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主题:【原创】谈谈直-10(上) -- 晨枫

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家园 【原创】谈谈直-10(上)

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。

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直-10是中国第一种专用武直

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直-9W虽然也有武装,但毕竟“业余”

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直-10不光是武直,甚至有可能取代强-5的传统地位

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。

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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。

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意大利A-129“猫鼬”是典型的轻型武直

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欧洲“虎”式是典型的中型武直

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AH-64“阿帕奇”属于典型的重型武直

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-1T“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。

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美国用OH-58D作为武装侦察,但轻武装的OH-58D的战场生存力成问题

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RAH-66“科曼奇”本来用作轻型武直,但最后由于成本和性能要求过度加码而下马

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。

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美国本打算用“斯崔克”作为武装侦察平台,但发现火力和防护不足

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现在有意向重新启用M8轻型坦克作为武装侦察平台,这符合战场平台适度重装甲、重火力化的趋势

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。

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台湾已经装备AH-1T,这已经从早期的轻型武直增重到现在的中型武直,直-10的最低要求是要能够压倒AH-1T

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日本、印度甚至台湾都已经或计划装备AH-64“阿帕奇”,直-10也要求能至少顶住这一级的武直

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。

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直-10以及大量装备,有望成为世界上生产数量最大的武直之一

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。

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美国M230链式炮大概可算第一种武直专用航炮

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法国GIAT 781是比较理想的武直航炮

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卡-52机身右侧的2A42根本就是步兵战斗车上用的高初速炮

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