“咣！”隨著一聲巨響，一架“虎”式武裝直升機(jī)在澳大利亞北領(lǐng)地布拉德肖訓(xùn)練場“硬著陸”。

這是發(fā)生在“護(hù)身軍刀2025”多國聯(lián)合軍演中的真實(shí)一幕。這次事故，是該次演習(xí)一連串不和諧“音符”之一，也讓人們?cè)俅伟涯抗馔断蛭溲b直升機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、可維護(hù)性以及運(yùn)行可靠性等問題。

武裝直升機(jī)，即配有機(jī)載武器和火控系統(tǒng)，用來對(duì)地面、水面目標(biāo)進(jìn)行攻擊或空戰(zhàn)的直升機(jī)。

在直升機(jī)上加裝武器開始于20世紀(jì)40年代，德國率先在Fa-223運(yùn)輸直升機(jī)上加裝了一挺機(jī)槍。到了20世紀(jì)60年代初，美國在越南戰(zhàn)爭中大量使用直升機(jī)并根據(jù)戰(zhàn)場使用情況，決定研制專用武裝直升機(jī)——AH-1G，該型武裝直升機(jī)于1967年開始裝備部隊(duì)并投入實(shí)戰(zhàn)。

武裝直升機(jī)的研制過程充滿了重重險(xiǎn)阻，每一個(gè)環(huán)節(jié)都考驗(yàn)著一個(gè)國家的工業(yè)實(shí)力、科技水平和創(chuàng)新能力。當(dāng)前，世界上能夠獨(dú)立自主研制武裝直升機(jī)的只有少數(shù)國家。那么，研制武裝直升機(jī)到底有多難？需要解決哪些難題？本文為您一探究竟。

研制武裝直升機(jī)有多難

■劉珍藍(lán)　龐騁圓

米-28“浩劫”武裝直升機(jī)。資料圖片

第一步：攻克動(dòng)力系統(tǒng)難題

武裝直升機(jī)要想在低空靈活穿梭、執(zhí)行各種任務(wù)，離不開一顆強(qiáng)勁的 “心臟”，即渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。它需要在有限的空間和重量限制下，輸出強(qiáng)大且穩(wěn)定的功率。例如，AH-64“阿帕奇”武裝直升機(jī)所配備的T700渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，單臺(tái)功率高達(dá)1490馬力，才足以讓這架滿載武器裝備、重達(dá)數(shù)噸的直升機(jī)在空中靈活自如地飛行。

渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的研制難度極高，堪稱航空領(lǐng)域最偉大的發(fā)明之一。

研制渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，首先要面對(duì)的是高溫高壓環(huán)境下的材料難題。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的渦輪葉片在工作時(shí)，要承受高達(dá)1500℃以上的高溫和巨大的離心力。在如此惡劣的條件下，一般的金屬材料根本無法勝任，需要具備高強(qiáng)度、耐高溫、抗疲勞等特性的新型合金材料。

其次，發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓比也是關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一。為了獲得更大的推力，航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的空氣需要經(jīng)過多級(jí)壓氣機(jī)葉片壓縮，提高增壓比，這就需要高效可靠的風(fēng)扇葉片和壓氣機(jī)。在實(shí)際制造過程中，研究人員需要不斷地進(jìn)行試驗(yàn)和改進(jìn)，才能找到最合適的葉片，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

除了發(fā)動(dòng)機(jī)本身的研制，如何將發(fā)動(dòng)機(jī)與武裝直升機(jī)進(jìn)行匹配，也是一大挑戰(zhàn)。

不同型號(hào)的武裝直升機(jī)在設(shè)計(jì)用途、機(jī)身重量、飛行性能要求等方面存在差異，這就需要發(fā)動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)直升機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行定制化匹配。例如，俄羅斯的米-28“浩劫”武裝直升機(jī)機(jī)身較為龐大，強(qiáng)調(diào)強(qiáng)大的火力和防護(hù)能力。其配備的兩臺(tái)TV3-117VM渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，在提供強(qiáng)大動(dòng)力的同時(shí)，還需確保與直升機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等各個(gè)子系統(tǒng)協(xié)同工作，才能實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的飛行。

在發(fā)動(dòng)機(jī)與直升機(jī)的匹配過程中，需要考慮諸多因素。傳動(dòng)系統(tǒng)要能將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力高效地傳遞給旋翼和尾槳，同時(shí)要保證在高速旋轉(zhuǎn)和復(fù)雜工況下的可靠性和耐久性。燃油系統(tǒng)則要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗特性，合理設(shè)計(jì)油箱容量和供油方式，確保直升機(jī)在長時(shí)間飛行和各種飛行姿態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)都能獲得穩(wěn)定的燃油供應(yīng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置也至關(guān)重要，既要考慮機(jī)身的重心分布，保證直升機(jī)的飛行穩(wěn)定性，又要便于維護(hù)和保養(yǎng)。

為了解決這些問題，研究人員往往需要進(jìn)行大量的計(jì)算分析、模擬仿真以及飛行試驗(yàn)，不斷調(diào)整和優(yōu)化各個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)和布局。這個(gè)過程不僅耗費(fèi)時(shí)間和精力，還需要具備深厚的航空工程知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

第二步：攻克機(jī)體結(jié)構(gòu)難題

武裝直升機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，常常需要在復(fù)雜的氣象條件和地形環(huán)境中飛行，同時(shí)還會(huì)面臨敵方地面火力的攻擊，因此對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和輕量化都有較高的要求。

要打造堅(jiān)固耐用的機(jī)體結(jié)構(gòu)，首先需要選用合適的材料?，F(xiàn)代武裝直升機(jī)廣泛采用高強(qiáng)度鋁合金、鈦合金以及碳纖維復(fù)合材料等先進(jìn)材料。由法國和德國聯(lián)合研制的“虎”式武裝直升機(jī)，機(jī)身結(jié)構(gòu)大量使用了碳纖維復(fù)合材料。這種材料重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕，讓武裝直升機(jī)在減輕自身重量的同時(shí)，能承受更大的載荷和外力沖擊。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，武裝直升機(jī)需要采用合理的布局和構(gòu)型，以確保在各種工況下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

旋翼系統(tǒng)是直升機(jī)的關(guān)鍵部件之一。旋翼槳葉不僅要承受巨大的離心力、氣動(dòng)力和揮舞力，還要在高速旋轉(zhuǎn)過程中保持良好的動(dòng)力學(xué)性能。為了滿足這些要求，旋翼槳葉通常采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)部有多個(gè)加強(qiáng)筋和承力構(gòu)件。在制造過程中，需要嚴(yán)格控制材料的鋪層方向和工藝參數(shù)，以保證槳葉的強(qiáng)度和剛度。此外，直升機(jī)的機(jī)身框架也需要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，合理分布各個(gè)部件的載荷，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。

武裝直升機(jī)在作戰(zhàn)中常常面臨著墜毀風(fēng)險(xiǎn)，因此抗墜毀設(shè)計(jì)成了機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。

抗墜毀設(shè)計(jì)的目標(biāo)，是在直升機(jī)發(fā)生墜毀事故時(shí)，最大限度地保護(hù)機(jī)組人員的生命安全。這需要從多個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。

首先，機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要采用能量吸收結(jié)構(gòu)，通過合理設(shè)計(jì)機(jī)身的變形模式，使直升機(jī)在墜毀時(shí)能夠?qū)⒋蟛糠帜芰客ㄟ^結(jié)構(gòu)的變形吸收掉，減少對(duì)機(jī)組人員的沖擊。意大利阿古斯塔公司研制的A-129“貓鼬”武裝直升機(jī)，其機(jī)身結(jié)構(gòu)采用了減震防撞技術(shù)，受到撞擊時(shí)會(huì)發(fā)生塑性變形，有效吸收能量。

其次，座椅系統(tǒng)也是直升機(jī)抗墜毀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。高性能的抗墜毀座椅可以在短時(shí)間內(nèi)為機(jī)組人員提供良好的支撐和約束，減少人員的位移和受傷風(fēng)險(xiǎn)。座椅通常配備有特殊的緩沖裝置和安全帶系統(tǒng)，能夠根據(jù)墜毀時(shí)的沖擊力自動(dòng)調(diào)整緩沖力度，保護(hù)機(jī)組人員的頭部、頸部和脊柱等關(guān)鍵部位。

此外，直升機(jī)的燃油系統(tǒng)也需要抗墜毀設(shè)計(jì)。研發(fā)人員通常采用自封式油箱、燃油切斷裝置等設(shè)計(jì)，防止在墜毀時(shí)燃油泄漏引發(fā)火災(zāi)。

第三步：攻克航電系統(tǒng)難題

航電系統(tǒng)就像武裝直升機(jī)的“智能大腦”，負(fù)責(zé)信息的采集、處理、傳輸和顯示，對(duì)其作戰(zhàn)效能和飛行安全起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)代武裝直升機(jī)的航電系統(tǒng)集成了多種先進(jìn)設(shè)備和系統(tǒng)，包括火控雷達(dá)、光電系統(tǒng)、通信導(dǎo)航系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等，每種系統(tǒng)的研發(fā)都面臨著較高的技術(shù)挑戰(zhàn)。

以火控雷達(dá)為例，武裝直升機(jī)的火控雷達(dá)需要具備高分辨率、高精度目標(biāo)探測(cè)和跟蹤能力，同時(shí)要能在復(fù)雜的電磁環(huán)境和低空雜波環(huán)境下正常工作。為了滿足這些要求，火控雷達(dá)通常采用先進(jìn)的相控陣技術(shù)，通過成千上萬個(gè)微型探測(cè)陣元組件組成陣面，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速搜索、跟蹤和識(shí)別。AH-64E “阿帕奇”武裝直升機(jī)配備的AN/APG-78“長弓”毫米波火控雷達(dá)，能夠在惡劣氣象條件下對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行精確探測(cè)和跟蹤，大大提高了直升機(jī)的作戰(zhàn)能力。

將這些設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行集成，構(gòu)建一個(gè)高效、可靠的航電系統(tǒng)，更是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。航電系統(tǒng)的綜合集成，需要解決不同設(shè)備之間的電磁兼容、數(shù)據(jù)通信、信息融合等問題。

電磁兼容是航電系統(tǒng)集成中面臨的首要問題。武裝直升機(jī)上各種電子設(shè)備在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同頻率的電磁輻射。如果這些電磁輻射相互干擾，就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備性能下降甚至無法正常工作。為了確保航電系統(tǒng)的電磁兼容性，需要在設(shè)備設(shè)計(jì)階段就采取一系列的電磁屏蔽、濾波等措施，對(duì)設(shè)備的電磁輻射進(jìn)行嚴(yán)格控制。同時(shí)，在系統(tǒng)集成過程中，還需要進(jìn)行大量的電磁兼容性測(cè)試，通過調(diào)整設(shè)備的安裝位置、布線方式等，消除設(shè)備之間的電磁干擾。

數(shù)據(jù)通信是航電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同工作的基礎(chǔ)。武裝直升機(jī)上各個(gè)航電設(shè)備需要通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將采集到的信息實(shí)時(shí)傳遞給其他設(shè)備和機(jī)組人員。目前，常用的數(shù)據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)有多種，這些數(shù)據(jù)總線在數(shù)據(jù)傳輸速率、可靠性等方面都有嚴(yán)格的要求。在航電系統(tǒng)集成過程中，需要確保各個(gè)設(shè)備與數(shù)據(jù)總線的兼容性，并且要對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試和驗(yàn)證。

第四步：攻克武器系統(tǒng)難題

武裝直升機(jī)作為一種強(qiáng)大的武器攻擊平臺(tái)，需要配備種類豐富、性能優(yōu)良的武器系統(tǒng)，以滿足不同作戰(zhàn)任務(wù)的需求。如何將各種武器系統(tǒng)與直升機(jī)進(jìn)行完美適配，也是其建造過程中的一大難題。

不同類型的武器，如機(jī)炮、火箭彈、導(dǎo)彈等，在尺寸、重量、發(fā)射方式等方面存在差異，這就要求直升機(jī)在設(shè)計(jì)階段充分考慮武器的掛載和發(fā)射需求。

機(jī)炮后坐力較大，需要在直升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行專門加強(qiáng)，以確保射擊時(shí)機(jī)身的穩(wěn)定性?；鸺龔椇蛯?dǎo)彈的掛載點(diǎn)需要具備足夠的強(qiáng)度和剛度，才能承受武器發(fā)射時(shí)產(chǎn)生的沖擊力。同時(shí)，武器的發(fā)射系統(tǒng)還需要與直升機(jī)的火控系統(tǒng)進(jìn)行精確匹配，才能實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的目標(biāo)瞄準(zhǔn)和射擊控制。

以俄羅斯米-28N“夜間獵人”武裝直升機(jī)為例。它配備了一門30毫米2A42機(jī)炮，該炮射速高、威力大，能夠?qū)Φ孛孑p型裝甲目標(biāo)和有生力量造成有效殺傷。為了適配這門機(jī)炮，米-28N直升機(jī)在機(jī)鼻下方專門設(shè)計(jì)了一個(gè)穩(wěn)定的機(jī)炮安裝座，并對(duì)相關(guān)的結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行了加強(qiáng)處理，使直升機(jī)能夠承受持續(xù)射擊產(chǎn)生的后坐力沖擊。此外，機(jī)炮的供彈系統(tǒng)、射擊控制系統(tǒng)等都與直升機(jī)的火控系統(tǒng)緊密集成，確保飛行員能夠在復(fù)雜的飛行狀態(tài)下準(zhǔn)確地操控機(jī)炮進(jìn)行射擊。

除了武器系統(tǒng)的適配，不斷研發(fā)創(chuàng)新武器裝備，提高武裝直升機(jī)的作戰(zhàn)效能，也是建造過程中的重要任務(wù)。隨著科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代戰(zhàn)爭對(duì)武裝直升機(jī)的武器系統(tǒng)提出了更高的要求，如更遠(yuǎn)的射程、更高的精度、更強(qiáng)的殺傷力以及更好的抗干擾能力等。

隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些國家開始探索將無人機(jī)與武裝直升機(jī)進(jìn)行協(xié)同作戰(zhàn)，研發(fā)出能夠搭載和發(fā)射無人機(jī)的武裝直升機(jī)武器系統(tǒng)。利用無人機(jī)的偵察和攻擊能力，拓展武裝直升機(jī)的作戰(zhàn)范圍和效能，這為未來武裝直升機(jī)的發(fā)展開辟了新的方向。

建造武裝直升機(jī)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的系統(tǒng)工程，涉及動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)體結(jié)構(gòu)、航電系統(tǒng)和武器系統(tǒng)等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。每一個(gè)領(lǐng)域都面臨著諸多技術(shù)難題和挑戰(zhàn)，需要匯聚大量科研力量、投入巨額資金，并經(jīng)過長時(shí)間的研發(fā)和試驗(yàn)。這不僅考驗(yàn)著一個(gè)國家的工業(yè)基礎(chǔ)和科技實(shí)力，更反映了其在航空領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和綜合競爭力。