軍事需求驅動直升機產業發展

于琦

（中國直升機設計研究所，江西景德鎮 333000）

0.引言

直升機在軍事領域的成功應用促進了直升機技術的發展，隨著軍用直升機需求的增加，世界各國都非常重視軍用直升機的研制與發展[1]。在直升機研制過程中，軍方與直升機的工業部門有著必然的聯系，軍方與工業部門的良性對接和互動促進了軍用直升機的快速發展。

1.典型的直升機項目

1.1 美國海軍陸戰隊計劃

美國海軍陸戰隊于1952年提出一種突擊運輸直升機，能運載36名全副武裝士兵，或23副擔架，或3輛吉普車，或1門口徑105mm榴彈炮。由此可以看出，其能力重點是運輸能力。由此催生的型號是S-56。該機是由美國西科斯基飛機公司研制的單旋翼雙發運輸直升機，是當時世界上最大的直升機，其機身長度達19.16m，空重為9448kg，起飛重量14t，以兩臺活塞發動機為動力。

1.2 “通用戰術運輸直升機系統”（UTTAS）

20世紀60年代中期，隨著越戰不斷升溫，UH-1“休伊”系列直升機在戰場上暴露出不少缺陷，美國陸軍開始考慮改型的后繼型號，與此同時隨著戰爭持續10年，突擊運輸直升機的替換要求也愈加迫切。于是美國陸軍于1972年1月頒布了“通用戰術運輸直升機系統”（UTTAS）方案征詢書，要求該直升機要在性能、生存力和維護性方面達到新的標準，以取代UH-1系列直升機用于部隊運送、指揮控制、傷員撤離以及偵察。

1.3 “先進攻擊直升機”（AAH）

為更新美國陸軍陳舊的第1代武裝直升機AH-1系列，滿足美國陸軍在20世紀末和21世紀初對先進攻擊直升機的需求，在研究了越南戰爭中直升機使用以及美國洛克希德公司在20世紀60年代研制“夏安”武裝直升機的經驗教訓的基礎上，美國陸軍于1972年8月正式提出了“先進攻擊直升機”（AAH）研制計劃。本質上是對“先進空中火力支援系統”（AAFSS）計劃的替代，該計劃并不將伴隨地面部隊并提供火力支援作為武裝直升機的首要任務，而是考慮到彌補固定翼攻擊機在反坦克能力上的不足，并把歐陸戰場上北約國家相對于華約國家在陸軍裝甲武力數量上的巨大劣勢，定義為一種能攜帶反坦克導彈、格外注重獵殺硬性目標和與多目標接戰能力的專業反坦克武裝直升機。

1.4 英軍“未來旋翼機能力（FRC）”需求計劃

英軍于2005年提出的“未來旋翼機能力（FRC）”需求是一項總額30億英鎊的計劃，基本與美國FVL計劃對等，其本質也是軍用直升機的現代化計劃。

1.5 法國未來輕型聯合直升機計劃（HIL）

2019年5月27日，法國國防部長宣布正式啟動法國軍方來輕型聯合直升機計劃（HIL）。空客直升機公司的H160于2017年被選中作為法軍未來輕型聯合直升機的藍本在該型號基礎上打造的軍用型H160M“獵豹”直升機計劃2021年啟動采購，預計三軍共交付169架，并于2026年進入服役。根據HIL計劃，H160M將取代法國軍中除了NH90中型直升機、“虎”式武裝直升機和H225“山貓”之外的所有輕型直升機，實現法國輕型直升機型號一統。

1.6 德國重型運輸直升機項目（STH）

2018年11月，德國聯邦議院為德國空軍未來的“重型運輸直升機項目（STH）”撥款56億歐元（約63億美元），這是一個國家項目，用來指導采購重型運輸直升機以滿足德國空軍的需求。根據該計劃的條款，德國計劃替換其過時的西科斯基CH-53/GA/GS等運輸直升機，因為現役的該系列直升機的使用壽命疆域2030年結束。

1.7 印度ALH計劃與LUH計劃

ALH于1984年推出，目標是發展一型4.5t級的地噸位中型通用直升機，目的是取代“印度豹”直升機執行高原任務。該計劃的研制過程總共持續了20余年，首批2架機2002年3月8日開始服役。LUH于2008年推出，該計劃包含一種印度國產的輕型通用直升機和一種從國外進口的輕型高原型通用直升機，2種直升機將平分印度陸軍與空軍共計384架機的訂單。其中國產LUH直升機于2020年2月獲得了初始運營許可，并在2020年完成了主要的測試，印度軍方確定LUH直升機可以進入初始戰備狀態，并預定了187架機。

2.作戰理論與直升機項目相輔相成

2.1 美陸軍作戰理論發展

美國陸軍誕生于1775年，歷經240余年的發展，已經成為當今世界上最具戰斗力的地面部隊。其作戰理論發展脈絡較為明確，最初在20世紀中葉出現了現代陸軍空中機動戰術，之后從20世紀80年代初確立的空地一體戰理論，到20世紀90年代初確立的空地海天一體戰理論，再到21世紀的陸、海、空、太空和網絡空間“多域戰”作戰概念。美國陸軍的作戰理論始終保持著對當前作戰環境的高度適應性，其目的明確而簡單，就是在戰爭這個最殘酷的競爭中勝出，直接影響了對武器裝備的需求，因此美國直升機項目的提出與推進與此緊密相關。

2.2 現代陸軍空中機動戰術與AAH項目

1962年，時任美國國防部長的羅伯特在“霍茲論壇”上建議陸軍自身要具備空中機動能力，這實際上就是后來的空中機動戰術。越南戰爭是直升機第一次大規模參戰的戰爭，被稱為第一次直升機戰爭，雖然這一戰爭讓美軍付出了沉重的代價，但是從軍事角度來看，讓空中機動作戰概念在實戰中得到了檢驗和完善。在戰爭中，美軍通過在機艙門安裝機槍，用于直升機上的掩護和壓制火力，但這畢竟是權宜之計。美國很快開始研制專用武裝直升機并要求比“休伊”直升機有更強的火力、機動和保護，貝爾直升機公司的AH-1“休伊眼鏡蛇“脫穎而出，該機具備了現代攻擊直升機的主要特征，即窄機身、具有裝甲保護、串列雙座、機頭下方的轉動炮塔裝備有機槍，機身兩側掛載火箭和導彈。但是該機是作為過渡型攻擊直升機設計的，與美軍心目中理想的攻擊直升機還相差甚遠，因此，提出了“先進攻擊直升機”（AAH）研制計劃。此項目中誕生的AH-64“阿帕奇“直升機在戰場上的優異表現，進一步強化了三維作戰的思維觀念，空戰一體戰理論也若隱若現。

2.3 空地一體戰理論與LHX計劃

空戰一體戰理論于1982年提出，1986年寫入《作戰綱要》，該理論根據現代戰爭的結構、戰斗力的發展變化以及當代戰場的要求，強調了現代戰爭固有的主體性質。其主要特征是綜合使用常規、核、化和電子戰手段，在作戰時間和空間上把戰場從友鄰部隊前沿向前延伸，向敵人縱深發起攻擊。基本原則包括主動、靈敏、縱深和協調。

在這一理論下，美國陸軍根據當時的政治與軍事形勢認為在越戰時期投入使用的直升機不能適應未來核、生、化戰場的需求，為此提出了“實驗輕型直升機”（LHX）。此項目中誕生的RAH-66“科曼奇”直升機。該機是為美國陸軍適應21世紀的戰場環境而設計的，其先進的導航與目標瞄準系統能在夜間提供高清晰度的戰場紅外圖像，從而使直升機具有優良的作戰能力，主要執行武裝偵察、反坦克和空戰等任務，最突出的優點是采用了前所未有的全面隱身設計，被稱為直升機中的F-117[2]。

海外戰爭之初，正是“阿帕奇”直升機首先撕開了伊拉克防空系統的缺口，為“沙漠風暴”空中打擊行動開了通道，自此一發而不可收。輝煌的戰績證明武裝直升機對裝甲部隊具有良好的克制能力，“阿帕奇”直升機一戰成名，而地面裝甲部隊與直升機的完美配合也將空地一體戰的優勢發揮得淋漓盡致。海灣戰爭之后各國陸軍在海灣戰爭以后對現代化裝甲地面戰爭有了清晰的認識，那就是要么奪取制空權，要么加強防空防止被奪取制空權。坦克與反坦克、防空探測與反探測就像“矛”和“盾”一樣此消彼長，于是“阿帕奇”直升機有了以“長弓阿帕奇”為代表的一系列改型。

2.4 空地海天一體戰與FVL

空地海天一體戰是指在網絡化信息系統支持下，綜合運用空中、地面、海上、太空和特種作戰的各種手段和戰法，在多維空間打擊敵人的作戰。20世紀90年代初，美軍將空地一體戰進一步擴展到海上和外層空間，并在1993年版《作戰綱要》中將空地一體戰擴大到“空地海天一體化”的“聯合作戰”。空地海天一體戰嚴格意義上來講不屬于美陸軍作戰理論，該理論是由美海空軍推動發展的，僅僅是拉陸軍入伙，但是陸軍裝備發展滯后于海空軍，因此在這一構想中作用有限，處于邊緣化局面。這從一定程度上刺激美陸軍必須加快包括直升機在內的陸軍裝備發展，以確保美陸軍在聯合作戰中的站位。在這樣的大背景下，美國陸軍自2004年開始推進“未來垂直升力計劃”（FVL），美國國防部于2012年10月予以簽署。作為該計劃的先導項目“聯合多任務計劃”（JMR）對催生了4種新構型直升機。

2.5 陸、海、空、太空和網絡空間多域戰與FVL

2013年，蘭德公司開展“西太平洋地區陸基反艦導彈的運用”，得出了結論：在西太平洋地區部署陸基反艦導彈可以有效舉止敵人的機動自由和軍事行動。美陸軍對此表示認可，并由此提出“戰略地面力量”的概念，這一概念單純強調了陸軍本身的地位和作用，其他軍種不感興趣。為了提升陸軍在美軍未來聯合作戰體系中的地位和作用，并以此構建新的作戰和裝備發展體系。2014年美陸軍提出“跨域”的概念，認為陸軍作戰天生就是跨域作戰，要求陸軍要具備聯合作戰的多種能力，強調美軍是聯合部隊，在陸、海、空、太空和網絡空間跨域作戰，陸軍依賴并支援空中和海上力量。2016年“多域戰”正式列入美陸軍綱領性文件《ADP3-0：作戰概則》。2017年“多域戰”成為美陸軍新版野戰手冊《FM3-0：作戰綱要》的一個核心作戰概念。美陸軍總結了多域戰所需的八大關鍵能力，已有的FVL計劃與“未來垂直起降飛行器”這一關鍵能力完美契合。

3.直升機裝備能力需求與技術發展互促互進

3.1 直升機裝備能力需求加速了相關技術的發展

直升機項目是對某一階段直升機裝備能力需求的集中體現，為了滿足這些需求，競標者大力發展相關的技術，即使競標失敗，技術成果依然是一筆寶貴的財富。

越南戰爭中美軍先后把超過10000架直升機投入到東南亞叢林，被擊毀的近5000架，戰損率高達50%。經過這場殘酷戰爭，美國陸軍對直升機裝備戰場生存力的需求愈加清晰，為此在“先進空中火力支援系統”（AAFSS）、過渡武直計劃以及“先進攻擊直升機”（AAH）項目中均對戰場生存力提出了非常明確的指標要求。盡管AH-56“夏安”直升機與AH-1“眼鏡蛇”均未能逃脫被淘汰的命運，但是由此極大推動了抗墜毀、紅外對抗、裝甲座艙等技術的發展，其成果在AH-64“阿帕奇”、UH-60“黑鷹”等80年代的新型軍用直升機上得到了廣泛的應用。

在這些技術成果的基礎上，為了提高打擊能力，彌補AH-1眼鏡蛇上沒有夜間瞄準功能和機載激光指示器等缺點，AH-64“阿帕奇”在設計之初就明確采用最先進的航電系統，包括激光、紅外、普通光學、電視攝像等探測手段，同時采用隨動的夜視頭盔瞄準具，推動了激光、紅外等探測技術的發展。為了避開熱尋的導彈的攻擊，發動機上采用了休斯公司研制的“黑洞”紅外抑制器，取消了發動機艙中的冷卻風扇。這種紅外抑制器能夠有效降低發動機尾噴氣流及熱金屬部件的溫度，從而減小了直升機紅外特征信號，第一代紅外抑制器研制技術由此誕生。“沙漠風暴”行動結束后，為適應沙漠環境使用美國陸軍這次提出在AH-64上改進甚高頻/調頻貼地飛行通信系統，加裝防沙裝置及近地告警系統，提高TADS/PNVS及機炮精度，加裝全球定位系統、新型高頻無線電臺及SINCGARS保密電臺，改進敵我識別應答器及飛行控制計算機等要求，這些要求再一次推動了通信導航等技術的發展。

2011年，美國在執行獵殺本·拉登的特種作戰行動中大獲全勝，現場遺留的直升機殘骸被猜測為帶有具有隱蔽突擊能力的特戰“黑鷹”直升機。分析認為該機在“黑鷹”直升機基礎上極大地增強了聲/雷達/紅外綜合隱身性能，被探測距離大幅度縮短，并通過航跡規劃以低空飛行方式避開了巴基斯坦雷達警戒，直到直升機接近目標都未被發現，為此次特戰行動的成功提供了強有力的保障。

最近在FVL計劃中提出的“未來攻擊偵察飛行器”FARA是美國陸軍在近30年內第五次嘗試新武裝偵察機的研發。在經歷了RAH-66“科曼奇”、ARH-70A“阿拉帕霍”、武裝空中偵察（AAS）項目和OH-58F座艙和傳感器升級項目的相繼夭折后，陸軍此次的FARA項目改換了策略和要求。與取消的“科曼奇”直升機相比，FARA沒有“隱身”或“低可探測性”的要求。但是生存力仍然是核心要求之一。美國陸軍認為對于直升機來講，噪聲是暴露直升機的最主要因素，而不是雷達信號。因此，FARA提高生存力的途徑有2條：一是應用“科曼奇”先進的聲隱身技術，二是利用地形及其與其他作戰力量的協同。由此不難看出，這些要求必將進一步推動降噪，貼地飛行以及有人-有人協同、有人-無人協同等技術的發展。

3.2 技術發展賦予型號旺盛的生命力

美國是世界技術大國之一，幾大明星直升機持續升級的家族式發展無一不依賴于技術的發展。以“黑鷹”家族為例，UH-60通用直升機衍生出了許多型號，彰顯了近乎完美的通用性，作為世界上生產數量最多的直升機之一，其設計的優異性也得到了證明。UH-60的改裝升級主要體現在以下3個方面：

（1）動力裝置：從最初的T700-GE-700渦軸發動機，到T700-GE-700C渦軸發動機，到T700-GE-701D再到未來的ITEP稱之為改進渦輪發動機，動力系統的持續升級為平臺升級奠定了堅實的基礎，也確保了持續升級帶來的重量增加不會導致性能的下降。（2）飛控系統：從最初的機械操縱升級到自動飛行控制系統，一方面可以在確保發動機升級帶來的功率提升能夠得到充分利用，另一方面大幅提升飛行品質，而且為實現無人駕駛“黑鷹”奠定基礎。西科斯基公司于2014年宣布開發UH-60A無人駕駛版的計劃，并開始了飛行員遠程操縱的試飛。隨后加大了自主飛行硬軟件包Matrix的開發力度，以便為該機提供更好的自導向能力。2015年10月27日，一架自主飛行版“黑鷹”成功將一輛小型水陸兩用全地形機器人車運送至位于佛羅里達州的空投區，通過了一項關于自主直升機飛行以及與機器人協同的關鍵測試，期間共完成了包括進場、吊起車輛、沿航線飛行5km～7km、將車輛運送至地面定點位置、投放等數個指令，這次測試是對“該技術以及直升機與機器人車的協同合作”最為關鍵的一次驗證。（3）航電系統：“黑鷹”直升機的航電系統從UH-60A到UH-60M實現了質的飛躍。UH-60M采用了基于MIL-STD 1553B總線的綜合化架構，全數字化座艙、數字地圖系統、新的飛行記錄儀、GPS-慣導系統、計算機任務規劃系統等。目前，美國陸軍于西科斯基已經開始研究UH-60M的后繼機，被稱為UH-60X，也被稱為未來通用旋翼機（FUR）。該機將采用健康和使用診斷系統、主動振動控制系統等。

4.啟示與建議

4.1 堅持需求牽引

在直升機研發過程中堅持以需求為牽引，使技術不斷創新，再以成熟技術的應用推動直升機產業的發展。同時要努力在影響軍用直升機裝備建設的關鍵問題上尋求突破。建立健全以軍事需求為牽引，以軍隊科研機構為龍頭，聯合工業部門的直升機技術創新體系，為實現軍用直升機裝備可持續發展奠定基礎。

4.2 以軍事需求驅動技術發展

直升機發展計劃是對直升機裝備能力需求的集中體現，為了滿足這些需求，工業部門大力攻關相關的技術。因此，技術得以不斷突破。每項發展計劃的提出與推進都與當時的軍事環境緊密結合，各項發展計劃之間或相互遞進、或相互補充，形成了一個有機的整體，形成合力推動軍直升機裝備的快速發展。因此，軍事需求不僅造就了通用直升機之王“黑鷹”系列、武裝直升機之王“阿帕奇”系列、運輸直升機之王“支奴干”系列以及偵察直升機之王“基奧瓦”系列等明星直升機，同時也帶動了隱身、降噪、飛控、航電等技術飛速發展。

4.3 采取軍民機融合的發展模式

軍用直升機方面主要依據國防需要，民用直升機方面則根據市場導向以及民機發展規劃進行研制，最終形成軍民直升機共同發展的局面。因為直升機產品的軍民平臺通用性很強，采取軍民機平臺融合的模式，一方面維持其軍/民市場占有率，另一方面保持自身的長足發展。總之，軍方投資發展新型號促進直升機技術的發展，從而幫助民用直升機提高到新水平。而民用直升機在使用條件下的經驗積累又促進了軍用直升機技術的發展，二者相互促進，推動著直升機事業的發展。