[科普中国]-南非CSH-2Rooivalk“石茶隼”武装直升机

研发背景

由于南非在90年代前长期实行种族隔离政策，以及与邻国不断发生各种摩擦，再加上南部非洲动荡的局势，南非军队要长期面对直接的作战任务。这些任务往往规模小但强度大，例如要求在广阔的非洲原野上做长距离机动，前往缺乏后勤支援和供应条件、自然环境恶劣的作战区域，与游击队性质的敌军交战。因此南非军队对装备的要求很高，最重要的要求是独立作战能力必须非常好，性能要可靠，对后勤维护依赖程度低。经不断努力，南非的地面装备均达到了上述要求，比如知名的G系列牵引或自行火炮、“号角”坦克和装甲车辆等。南非陆军进一步致力于研制一种可靠而凶猛、具有世界先进水平的武装直升机为地面提供支援，这就是CSH-2武装直升机。但考虑到上面提到的种种恶劣条件，研制这一直升机任务艰巨。首先南部非洲常年高温，沙尘满天，飞行条件很恶劣。在南非尤地形地物特征的丛林上空飞行，难于导航，直升机飞行员工作量大，容易疲劳。敌对力量的装备虽然与南非军队相去甚远，但高射机枪、机炮、空地导弹的数目也不少，尤其是游击战术的广泛应用使得危险四处潜伏。但恰恰是这样恶劣的条件，炼出了“石茶隼”这种优秀的武装直升机。3

研制历程承担设计任务的南非阿特拉斯(Atlas)飞机公司（现合并为丹奈尔公司)于1984年开始研制,设计师们在广泛综合了各种不利因素后，首先确定了武装直升机的战术任务，其主要是准备在南部非洲与安哥拉解放者联盟及古巴志愿军进行作战，并在面对前者装备的各种苏制地对空导弹的高威胁环境中进行近距空中支援和反坦克、反炮兵作战，以及为直升机护航。为此该机设计代号CSH-2(CambatSupportHetlicopter),意思是战斗支援直升机，通常称其为“石茶隼”（Rooivalk)仏I.随着潜在的敌国开始装备苏制米-25“母鹿”武装直升机（米-25出口型,)，CSH-2武装直升机又进行了修改，增加了反直升机与防空任务.南非军方对CSH-2的技术性能提出了一系列的要求，首先要保证在高强度作战环境下的生存性，出勤率高，能昼夜作战；飞行员工作量少。导航精确；续航时间长，有较大的转场距离。为部署到远离维护中心的地方作战，维护性与可靠性要好；应具有在沙尘环境中作战的能力。其次要求能与南非陆军现有的指挥，控制和通讯系统相适应，并能在南非现有工业的基础上制造，且必须保证在正常情况下使用30年.3

装备情况1990年2月，原型机首次飞行,1992年底，南非军备局宣布，该机即将投入生产,并随之公布了该机的若干资料照片，立时布各国军界引起了不小的轰动，1995年，CSH-2训练型正式投入使用，但由于南非经济不景气，而缺乏采购经费.因此只能少量采购。2003年9月，南非空军第16中队正式接收首批2架改名为AH-2A的改进型“石茶隼"攻击直升机，剩余的10架以毎月2架的速度交付.同时该中队之前使用的同型号训练机也将改装成战斗型配置。新“石茶隼"完成了一系列改进，其中包括装备“莫克帕”ZT-6远程反坦克导弹的、用法国“西北风”近程空空导弹换装原来的空对空导弹。3

技术特点“石茶隼”最大起飞重量8.75吨、装备2台功率各为1400千瓦的涡轮轴发动机，最大飞行速度309千米/时，巡航速度287千米/时，实用升限6100米，航程700-1200千米为减少生产及研制难度，阿特拉斯公司在研制中最大程度的采用了南非的现有技术，如利用了南非装备的法国“美洲豹”中型运输直升机的旋翼和发动机等动力部件，实际上CSH-2可以说是“美洲豹”的先进武装改进型。该机的外形借鉴了美国休斯公司AH-64武装直升机的设计，其座舱、观瞄和武器系统布局与AH-64很相似，机组为飞行员、射击员2人；级列阶梯式驾驶舱使机身中而细长，后三点跪式起落架使直升机能在斜坡上着陆，增强了耐坠毁能力；2台涡轮轴发动机安装在机身肩部，可提高抗弹性，采用了两侧短翼来携带外挂的火箭.导弹等武器.前视红外激光测距等探测设备位于机头下方的转塔内，前机身下安装有外露的机炮吊舱。3

该机强调操纵与维修的灵活性和部件的通用性，并据此做了某些改进。如在座舱设计上采用了独立分离式设计，并加大两座舱的髙度差，座舱内采用多种复合材料及纤维制隔板、座垫。这不仅扩大了驾驶员前向、下视及水平视野.改善了直升机超低空飞行性能，而且提高了生存率，从而大幅度提高了飞行员的安全系数。当一名飞行员伤亡时，另一名飞行员可接替全部飞行和作战职能。同时，加大机身结构和动力系统的防护强度，也是提髙直升机生存率的关键所在，据称，“石茶隼”直升机在基本防护和适航性两方面都已达到美军军用直升机标准。

“石茶隼”的驾驶舱舒适，自动化程度高，装备有先进的数字管理系统，具有高度自部署能力.它大量采用了先进的航空电子设备.使其具有自动导航、目标识别，威胁警告以及夜间飞行作战能力。它的自动飞行控制系统由双余度数字计算机连接.控制直升机的俯仰、滚转、方向、总距4轴。自动飞行控制系统由导航分系统、大气数据装置和全向空速传感器、控制显示装置和计箅机等组成.导航分系统传输数据送到飞控系统使之自主导航。无线电高度表根据乘员插入的指令产生低高度警告。它还装有多功能显示器、敌我识别应答机、目标探测截获和跟踪系统、雷达告警与激光告警收接装置等先进的航空电子设备、智能化的飞行驾驶系统和先进的武器火控管理系统。3

机组由1名驾驶员和1名射击员组成，驾驶员在前，射击员在后.前后驾驶舱各有3个单色多功能显示器，它们与夜视镜全兼容.毎个显示器都能显示所要求的图像，如所要求的图像，如导航与任务图、武器瞄准图像，威胁报警情况等.也能显示执行任务所用的无线电频率，并能用显示器屏幕周围的硬件与软件功能键输入或处理数据。射击员舱也有全套操纵装置，如果驾驶员受伤不能驾驶时.射击员也能操纵直升机。通常，射击员在前座对瞄准射击比较有利，但由于“石茶隼”改进了观测、瞄准装置，能把探测目标的光信号传输到后座瞄准显示器.所以射击员在后座也不会影响瞄准射击.而且2名飞行员也都能在各自的显示器上观察目标图像，驾驶舱视界良好，朝下、朝后的视界都好。座舱内还设有1台小型数据存储器，它是一台小型计算机，可存储飞行计划.和最新的作战数据，如敌方地面部队，探测雷达、地对空导弹和高射炮的位置等，并能将目标数据显示在数据图上。此外，也可存入本机进如和脱离的航线，供隐蔽的地形数据，无线电频率等。精确导航系统还可利用全球卫星定位系统，将小型数据存储器联接到驾驶舱的数据传输装置上，将飞行计划传输给导航系统，由该系统能自动为100个定位点的5条不同的飞行航线导航。3

主要任务CSH-2武装直升机原定主要任务是在有各种苏制地对空导弹的高威胁环境中进行近距空中支援和反坦克、反火炮作战，以及为直升机护航。其代号CSH一2(CombatSup-portHetlicopter)就是战斗支援直升机的意思。后来由于要对付越来越多的苏制米-24“母鹿”武装直升机，于是增加了反直升机与防空任务。为此，对CSH一2的技术性能提出了以下要求：在强火力作战环境个存性好，出勤率高，能昼夜作战；飞行员工作量少，导航精确；续航时间长，有大的转场距离；为部署到远离维护中心的地方作战，维护性与可靠性要好；应具有在沙尘环境中作战的能力。此外，还要求能与南非陆军现有的指挥、控制和通讯系统相适应，并能在南非现有工业的基础上制造。使用寿命30年。3

在南非尤地形地物特征的丛林上空飞行，难于导航，飞行员工作量大，容易疲劳，所以减少飞行员的工作量和疲劳是对直升机的主要要求。导航精确和驾驶舱高度自动化，以及机体的低振动性也是出于这种考虑。而且低振动性对提高直升机的可靠性也很有利。

对武器系统的要求是保证每一发炮弹命中目标，航炮攻击应有高精度和高速度。需要时，射击员能在一定距离上用一发炮弹击中人那样大小的目标，而不是像美国和原苏联的武装直升机那样，采用“弹幕”杀伤的方法。直升机所带导弹和炮弹应与南非陆军所用的通用，以便能在战场上方便地得到补充，而不需要专门进行补给。3

结构特点CSH-2的研制采用了尽量利用现有技术的方针，如利用了“美洲豹”直升机的旋翼和发动机等动力部件，也借鉴了美国休斯公司AH-64武装直升机的设计技术，所以花钱少、风险小、收效快。CSH一2直升机的外形布局与AH一64很相似，采用了单旋翼带愿桨的布局形式。该机纵列阶梯式驾驶舱使机身中而细长；后三点跪式起落架使直升机能在斜坡上着陆；两台涡轴发动机安装在机身肩部，可提高抗弹性。此外，它也采用短翼来技带火箭、导弹等武器。前视红外、激光测距等探测设备位于机头、机头上安装有外露的机炮。4

驾驶舱 “石茶隼”的驾驶舱舒适，自动化程度高。机组由一名驾驶员和一名射击员组成，驾驶员在前，射击员在后，这有利于驾驶员在空战中眼观六路，耳听八方，好随机应变。射击员舱也有全套操纵装置，如果驾驶员受伤不能驾驶时，射击员也能操纵直升机。4

通常，射击员在前座对瞄准射击比较有利，但由于“石茶隼”改进了观测、瞄准装置，能把探测目标的光信号传输到后座瞄准显示器，所以射击员在后座也不会影响瞄准射击。而且两名飞行员也都能在各自的显器上观察目标图像。驾驶舱视界良好，朝下、朝后的视界都好。

座舱 座舱内设有一台小型数据存储器，它是一台小型计算机。它可存储飞行计划和最新的作战数据，如对方地面部队、探测雷达、地对空导弹和高射炮的位置等，并能把目标数据显示在数据图上。此外，也可存入自己飞入和撤离的航线、供隐蔽的地形数据、无线电频率等。精确导航系统可利用全球卫星定位系统，在把小型数据存储器插接到驾驶舱的数据传输装置上，使飞行计划传输给导航系统后，导航系统能自动为有100个定位点的5条不间的飞行航线导航。4

机载设备 前后驾驶舱各有3个单色多功能显示器，它们与夜视镜是全兼容的。每个显示器都能显示所要求的图像，如导航与任务地图、武器瞄准图像、威胁报警情况等。也能显示执行任务所用的无线电频率，并能用显承器屏幕周闹的硬件与软件功能键输入或处理数据。

机体的振动非常小，这归功于设计出色的隔振系统，它能把旋翼和主减速器产生的振动与机身隔离开。在地面，通过调整该系统的摆动质量，使其对特种振动频率发少反共振，这样旋翼的振动便会减小90%，所以在直升机机身上能察觉到的振动极小。驾驶过“石茶隼”的每一位飞行员都证实了这一点。有的飞行员认为，“茶隼”的振动与固定翼飞机的振动差不多。这也是减轻飞行员疲劳的主要措施。4

武器系统CSH-2装有机炮，可带火箭、导弹等一般反坦克直升机所带的特种制式武器，火力很强。与AH一64“阿帕奇”武装直升机不同的是，“石茶隼”炮塔安装在机头下前方，而不是在机身正下方。这个位置有利于空战时射击、因为机炮上射范围不受机头遮挡，比AH一64大得多。炮塔内装一门20毫米GA—l机炮。但直升机结构能吸收30毫米口径机炮的后座力，所以也可装30毫米机炮。炮塔随主瞄准具以及头盔瞄瞧具的运动而运动。飞行员与射山员都能使用机炮，但飞行员有优先使用权。弹药箱足隔热的，以免意外时炮弹被高温引爆。5

后掠式短翼向内装有武器瞄准机。两个内侧挂架可挂18枚68毫米火箭发射巢，相对直升机能作俯仰运动，便于瞄准攻击目标。

外侧挂架能接容量为330升的可抛投油箱或ZT—3“蛇鹈”反坦克导弹。两个翼尖挂各能挂载一枚V3B"短刀"红外寻的空对空导弹，该导弹具有在飞行员的头盔瞄准具不对准目标的情况下，发射攻击目标的能力。所挂ZT-3激光制导反坦克导弹，与南非陆军的“蜜獾”反装甲车所用的导弹相同，航炮炮弹也是如此，容易维护和补给。5

目标探测、截获和跟踪系统(TDATS)由陀螺稳定系统和转塔组成，转塔上装有前视红外电视摄像机、激光测距仪、导弹激光指令发射机和导弹测向计。武器瞄准有3种方式：使用TDATS转塔、使用飞行员的头盔瞄准具或使用飞行员乎视显示器十字瞄准线。

生存能力“茶隼”的生存性采用了阶梯式原理：首先是不被探测；如被探测，求不被击中；如被击中，求不坠毁；如坠毁不可避免，则求坠后生存。与探测有关的4个方面是：目视、雷达、红外和音响。降低目视信号的方法有：采用伪装涂料、小的机体正面横截面积和使用反射阳光最少的平板玻璃窗。但主要的方法还是利用地形、隐蔽物和在夜间作贴地飞行。“石茶隼”能依靠有关系统作长时间贴地飞行，飞行员不必高度集中精力。飞行员在前座也有利于在超低空飞行时进行驾驶。3

直升机的观测瞄准系统具有远距离探测能力，其探测距离白天为8.5公里，夜晚为4.5公里，因此可减少被对方目视探测的概率。该系统还使“石茶隼”能—览出隐蔽物外记录战场情况，然后回到隐蔽物后悬停选定目标，并标出其位置，最后作跃升进行快速攻击。

“石茶隼”的雷达反射截面积较小、隐身性较好。因为它采用了小的机体正面横截面、后掠式短翼、敷有金属膜的平板驾驶舱玻璃、进气道遮挡了压气机的内藏式发动机等措施。此外，它还具有主动电子对抗手段和良好的贴地飞行性能，这也减少了被雷达探测的可能性，对付红外探测的方法除贴地飞行外，还有：在需要的部位涂敷伪装涂料层，发动机排气与吸入的冷空气以1：1混合降低排出温度，遮挡、屏蔽发动机排气等，这些措施使直升机的红外特征信号减少了96%。3

“石茶隼”利用地形、地物隐蔽作低空快速飞行来破坏对方实施的音响探测。它的内藏式进气道、红外抑制排气等措施也大大降低了噪音。“石茶隼”的噪音大约只是“云雀”III直升机噪音的一半。在丛林地带，“云雀”III飞行的响声在飞来之前5分钟就能听到，而“石茶隼”则在飞来之前10至15秒钟才能听到声音。

“石茶隼”直升机的所有关键部件都是双余度的，不可能采用双余度的部件也有其它部件遮挡，例如，主减速器就被两台发动机所遮挡。驾驶舱两个座椅都有陶瓷装甲板，其它需要装甲的部位则有丙烯酸材料装甲。两台发动机装在直升机肩部，分隔距离较大，可防止一发炮弹击中两台发动机。主减速器和发动机设有火警传感器和灭火系统。所有油箱被12.7毫米穿甲弹穿透后能自密封。所有操纵拉杆被12.7毫米枪弹击中后仍能工作，并能经受1100摄氏度高温烧烤15分钟。“石茶隼”在被打掉尾桨后能继续飞行，大的垂直尾面在滑跑着陆时能提供足够的操纵。前风挡玻璃能承受1.8千克重大鸟以278公里时速的撞击。机体外的电缆切割器，可防止直升机低空飞行时撞击电缆。“石茶隼”能以6米/秒的下降速度作粗猛着陆。在10米/秒的下降速度垂直撞击地面时，起落架、座椅和可压皱结构能逐级吸收撞击能量，使飞行员仍能生存。同时，坠毁传感器和易断连接器会立即切断电气系统，并立即隔离燃油系统，从而防止发生火灾。如果机身被撞击成扭曲形状，舱门打不开，飞行员可按按钮炸开舱门逃生。3