“蹉跎与辉煌”直升机百年有感

来源 :兵器知识 | 被引量 : 0次 | 上传用户:worinimmde
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  直升机是指依靠发动机带动旋翼产生升力和推进力的航空器。由于其特殊的飞行机理,能前飞、后飞、左右侧飞,并能实现垂直起降、空中悬停、悬停回转等固定翼飞机难以完成的动作,因而它具有独特的军用价值和极其广泛的民用价值。如果没有直升机,五彩斑斓的航空世界将显得单调和乏味;如果没有直升机,现代化的战场将少了一个充满故事的角色。纪念直升机,不仅是对一种航空器命运的关注,而且是对人类智慧的尊重和期待。
  
  艰难的起飞
  
  在这个世界上,恐怕很难找到像直升机那样命运坎坷的机器了。从概念的提出,到基本原理的认识,再到它正式诞生,居然痛苦孕育了两千年!
  历史学家认为,公元前3世纪中国就出现了看似简单、其实包含了直升机基本原理的飞行玩具——竹蜻蜒。竹蜻蜒对世界航空发展的贡献是举世公认的。公元14世纪,竹蜻蜒作为玩具传到了欧洲,欧洲人管它叫“中国飞陀螺”。它奇妙的垂直升空原理被欧洲人作为一种航空器进行研究,许多航空先驱者都是从竹蜻蜒中悟出了一些重要航空原理。
  1483年,意大利画家、工程师达·芬奇绘出了一张著名的旋翼模型设计图。1754年,俄罗斯“科学之父”罗蒙诺索夫第一次在俄罗斯科学院演示自制的旋翼模型。1792年,英国“航空之父”凯利制成以鲸骨或时钟发条为动力的直升机模型。19世纪后期,大发明家爱迪生也曾想以电动机为动力研制直升机,但没有成功。
  1907年是直升机诞生的元年。法国飞机大师路易·布雷盖和他的兄弟,以及里歇教授一起研制出名为“陀螺飞机1号”的直升机。该机装有50马力的发动机,有四副旋翼,每副旋翼由8片双层桨叶组成,看起来十分笨重。8月27日,布雷盖驾驶“陀螺飞机1号”试飞,但由于操纵问题没有解决,上升至1.5米的高度就掉了下来。同年,法国人保罗·科尔尼自行研制出一种载人直升机,11月13日,亲自驾驶试飞。科尔尼的直升机在距地30厘米的高度上悬停了20分钟,因而被航空史研究者确认为“人类第一架直升机”。尽管科尔尼的直升机并没有完善的操纵系统,但其历史意义不亚于四年前莱特兄弟的划时代飞行。
  直升机的孕育过程之所以如此艰难,主要是由于三大技术难关阻碍了其发展。一是大功率,重量比的发动机,二是如何平衡旋翼旋转时产生的扭矩,三是如何实现飞行控制。蒸汽机的出现曾为直升机带来一线希望,但很快被否定,内燃机的出现才使发动机符合了直升机的要求。克服扭矩问题,最常见的方法是采用单旋翼 尾桨布局,除此之外,还有纵列双旋翼、横列双旋翼和共轴双旋翼的布局形式。至于飞行控制问题,通常的做法是在旋翼桨毂上设置挥舞铰,以及旋翼桨叶变距机构。在这个过程中,西班牙人胡安·切尔瓦功不可没,他最早在其发明的“自转旋翼机”上安装挥舞铰,对直升机技术的成熟和发展,产生了重要的影响。
  回顾直升机的诞生,还有两个人物居功至伟,一位是德国人福克·沃尔夫,一位是俄裔美国人伊戈尔·西科斯基。1933年,福克·沃尔夫设计了一种采用飞机机身、横列双旋翼布局的直升机FW-61,这是世界上第一种技术成熟的直升机。1937年,年轻美丽的汉卿·罗带西小姐驾驶FW-61在柏林体育场进行飞行表演,前飞、后飞、悬停、转弯,第一次向人们展示了直升机特有的魅力。西科斯基原本是俄罗斯的飞机设计大师,早期曾专注于直升机研究,后转向固定翼飞机设计,世界上最早的战略轰炸机“伊里亚·穆罗梅茨”就是他的杰作。“十月革命”后,西科斯基移居美国并重新开始直升机研究,1939年12月,研制成功实用性直升机VS-300。VS-300的技术领先,拥有趋于成熟的操稳控制系统和足够的可用功率。VS-300成为美国陆军第一种直升机装备,定名为R-4。R-4在二战期间共生产了130多架,参加了一系列作战行动。
  直升机的诞生比固定翼飞机更加坎坷与艰辛,一方面说明科学之路的曲折,另一方面,为我们今天思考直升机的未来提供了宝贵的源代码。
  
  一树之高铸辉煌
  
  就在R-4崭露头角后不久,1946年3月,美国贝尔47直升机获得第一张商用直升机适航许可证。作为运输工具,直升机是唯一能够抵达任何地形区域的飞行平台;作为作业工具,被广泛用于工业、农业、商业活动中,并在医疗救护、抢险救灾、重物起吊、森林灭火、治安巡逻等领域发挥着不可替代的作用。据统计,目前世界上有2万多架民用直升机,拥有和使用直升机的数量多少已经成为衡量一个国家科技、经济水平的重要标志之一。
  直升机的民用价值不可估量、自不待言。而军用直升机经过60多年的战争洗礼,也创造了一个又一个辉煌。
  战后直升机引起世人关注是从朝鲜战争开始的,当时美军直升机遂行侦察、补给、救护等作战保障任务,成功后送、抢救了18000多名伤员。为此,斯大林曾命令苏联航空工业迅速发展直升机。后来,法国在阿尔及利亚战争中,首次在直升机上加装武器,为地面部队实施火力支援,开直升机火力打击之先河。
  美军在越战中先后投入了4000余架直升机,用于执行各种任务,第一种专用武装直升机AH-1“眼镜蛇”正是在此期间问世的。不少军事专家称越南战争是“直升机的战争”,最早的、大规模空地协同作战就发生在越南战争期间。1966年1月,美军骑一师于蓬山地区实施了“锤子与铁砧”行动。作战开始后,原驻扎在蓬山地区的南越伪军和机降该地区的美军部队坚守阵地,作为“铁砧”:骑一师的直升机以营为单位,作为“锤子”,联合向前来围攻的越共部队发起空、地进攻。这次作战行动历时41天,骑一师绕蓬山转了360°的圈子,击溃了越军三个团的进攻,歼敌1000余人。“锤子与铁砧”作战模式后来成美军的一种经典战术,也是美军“空地一体战”的雏形。我国当时一位显赫的政治人物曾经受到启发,提出“两个大搞”战略,即大搞直升机,大搞运输机。
  到了七八十年代,军用直升机进入全面发展和广泛运用的时期。在第四次中东战争、苏军入侵阿富汗、两伊战争、英阿马岛战争、美军入侵格林纳达等战争中,直升机均发挥了重要作用。1973年10月6日夜,埃及军队在攻击巴列夫防线初期,使用直升机机降分队,深入到以军后方的主要道路附近。袭击并阻止了以军从国内调至西奈前线的装甲部队,为主力部队强渡苏伊士运河扩大战果赢得了宝贵的3个小时时间。在1982年的英阿马岛战争中,英军实施了以登陆为目的,以“蛙跳机动 机降突击”为手段的突击战术,连续攻占外围岛屿及马岛本岛。1980年代初,美军为对付苏联强大的坦克集群在欧洲大陆可能发起的进攻,提出了“空地一体战”理论,以直升机火力为主体,构成远、中程反坦克火力 配系。北约军事演习证明,在双方战术发挥正常的情况下,直升机与坦克的损失比为1:12,甚至有时高达1:020。
  让直升机的声望达到顶峰的是海湾战争。在“沙漠风暴”行动开始之前,多国部队派出,由3架MH-53J“铺路微光”和9架AH-64“阿帕奇”直升机组成直升机特谴队,前者担负引导任务,后者负责火力攻击。特谴队经过数小时的超低空飞行,长驱750千米,抵达目标后,迅即发射“海尔法”导弹,摧毁了伊拉克南部的两个预警雷达站,打响了海湾战争的第一枪。在“沙漠军刀”行动中,美军第101空中突击师使用300多架直升机进行了一次空中机动作战,在历时一个多小时的时间里,长驱149千米,在伊拉克纵深建立起“眼镜蛇”前方作战基地,切断科威特战区到巴格达的交通线。对于顺利实施“沙漠军刀”行动,具有决定性意义。在整个战争期间,仅AH-1W“超级眼镜蛇”一种直升机就摧毁了伊军97辆坦克、104辆装甲车;而一个“阿帕奇”武装直升机营,居然在2小时内摧毁了200多辆伊军坦克。
  
  不容忽视的信号
  
  物极必反、盛极必衰,似乎是事物发展的一般规律。直升机正如日中天,尤其是作为运输工具或作业平台的民用直升机,在全世界范围都保持着旺盛的需求态势,何“衰”之有?但在军用直升机领域则不尽然,特别是专用武装直升机和侦察直升机,其性能水平和技术状态之于作战环境,已经表现出某种不适应性,种种迹象提示着其忧患的来临。
  2004年2月23日,美国国防部突然宣布取消RAH-66“科曼奇”研制计划。“科曼奇”项目始于1983年,已经耗资69亿美元,主要试验、试飞科目已经完成。RAH-66“科曼奇”拥有卓尔不群的隐身特性,具有数字侦察和智能作战能力,它可以携带1600千克的各型武器,能同时攻击6个目标。与“阿帕奇”相比,“科曼奇”搜索距离增加了40%,攻击准备时间缩短了95%。“科曼奇”曾经寄托了美国陆航的希望,按照原计划,将装备1200架之多。
  尽管美国国防部给出了“科曼奇”下马的理由,比如:技术复杂、进度拖延、耗资巨大、影响其它计划、反恐作战不需要高端兵器等等,但还是引起了武器专家的议论。有人对未来武装直升机是否要发展以及如何发展产生了困惑。美国是直升机大国,技术水平和作战使用均代表了世界最高水平,因而美军是直升机发展的“晴雨表”。有资料显示,在未来几年,美军直升机装备数量呈现这样的趋势:快速发展了近30年的武装直升机将首次进入停滞状态,侦察直升机将大幅度减少,运输或通用直升机则保持当下的数量规模。
  与武装,侦察直升机的“疲软”形成对比的是,A-10“雷电”攻击机老树开新花,躲过了几次裁减动议,其最新改型——A-10C于去年底正式服役:攻击型无人机和各个层级的无人侦察机(含无人直升机)层出不穷,给人以眼花缭乱的感觉:上世纪五六十年代开始研制的倾转旋翼机V-22“鱼鹰”,尽管耗资巨大、严重事故不断,但终究没有像RAH-66那样被“一刀砍掉”。
  忧患来自何方?笔者以为,武装直升机和侦察直升机目前的尴尬来自两个方面:一个是直升机技术本身,再一个是直升机的使用环境。就技术本身而言,直升机的运输效率(用K值表示,K=G/W)在航空器中是最低的,只有3-4,而固定翼飞机能达到12-20;依目前的直升机构形,最大速度很难突破400千米,小时,实用升限很难突破5000米;此外还有振动问题、维护问题等等。在使用环境上,狂飙突起的无人机在完成低空、超低空攻击,侦察任务方面,完全可以替代直升机;精确攻击弹药的兴起。使直升机“枪管对靶心”的优势不再明显:各类防空武器已经在低空编织了一张密集火力网,对直升机的生存形成致命威胁。
  “信号说”的提出,不是危言耸听,大家可以从美国大片《黑鹰坠落》中体会到,大名鼎鼎的UH-60“黑鹰”居然被火箭筒轻易击落。2003年伊拉克战争期间,一个伊拉克农民高举步枪欢呼的电视画面被反复播放,价值千万美元的“阿帕奇”竟然经不住几发步枪子弹。虽然这些都是个案,但其“信号”意义是不容质疑的。
  
  希望在明天
  
  综观武器发展史,每一种武器都是在科学技术的推动下,不断地适应变化着的军事环境。当技术推动力不足,或暂时无法很好地适应军事环境的时候,对于这种武器来说,隐忧便出现了。武装直升机似乎目前正面临着这样的窘境。
  这个局面的出现十分正常。一方面,我们正处在一个大变革的时代,空前规模的新军事变革和日新月异的新技术革命,在考验着每一种传统兵器:另一方面,直升机本身的技术复杂性,决定了其不断完善、提高的必然性,直升机走过的曲折历程就证明了这一点。
  百年直升机并没有走向衰落。只是其庞大家族中的武装直升机和侦察直升机遇到了一些麻烦,是暂时的、局部的,相信通过科学技术的进步,一定会帮助直升机跨过泥淖,重振雄风。希望在明天!
  那么,未来直升机在性能方面会有哪些提高呢?直升机技术又会朝哪些方面发展呢? 研究表明,在未来10~20年,直升机将实现如下目标:扩大飞行包线。空速增加100%,耗油率降低20%,空重降低20%;大幅度降低外部噪声,大幅降低振动水平和内部噪声,显著改善舱内舒适性;提高安全性,具备主动,被动检测能力,改善防冰、防雷性能;改善经济性,直接使用费用降低50%。
  直升机技术发展主要侧重于新构形原理、先进旋翼系统、先进动力装置、智能复合材料结构、综合航空电子、先进飞行操纵系统,以及一体化设计、制造等几大技术领域。笔者认为。新构形原理、先进旋翼系统、智能复合材料结构的意义尤其重大,将推动直升机性能的跨越。
  新的直升机构形是突破现有旋翼动力学限制的根本措施,目前已有组合式直升机、复合式直升机、旋翼飞机、“未来旋翼运输机”、鸭式旋翼/机翼飞机(CRW)和倾转旋翼机等新概念构形,其中倾转旋翼机(V-22)已经装备部队。新构形不仅可以扩展飞行包线,而且对于降低信号特征、提高战场生存力意义重大。
  先进旋翼系统的研究包括直升机旋翼动力学、旋翼气动优化设计、先进翼型和平面形状、自适应旋翼、可变直径旋翼、复合材料旋翼、无轴承旋翼,以及旋翼桨叶的防冰/除冰技术等。先进旋翼系统的采用,将使直升机上这一最关键、最娇贵的部件脱胎换骨。
  智能材料结构将微传感器、微处理器、光纤等植入复合材料当中,使直升机旋翼及蒙皮。能够根据驾驶员的指令或局部气动力环境自动做出响应,以此改变桨叶和蒙皮的形状、弯度、扭转度、弧度及翘曲度等。智能材料结构的采用对于直升机的影响可能是革命性的,因为直升机的许多关键部件是在交变载荷下工作,对动力学环境的要求是矛盾的。比如,直升机大速度前飞时,空气流动对前行桨叶和后行桨叶的影响是相反的。通过智能变形,将周期性交变动力环境的影响降至最小,甚至化不利为有利,进而大幅度提高直升机性能、飞行品质和安全性,甚至使直升机获得比螺旋桨飞机还要宽泛的飞行包线。
  百年沧桑,有蹉跎,有辉煌,直升机度过了不平凡的岁月。在新的百年即将开始的时候,我们有理由相信,在科学技术的强力推动下,直升机的明天更美好。
其他文献
2008年4月27日,俄罗斯"联盟"号运载火箭再次将欧洲"伽利略"全球卫星导航系统(简称"伽利略"计划)中的第二颗实验卫星(GIOVE-B)送入预定轨道。在经历了种种技术和政治的磨难后,"伽利略"计划进入了发展的快车道。有些媒体因此断言GPS的战国时代已经来临。那么,这次杀入导航定位"江湖"的"伽利略"系统是什么来龙去脉呢?
抛开自身的性能,左右作战飞机作战效能的就是飞行员的飞行驾驶技术,而飞行技术的取得完全依仗教练机的飞行训练。“一树桃花千朵红”也许正是教练机的真实写照。目前,我空军的教练机如何?训练体系又是怎样的状况?本次沙龙就讨论这个问题。  晨:朝鲜战争可以说是中国空军发展的催化剂,那时我们的飞行员训练体系完全是为战争应急。当时的喷气式飞机比较容易掌握。飞行员从陆军选拔,经几十小时的初教-5(仿制雅克-18)初
9月初,美国F-22战斗机在加州爱德华兹空军基地首次从内置武器舱投放了一枚GBU-39/B“小直径炸弹”(SDB)。此次试验的成功令美国空军兴奋不已。  小尺寸的SDB可以装在F-22的内置武器舱里,这对保证后者的隐身性能非常重要,因为外挂武器有可能被雷达发现。不过,这也带来一个技术挑战,因为飞机在超音速状态下投放内挂武器时,在投放口处会产生复杂的气流扰动,有可能导致武器无法在合适的时间或以正确的
当美国总统小布什的八年任期行将结束时,美国远征军依然在阿富汗白雪皑皑的群山和伊拉克烈日如焚的沙漠作战。如果不是世界上出了一些变故,美军士兵也许会像七年来的每一天一样,继续在那里呆下去。  回顾这一两个月光景,这个世道的变化可真是太大了。8月8日,就在北京奥运开幕的那一天,高加索山麓突然迸射出战争的火花。而按照奥林匹克精神,这一天本该是休战日。高加索由南北二列并行的东西走向山脉构成,南奥塞梯在北列山
阳乖序乱,阴以待逆。  敌方内部矛盾激化,就会出现一些混乱,我方暗中静观其变,等待敌方的局势更加恶化。丘吉尔隔岸看着苏德战场的战火,直到便宜占够了才过海出手。但战后第一个带头反对共产主义、抛出“铁幕”之说的,也正是丘吉尔。    编辑 林儒生
大家好!期待已久的“兵器7榜”评选终于开始了。在此之前,我首先要对读者朋友们的支持表示衷心的感谢!在大量的短信回复中,可以看出朋友们是“萝卜青菜各有所爱”。至于专家的结论又是怎样呢?现在我和大家一样,也不清楚!  影响舰载机排名的因素有很多,根据专家团的探讨对舰载机的排名最终决定采用“三步排名法”,即:第一步,忽略背景。将不同舰载机的运载平台、保障能力、装备数量等要素忽略。使各种飞机在基本相同的背
长腿“黑马”———“莫库帕”    “莫库帕”(Mokopa)是由南非开发的半主动激光制导重型、远程反坦克导弹,它也是“茶隼”的标准配置。导弹弹径为178毫米,战斗部为串联式聚能装药战斗部,最大破甲厚度为1 510毫米。导弹全重约50千克,主战斗部质量为11.6千克,前置战斗部质量为1.2千克。导弹的最大飞行速度为450米/秒,射程为500~10 000米。以南非的科研能力和经济实力,没想到它能以
2007年11月13日,海军“济南”舰正式退出现役,从此开始在海军博物馆的新生涯。  “济南”舰,是我国自行研制的第一代导弹驱逐舰首舰,1969年在大连造船厂下水,1971年正式加入人民海军战斗序列。该舰最大长度132米,最大宽度12.8米,主桅杆高29米,最大排水量3800吨,最大航速38节。主要武器装备有三联装舰舰导弹发射架2座、双联装130毫米平高两用火炮1座、双联装37毫米高炮3座、双联装
两年一度的珠海航展是摄影爱好者的盛宴,在展馆内外都有大批摄影爱好者蹲点守候。笔者由于有工作在身,在航展期间没能将全部时间都用来拍照,但笔者仍然进行了一定的准备,希望抓紧为数不多的机会拍到满意的照片。  笔者在11月10日就进入了航展机场,但由于工作原因直到15日才有一天的时间进行自由活动。在航展现场的人都知道,航展场馆面向南侧,一天的多数时间都是逆光,并不适合拍摄飞行表演,因此在15日,笔者就来到
近年来国际反华势力利用其在西方的话语优势,宣扬达赖为代表的藏独势力一向主张的“和平”和“非暴力”。而了解西藏历史的人都知道这完全是颠倒黑白。应许多读者的要求,本刊特别邀请长期研究西藏平叛和中印边界问题的国防大学教授徐焰少将,撰写此文,介绍当年以达赖为首的西藏上层反动势力发动暴力叛乱的过程,以及解放军平叛作战的艰苦和所创造的辉煌业绩。  1956年至1961年,政教合一的藏族上层集团曾发动过血腥的武