能扛得住?

卡50/52固定安装航炮是因为原始设计就是单人驾驶,只能象战斗机一样调整机体方向来瞄准——单人一边超低空飞行一边使用转塔炮瞄准目标,驾驶员得长两个脑袋才成;而不是所谓共轴双旋翼飞行平稳有助于提高航炮射击精度,瞬时转向能帮助固定航炮瞄准目标。

谬误太多,不忍卒读,懒得吐槽........
看了一半就不想看了,错误百出,都14年了,还写出这样的裹脚文,不愧为球电无脑黑。
就是乱七八糟的!
今年就能用上新发动机了吧
学习一下!
收藏了很久,今天看了,顶一下
惯性世界上张明德的分析也是挺不错的。
28楼挖坟了
卓越奇迹 发表于 2014-5-11 21:37
直-10的起落架是典型的后三点,并排的主起落架在前,单一的尾轮在后。在固定翼飞机上,后三点曾经很流行, ...
直10也叫专武10,没有武直10这个编号。
CD考古队大规模出动了?
此间的少年 发表于 2014-5-14 19:53
今年就能用上新发动机了吧
今年就能用上新发动机 是真嗎?