戰(zhàn)術通用運輸直升機發(fā)展分析

于 琦

（中國直升機設計研究所，江西景德鎮(zhèn) 333001）

0 引言

戰(zhàn)術通用運輸直升機是直升機中的一個主要機種，其發(fā)展經(jīng)歷了4 代。經(jīng)過不斷改進和升級，使其具備了航程遠、運載能力強、生存性高、安全性好、可高性高和維護性好等優(yōu)點。研制戰(zhàn)術通用運輸直升機的國家主要有美國、俄羅斯、英國、法國和意大利等，研制公司分別是西科斯基公司、俄羅斯直升機公司、空客直升機公司、NH 工業(yè)集團，代表機型有米-8/米-17/米-171、AS332/532、S-70/UH-60、NH90、AW101 和 S-92 等。戰(zhàn)術通用運輸直升機型號如圖1 所示。

圖1 戰(zhàn)術通用運輸直升機型號

兵種發(fā)展、裝備建設是關鍵一環(huán)。作為陸航主戰(zhàn)裝備體系“三駕馬車”之一，戰(zhàn)術運輸直升機的研制與發(fā)展得到各國普遍重視。放眼世界，在眾多先進的戰(zhàn)術運輸直升機中，“黑鷹”直升機的發(fā)展歷程尤其引人注目。自1979 年首次裝備部隊以來，其在戰(zhàn)場縱深中廣泛遂行空中攻擊、機降作戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)、戰(zhàn)斗支援、勤務保障任務達40 余年，同時還參加了大量反恐、人道主義救援等非戰(zhàn)爭軍事行動，充分發(fā)揮了其通用性和多功能的優(yōu)勢，其優(yōu)異的性能、杰出的表現(xiàn)深得部隊的青睞。“黑鷹”系列直升機已發(fā)展成為一個擁有10 余種型號，共生產(chǎn)4500 多架直升機的龐大家族，在全球現(xiàn)役軍用直升機的服役數(shù)量中占比 19%，排名第一。美國陸軍航空兵裝備2244 架，超過半壁江山，“黑鷹”成為直升機領域當仁不讓的經(jīng)典。“黑鷹”直升機的演進路線如圖2 所示[1]。

圖2 “黑鷹”直升機的演進路線

1 朝鮮戰(zhàn)爭：拉開了戰(zhàn)術通用運輸直升機的發(fā)展序幕

20 世紀五六十年代是直升機初期使用階段，這一時期典型的戰(zhàn)爭有朝鮮戰(zhàn)爭和阿爾及利亞戰(zhàn)爭。從朝鮮戰(zhàn)爭開始，直升機真正走上了戰(zhàn)場，廣泛地用于支援地面部隊作戰(zhàn)，提高了地面部隊的戰(zhàn)術機動能力，成為不可或缺的空中突擊力量。直升機在戰(zhàn)場上的出現(xiàn)，推動了傳統(tǒng)作戰(zhàn)方式的變革。在此期間，美國對直升機的作戰(zhàn)用途作了多種探索，先是用于搶救飛行員，運送傷員和武器。后來又用直升機配合地面部隊作戰(zhàn)，主要是運送戰(zhàn)斗分隊到預定地點作戰(zhàn)，進行空中偵察和引導作戰(zhàn)飛機攻擊等。

朝鮮戰(zhàn)爭是直升機用于各種作戰(zhàn)的嘗試階段，美軍開始將直升機用于戰(zhàn)場，完成一些特殊任務。最初使用直升機搶救飛機駕駛員、運送傷員，給軍隊輸送給養(yǎng)、彈藥、器材。后來又用于配合地面作戰(zhàn)，將空降兵和特種作戰(zhàn)分隊運送到對方縱深地域，執(zhí)行各種作戰(zhàn)和破壞任務。還曾使用直升機營救被圍困的分隊、引導作戰(zhàn)飛機攻擊目標、校正炮兵射擊、實施空中偵察等。在朝鮮戰(zhàn)爭期間，美國陸軍使用S-55 通用直升機，極大提升了戰(zhàn)場的機動性，兵力運輸和再補給也首次擺脫了地面車輛速度慢的局面，傷員運送不再受地形限制。因此，促進了陸軍戰(zhàn)術空中機動概念的確立[2]。

2 越南戰(zhàn)爭：標志著戰(zhàn)術運輸直升機時代的到來

20 世紀六七十年代是空中機動和火力支援發(fā)展階段，這一時期典型的戰(zhàn)爭是越南戰(zhàn)爭。越南戰(zhàn)爭是直升機對地作戰(zhàn)的典范，創(chuàng)造了“蛙跳”“鐵錘”“立體攻擊”“快速機降”等戰(zhàn)術。在這一階段，用運輸直升機大規(guī)模地實施空中機動作戰(zhàn)；用武裝直升機護航及時地遂行火力支援；用各類戰(zhàn)勤直升機執(zhí)行偵察、校射、指揮、通信、運輸、救護等任務。

在越南戰(zhàn)爭中，地面兵力的部署完全由直升機負責，越南戰(zhàn)爭又被稱為“第一次直升機戰(zhàn)爭”。隨著越戰(zhàn)不斷升溫，UH-1“休伊”系列直升機在戰(zhàn)場上暴露出不少缺陷，如功率不足，無法在惡劣環(huán)境下作戰(zhàn)，既不能在高溫和高海拔條件下運載全部有效載荷，又無法提供令人滿意的戰(zhàn)斗生存力。由于東南亞的環(huán)境條件特殊，無法在該地區(qū)持續(xù)運送11 人步兵班，嚴重影響了突擊任務計劃的制定和實施。在這種背景下，美國陸軍開始考慮改型。

20 世紀60 年代末，美國陸軍作戰(zhàn)發(fā)展司令部進一步確定了UH-1 的新型兵力運輸直升機的技術條件。美國陸軍將其命名為UTTAS（Utility Tactical Transport Aircraft System），即通用戰(zhàn)術運輸系統(tǒng)，一般認為這是戰(zhàn)術通用運輸直升機這一名詞的起源。同時，美國陸軍開始著手發(fā)展新型渦軸發(fā)動機，并獲得了巨大成功，設計的直升機和發(fā)動機在性能、生存力和可靠性方面都有重大改進。與此同時，為滿足征戰(zhàn)需要，突擊運輸直升機的替換要求也愈加迫切。

1972 年1 月，美國陸軍頒布了“通用戰(zhàn)術運輸直升機系統(tǒng)（UTTAS）”方案征詢書，要求直升機要在性能、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。1976年12 月，西科斯基公司遵照合同，開始制造UH-60A，“黑鷹”直升機由此誕生，并且開啟了跨世紀的家族繁衍[3]。

3 國外競相發(fā)展：多型戰(zhàn)術運輸直升機成功問世

1981 年，在“星球大戰(zhàn)”計劃的影響下，美陸軍提出以主動、靈敏、縱深、協(xié)調(diào)為基本原則的“空地一體作戰(zhàn)”理論，使其作戰(zhàn)思想進入了一個新的發(fā)展期。“空地一體作戰(zhàn)”理論是一種大縱深作戰(zhàn)的理論，為戰(zhàn)術運輸直升機的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。國外主要直升機公司研制戰(zhàn)術運輸直升機，多種型號問世，并得到成功應用，通過不斷改進和升級，使戰(zhàn)術通用運輸直升機技術更加成熟，戰(zhàn)術運輸直升機進入了發(fā)展的黃金期[4]。

3.1 AS332

AS332 是法國航宇公司研制的雙發(fā)中型直升機。20 世紀70 年代初，為與西科斯基公司爭奪中型運輸直升機市場，法國航宇公司提出了在SA330“美洲豹”基礎上研制AS332“超美洲豹”8 噸級通用戰(zhàn)術運輸直升機計劃，改型工作于1974 年開始。1990 年，軍用型“超美洲豹”更名為“美洲獅”。首架原型機于1978 年9 月13 日首飛，1981 年中期開始正式交付。

3.2 前蘇聯(lián)米-8/米-17

米-8 是蘇聯(lián)米里設計局（現(xiàn)稱米里莫斯科直升機廠股份公司）研制的單旋翼帶尾槳式中型運輸和多用途直升機，綽號“河馬”。1960 年5 月開始研制，用于替換米-4 直升機，第一架原型機裝單臺AI-24V 渦軸發(fā)動機，4 槳葉旋翼，于1961 年6 月24 日首飛，第二架原型機裝2 臺標準TV2-117渦軸發(fā)動機，5 槳葉旋翼，1962 年8 月首飛。米-17 是蘇聯(lián)米里設計局在米-8 的基礎上研制的單旋翼帶尾槳式中型通用運輸直升機，北約將“河馬”作為其綽號。

3.2 S-92

S-92 是美國西科斯基飛機公司與日本、中國、西班牙等國家的航空公司共同投資研制的雙發(fā)中型直升機。1992年3 月宣布研制。1992 年3 月，在第二屆國際直升機協(xié)會會議上首次向外界展示S-92 木質(zhì)-玻璃纖維實體模型。1995 年6 月，在巴黎航展上推出S-92A 和軍用型S-92IU（國際通用）。1998 年12 月23 日，第一架原型機在佛羅里達州西科斯基公司的研究飛行中心首飛[5]。

3.3 AW101

AW101 直升機由合并前的英國韋斯特蘭直升機公司和意大利阿古斯塔公司共同成立的歐洲工業(yè)集團（EH 工業(yè)集團）研制。其最初編號為EH101，后EH 工業(yè)集團并入阿·韋公司，于2007 年編號改為AW101，綽號“灰背隼”。1980 年，韋斯特蘭直升機公司和阿古斯塔直升機公司決定組織力量進行聯(lián)合研制。1981 年6 月，進入9 個月的方案認證。首架原型機于1987 年10 月9 日首飛，1998年11 月12 日正式開始交付。

3.4 NH90

NH90 直升機由法國、意大利、德國和荷蘭4 個國家共同投資的NH 工業(yè)集團研制。1984 年初，西歐各國國防部根據(jù)北約工業(yè)顧問團的意見，提出研制中型直升機的設想，并于1986 年12 月基本完成初步設計。首架原型機于1995 年12 月首飛，2006 年12 月正式開始交付。NH90是一種具有20 世紀90 年代技術特征的典型戰(zhàn)術通用直升機，具備全天候使用能力。

3.5 UH-60

UH-60 是美國西科斯基飛機公司研制的戰(zhàn)術通用直升機，公司編號S-70A，綽號“黑鷹”。SH-60 是在UH-60基礎上研制的艦載反潛直升機，公司編號S-70B，綽號“海鷹”。1972 年1 月，美國陸軍提出需求，1972 年8 月簽訂研制合同。第一架原型機于1974 年6 月28 日出廠，同年10 月17 日首次試飛。原型機于1976 年3 月交付。1976年12 月23 日，美國陸軍宣布選擇西科斯基飛機公司的UH-60A 作為下一代戰(zhàn)術運輸直升機

4 “黑鷹”直升機：世界通用直升機之王

從效費比考慮，相比UH-60 直升機，米-8/米-17、AW101和S-92 體積較大，飛行性能偏低，只能承擔運輸任務，難以執(zhí)行機降突擊任務，搭載步兵上機離機比較困難，屬于排級運輸直升機，實際運用中降級為班級運輸直升機，不但造成了性能浪費，而且效費比也不高。戰(zhàn)術運輸直升機主要用于投送陸軍班級分隊，要求能夠搭載一個步兵班及武器裝備和物資補給。不僅可以承擔運輸任務，必要時還可以改裝成武裝直升機。從通用型來看，UH-60 更適合作戰(zhàn)術通用直升機。從任務領域看，UH-60 直升機能夠在世界各地，尤其是高溫、高原、高危險環(huán)境中執(zhí)行任務。此外，還能執(zhí)行其他任務，如醫(yī)療救護、戰(zhàn)術支援和后勤保障等。從經(jīng)濟型角度分析，“黑鷹”更是具有絕對優(yōu)勢。“黑鷹”的研制費用為2 億美元左右，AW101、NH90 直升機的研制費用超過20 億美元，S-92 直升機的研制費用也高達6 億美元。

“黑鷹”是美軍裝備數(shù)量最多的直升機，在美國歷次特種軍事行動中都少不了它的身影，并且戰(zhàn)績輝煌。作戰(zhàn)目前世界上應用最廣泛的一款10 噸級中型直升機，“黑鷹”直升機憑借其可靠的性能、巨大的改裝空間，一直穩(wěn)坐“世界通用直升機之王”的寶座[6]。

5 先進技術裝備：戰(zhàn)術通用運輸直升機的特點顯著

軍事領域其能遂行機降作戰(zhàn)和突擊運輸任務，運送作戰(zhàn)人員、武器裝備及各種軍用物資，執(zhí)行機降、攻擊、反潛、后勤補給、傷員后送等戰(zhàn)術任務。戰(zhàn)術運輸直升機的優(yōu)勢：航程遠、運載能力強，具備空中加油的能力；機艙容積大，有后裝卸跳板或大機艙門，便于運載貨物；外掛能力強，能吊運大型裝備和物資；為適應戰(zhàn)場環(huán)境的需要，戰(zhàn)術直升機一般還具有生存性高、安全性好、可高性高和維護性好等特點。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，防空系統(tǒng)越來越先進、完備，對戰(zhàn)術通用運輸直升機的設計與技術要求也越來越高，其特點更加突出。

5.1 一機多型，高度通用

為達到高度通用，戰(zhàn)術通用運輸直升機一般的研制方法是先研制出一種基本型，再按具體任務不同作適當?shù)母难b，配上必要的任務設備，以便執(zhí)行各專項任務。戰(zhàn)術通用運輸直升機在基本型設計時，最大限度地滿足突擊運輸、火力支援、電子戰(zhàn)等各種不同用途的陸航要求，盡量減少改型工作量，降低研制費和縮短研制周期，還應最大限度地滿足海軍和空軍的特殊要求，如美國“黑鷹”系列直升機，在陸軍通用性基礎上發(fā)展了海軍型，在利用海軍型、陸軍型某些特點的基礎上發(fā)展了空軍型，不同型別“黑鷹”的零部件有65%通用[7]。

5.2 具備遠航程能力，兼顧高速度性

現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求能夠在短時間內(nèi)達到遠距離部署武力，以對起飛基地保密及飛行任務本身保密，即要求在較大面積上的快速反應能力。這就需要戰(zhàn)術通用運輸直升機既要具備遠航程能力，又要具備高速度性。遠航程能力的實現(xiàn)取決于全天候晝夜飛行的能力、空中加油能力以及維護量小、機組人員疲勞程度低的特點。

當理論上需要大航程能力時，如果遇到直升機無法工作的天氣，也將限制其實際運用。也就是說，無論什么任務，遠航程的能力很大程度上取決于直升機能否在晝夜惡劣天氣以及沙塵、煙霧、結冰等惡劣環(huán)境下飛行。空中加油能力保證了直升機在自轉(zhuǎn)場、搜索與救援（SAR）和特殊軍事任務中的有效性。空中加油在一定程度上提高了載荷可能值范圍，增加了航程。直升機遠航程用途也會受到任務要求的限制，可以通過細致的設計達到長時間飛行。AW101 及S-92 就是通過“視情”實時替換與檢修，減少維護量的。

任何一項技術與活動都離不開人的因素。實現(xiàn)直升機的遠航程，也必須考慮機組人員的疲勞度，這是一個相當嚴重、必須給予重視的問題。因此，在戰(zhàn)術通用運輸直升機的設計過程中，必須改善機組環(huán)境，減輕機組人員疲勞度，主要的實現(xiàn)途徑包括全儀表飛行，自動化駕駛艙，人機功效操作及低振動。NH90 通過采用電傳操縱、微操縱桿操縱和反扭矩腳蹬降低機組人員的勞動強度，以高次諧波控制振動；AW101 通過對以上實現(xiàn)途徑的有效綜合減輕機組人員負荷。