世纪直升机发展概况

1、世纪直升机发展概况作者:日期:221世纪直升机发展概况关键字：总体性能对比，各种性能状况，升力系统，动力系统，直升机机体 结构，电子系统，作战技术等。随着新技术、新材料、新工艺的不断出现，直升机的动力系统、升力系统、电子 系统、结构及材料和总体性能的发展变化日新月异，大大提高了直升机的性能水平，延长了直升机的使用寿命，降低了直升机的使用成本，拓展了直升机的使用 范围，加强了直升机的攻击能力，使得直升机从战争的后方逐渐演变为战争的直 接参与者，从军用延伸到近海石油开发、旅游、电缆架设、打击罪犯等广阔的民 用领域。动力系统是直升机的“心脏”，五十年代中期以前，绝大部分直升机都采用 活塞式发动机。活

2、塞式发动机油耗低，使用比较经济。但是，活塞式发动机体积 大、重量重，其单位容积和单位重量所产生的功率都比较小，而且寿命短、维护 工作量大、振动大、噪声高，给使用和维护带来极大的不便。从五十年代中期开 始，涡轴发动机逐渐取代了以前的活塞式发动机，涡轴发动机体积小、重量轻、 寿命长、噪声低、便于维护，但是其耗油率比较高。涡轴发动机经历了从低级到 高级的发展过程，典型的发动机型号有：六十年代以前，前苏联的fl -25B、美国的T53-L,法国的“阿都斯特”； 六十至七十年代，美国的G-7;八十至九十 年代，美国的T800等。升力系统的技术进步主要体现在桨叶寿命、旋翼效率和旋翼升阻比的提高 上。主要通

3、过桨叶材料、桨叶翼型、桨尖形状、桨毂结构等方面进行更新换代， 以达到上述目的。（各个阶段升力系统的技术进步情况详见表 1）。经过几十年的 不断改进，逐步减轻直升机整机的重量， 降低了振动和噪声水平，提高了直升机 的可靠性和维护性。直升机机体结构反映了直升机材料和加工工艺的先进程度，与直升机的整体特性，如重量、维护性、适坠毁性能和隐身性能有密切的关系。五十年代中期以 前的直升机的机体通常采用全金属架构结构，金属大梁和蒙皮。五十年代末到六 十年代初的直升机，大多采用金属薄壁结构、金属大梁和合金蒙皮。从七十年代起，复合材料开始在直升机上广泛应用，最初用在直升机机体的次要结构上（如蒙皮）。自九十年代以

4、来，许多直升机机体所采用的复合材料占机体结构重量的 50鸠上，机体零部件数目显著减少，重量大大减轻。电子系统是直升机的“耳目”，直接反映了直升机的现代化程度。 五十年代中期 以前的直升机，大多数采用简单的仪表和电子管通信设备，没有导航设备。五十年代末到六十年代初的直升机多采用军用标准通信设备或商业导航设备。独立的电子设备和仪表，纵横交错的电缆占去了机内很多空间，而且重量重，可靠性不高。七十年代至八十年代，直升机电子系统为半综合型，采用集成电路通信设备， 自主导航设备，综合仪表。机载电子设备间靠双向数据总线交互联接， 通过总线 进行信息传输和接收。这种半综合型电子设备通信距离增大，导航精度提高，

5、仪 表数目减少，飞行员的工作负荷有所减轻。 进入九十年代，计算机技术和信息技 术在直升机上广泛应用，直升机电子系统朝高度综合化的方向发展，惯性导航、 卫星导航，通信、敌我识别和信息传输设备，火控系统中的目标识别、瞄准和武 器发射控制设备，通过数据总线交互联搪， 实现信息的共享。多功能综合显示器 的使用，取代了大量的单个仪表，中央计算机的利用，可对通信、导航、飞行控制、敌我识别、武器火控的信息进行综合处理和控制，综合电子设备的采用大大 简化了座舱内的布局，减轻了直升机的重量， 提高了直升机工作的可靠性，减轻 了飞行员的负担，更加强了武装直升机的作战性能。AH-64 “阿帕奇”直升机电子设备的价格

6、占直升机总价格的 50%而九十年代的RAH66 “科曼奇”直升机电 子设备的价格占直升机总价格的 60%进一步说明了先进的综合电子系统对于提 高武装直升机作战能力的重要性。年代全机升阻 比振动水平噪声水平最大飞行 速度操纵品质设计原理40-50 年代4.10.25110<2004.5安全寿命 设计50 中-60末4.80.15100200-2503.5安全寿叩 设计70-80 年代5.40.21<95250-3003破损安 全设计90年代6.60.05<90300-350近于2破损安全 设计而部队的需求又直接刺激直升机总体性能的技术进步情况表 1直升机战技术水平的提高加强了部

7、队的战斗力，技术的进一步发展。任何一项新技术、新材料、新工艺、新电子设备几乎都是首 先在武器装备中投入使用，直升机也不例外。以RAH66 “科曼奇”为例：该机是为美国陆军研制的侦察攻击直升机，1996年1月4日首次飞行，其基本数据 为：空重417吨，最大起飞重量779吨，最大平飞速度328千米/小时，垂直爬 升率6米/秒，转场航程2334千米。它采用T800-LHT-800涡轴发动机，每台功 率900千瓦，发动机装有全权数字控制系统，耗油率0.28千克/千瓦小时。该机装有5片桨叶的全复合材料无轴承旋翼系统，8片复合材料桨叶的涵道尾桨。 机体结构大量采用复合结构，机上采用先进的夜视探测系统，宽视

8、场头盔瞄准具， 三维数字地图显示和全球定位系统，利用“长弓”毫米波雷达和第二代前视红外 瞄准具搜索目标。机上还装有先进的红外、电磁波和激光干扰设备，中央计算机通过低速和高速的1553B数据总线及光纤超高速数据总线处理各传感器获得的 信息。该直升机采用综合火控系统，导弹具有发射后不用管的能力。 机上的先进 的电子设备和火控系统，使得该直升机具有全天候作战能力。我国直升机的发展经历了分解测绘、研究仿制、合作开发、自行研制几个阶 段，在复合材料的运用上，在动力装置的性能上，在升力系统的设计上，在电子 系统的水平上，仍然存在一定的差距， 有的甚至落后很多，但是直升机的更新换 代还是很快的，有的机型还得

9、到了较为广泛的应用， 如直九型机不但作为驻港部 队的装备进驻香港，而且常用作航拍的交通工具。随着经济的发展，我国的直升 机技术将会越来越接近世界的先进水平。从直升机技术的发展和未来军事需求来看，21世纪军用直升机的发展趋势主要 表现在如下几方面：发生了很大变化，这无疑将给军用直升机的生存带来巨大威胁。因此, 成为对未来军用直升机的最重要的要求之一。如今已经下马的美军 曼奇”就应用了一些隐身技术，除了采用了传统的雷达隐身技术外, 身、激光隐身和音响隐身等方面下了很大工夫。是广泛应用隐身技术。随着高技术武器、新型探测技术的发展，战场环境 更隐蔽已RAH66 “科 还在红外隐二是大量采用新材料。近年

10、来，直升机技术特别是旋翼技术迅猛发展，很大程 度上得益于复合材料、纳米材料等的应用。人们把新材料在直升机上的应用、称 为直升机的第二次革命，可见其影响之大。美国和西欧国家对复合材料在直升机 上的应用非常重视，广泛开展了这方面的研究。长时间的贴人将可三是发展先进的航空电子系统。严酷的战场环境、复杂的气象条件、电子对抗等方面的性能发生革飞行速度较低、航程较短。 俄、日等国正突破传统旋翼地飞行，对直升机的航空电子系统提出了越来越高的要求。采用集通用模块、 工智能、数据融合、高速数据总线等先进技术于一体的综合航空电子系统， 使军用直升机的飞行控制、火力控制、通信导航、 命性的变化。四是研制新概念直升机

11、。直升机受传统旋翼的限制， 这已成为制约直升机发展的致命弱点。近年来，美、 原理的旧框框，加紧研制飞行速度更快、 机动性更好、活动半径更大的新概念直 升机。其中最具有代表性的是美国的 V-22 “鱼鹰”式倾转旋翼飞机。从目前世 界各国研制的新概念直升机技术方案看，比较典型的还有“前行桨叶”旋翼(亦称“ABC旋翼)和X型旋翼。虽然一些技术难题还有待攻克，但其原理的先进性 是不可否定的。一旦时机成熟，ABC旋翼和X旋翼的研制将会有所突破。届时， 素以“空中坦克”、“低空杀手”而著称的军用武装直升机将如虎添翼、锐不可当。:LCH-印度“轻型武装直升机”LCH是由印度斯坦航空公司借鉴欧洲直升机技术，在

12、“先进轻型多用途直升 机” (ALH)”北极星”基础上发展而来。20世纪70年代，印度军方迫切需要直升机解决北部山区和边境地区作战， 运输，救援等难题，决定大量购买直升机。他们除向国外购买外，还通过引进法 国“云雀”等直升机技术，研制了“印度豹”“猎豹”的等直升机。但是这些直升机既不能适应高原山区的要求，也不能满足作战运输，救援等需要。印度需要一种既适应高原作战环境，又能击落无人机和低速飞行器，摧毁敌方防空系统， 坦克装甲目标和其他区车辆及地面有生力量，护送运输的直升机。20世纪80年代，随着印巴关系的不断恶化，克什米尔地区也急需这种高原多用途直升机。为此，印度斯坦航空公司与德国 MBB司合作

13、研制了“北极星”。印度军方除要求 这种直升机具有高原性能外，还对火力提出了很高的技术指标， 要求其武装型机 头能装载旋转炮塔的机炮，火箭发射巢，反坦克导弹以及空空导弹。此外，还必 须配备新一代航电设备，特别是能够对对面和水面进行搜索的雷达系统。目前，印度公装备159架ALH，能将人员运往海拔6 0 0 0米以上的高原, 是目前所有直升机中巡航高度最高的，被誉为印度高山上的“北极星”ALH虽然解了燃眉之急，但仍不是满足印度高原作战需要的专用武装直升机。 为此，印度国防部又向全世界的直升机制造厂商招标，并投入了大量经费，决定购买198架适合高原作战的武装直升机。 重赏之下必有勇夫，美国波音公司，贝

14、 尔公司，俄罗斯米里设计局，卡莫夫设计局，和法国的欧洲直升机集团都兴致极 大 的参加了竞标。就在国际直升机业巨头们为这198架订单明争暗斗打的不可开交时，印度斯坦公司却像一匹黑马杀出阵来。它们打出“先进轻型武装直升机” (LCH)的招牌使竞标奇迹般的一边倒。前不久，印度国防部宣称，将外购直升机 的数量由原来的198架减少为35架，缺口由国产武装直升机填补。结构紧凑，性能独特12.7毫米子弹的直接打击。LCH拥LCH采用非铰链式结构四叶主旋翼，由碳纤维复合材料构成，主旋翼翼尖 后掠，翼型结构先进，噪音小，机体可承受 有一副有强有力的四叶尾桨，位于尾梁右侧。在尾梁末端，是无尾梁式尾翼和小尺寸端板式

15、双垂尾。LCH主要依靠欧洲直升机技术，其大部分技术材料来自“北极星”，只有40% 的部件是自己生产。特别是发动机，由法国和印度斯坦航空公司联合研制。采用 双发动机，重约5.5吨的LCH能容纳一个驾驶员和一个后排副驾驶员。 副驾驶员 主要操控空空/空地导弹，20毫米炮，集束炸弹，非制导火箭弹，榴弹发射器和 发辐射导弹。LCHa体结构先进，未来减少雷达发射，采用了隐身材料，同时广 泛采用了复合材料，如凯夫拉、碳/凯夫拉和玻璃纤维等。复合材料占到了整体 结构的55%蒙皮达60%其机头、舱门、整流罩和大部分尾翼都由凯夫拉材料 制成，只有中心舱等部位采用了传统的铝合金结构。LCH动力装置也十分先进，适合

16、高原飞行。新发动机被印度称为Shakti- “力量”，比“北极星”的TM3332B2 涡轮轴发动机功率大了进30%起落架和机体下部均经过了强化设计，可在直升 机在10米/秒的速度垂直坠落时保证飞行员的安全。设备先进前景广泛LCH装有光电吊LCH拥有先进的机载设备，其基本的机载设备包括：多频段的无线电设备， 敌我识别系统及对抗设备，多普勒导航系统， 真空速系统，无线电高度表和无线 电罗盘。另外，也可以选择装气象雷达和“奥米咖”导航系统。 舱和用于提高传感功能的显示装置，还装有红外瞄准和导弹预警系统，多普勒GPS导航系统，可以进行海上与空中侦察与监视。LCH具有强大的武器系统，可挂载4枚空空导弹或8枚反坦克导弹，装20毫米航炮、集束炸弹、非制导火箭以及能对付无人机的导弹，主要任务是打击坦克装甲目标和其他车辆及地面由省 力量，击落无人机和低速飞行器，摧毁敌方防空系统，护送在特种作战中运输兵 员的直升机。其高机身长15.87米主旋翼直径13.2米，机高4.91米，起飞重量 5.5吨，载重2.6吨，可携带1.1吨燃料。该机最大飞行速度275千米/小时， 最大飞行距离