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[科普中国]-舰载直升机

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简介

舰载直升机不仅能以多批次的战斗群起降于大型航空母舰上,而且也能从中、小型舰艇上起降,掠海飞行,以单机或多机活跃在大洋上空,执行护航、反潜、反舰以及超视距引导等作战任务。它能飞能停,能快能慢,能高能低,前后左右,运用自如,比海上舰艇速度快,比陆上飞机“腿长”,比其它舰载飞机灵活,它的这些作战优势,愈来愈引起世界各国海军的重视。

舰载直升机的典型作战任务反潜

反潜直升机通过机载搜潜设备,对水下目标进行搜索、探测、跟踪、识别及定位,利用机载攻潜武器对探测到的目标实施攻击。目前,舰载直升机已经成为水面舰船反潜的重要装备。它随舰船行驶到中、远海域,由舰船上起飞执行反潜任务,这样既可以发挥直升机反潜攻防兼备、机动灵活的特点,又可以解决直升机航程受限的问题,是现代反潜战的重要发展方向。

反潜直升机经历了一个由单一搜潜功能到搜潜/攻潜/反舰综合功能,再到多任务能力的发展过程。

20世纪50年代中期以前,反潜直升机仍处于探索与试验阶段,尚未获得广泛的实战应用。这一时期的反潜直升机采用的都是功率小的活塞式发动机,只载有有限的搜潜设备,基本上不携带攻潜武器,只能完成简单的搜潜任务。到了20世纪60年代,反潜直升机开始采用较大功率的涡轴发动机,其性能有了较大改善,既可携带各种搜潜设备,又可携带一定的攻潜武器,成为搜潜/攻潜功能相结合的平台。如西科斯基公司的SH-3“海王”,前苏联卡莫夫直升机设计局的卡-25“激素”以及法国宇航公司的SA-3216“超黄蜂”等。20世纪70年代。随着SH-2“海妖”和SH-60“海鹰”的问世,特别是美国海军实施的“轻型空中多任务系统”计划,反潜直升机开始向机舰综合的多任务能力方向发展。

目前,搜潜反潜仍是舰载直升机的最主要的任务,使用的搜潜设备主要有吊放声纳及声纳浮标、对海搜索雷达、磁探仪等。

自20世纪50年代反潜直升机首次采用AN/AQS-1型吊放声纳以来,搜潜设备有了较大发展,先后出现了近40种机载吊放声纳。到了20世纪60年代,特别是20世纪70年代以后。声纳浮标获得广泛应用。现在的反潜直升机通常是将吊放声纳和声纳浮标两种声纳结合使用,以弥补各自的不足。

反潜雷达能从2400m高度探测到30km范围内的浮出水面的潜艇;吊放式声呐能发现半径10km范围内的潜航潜艇;直升机后部悬挂的磁探侧仪则可确定500m范围内的水下潜艇。中型舰载直升机在执行典型的反潜任务时,最长飞行时间可达4h以上,能在距离起飞舰船100km的可疑目标区域内,进行长达3h的搜潜攻击巡逻飞行。1

反舰

现代海战证明,在掌握制空权的情况下,舰载直升机攻击敌水面舰艇己成为现代海战的一种重要方式,舰载反舰直升机己成为多种海上小型舰艇的“克星”。先进的舰载反舰直升机能对海上威胁目标进行探测、分类、识别、跟踪和打击,主要的攻击武器是近程或中远程空对舰导弹。

北约新型NH90海军型直升机对海搜索雷达的探测距离超过180km,在装备新一代反舰巡航导弹之后,可以对敌海面舰艇进行超视距打击。英国的“海山猫”反舰直升机是众多反舰直升机中的佼佼者,能在6级海况下从军舰上安全起降,在1982年“马岛”海战中击伤击沉5艘阿根廷舰艇,经受了海战的考验。美国反舰型直升机“海鹰”SH-60B能够全天候探测、识别、定位和封锁水面舰只,装有快速拉降系统,具有空中悬停受油能力。1

空中预警

近年来,各国海军力量的迅速发展,现代舰艇与攻击飞机速度不断提高,在现代海战中,攻击性武器射程更远、速度更快。实现对来袭目标的早期预警已经成为舰艇编队防空作战的一个关键问题。

超视距导弹攻击是现代海战的一个特点,只靠舰载观察设备难以满足对来袭目标预警的需要。主要原因有两点:

①使用舰载远程雷达时,由于远程对空搜索雷达的雷达波束较宽,海面的反射作用会使雷达天线波束产生分裂和上翘,从而产生雷达低空盲区。

②由于地球曲率的影响,无论在使用对空还是对海雷达都会产生盲区。雷达发现目标的距离等于几何直视距离,这对防御方是非常不利的。

因此,当岸基、空基探侧设备不能提供有效的预警保障时,使用舰载直升机对空中目标特别是中、低空目标的侦察与预警就显得尤为重要。与舰载侦察预警雷达相比,舰载直升机具有探测距离远、对低空目标探侧能力强、机动灵活的特点,且悬停滞空能力好、机动性强且成本低。对于没有专用预警机保障且对空预警能力较弱的海上舰艇编队来说,舰载直升机预警是一种有效的编队低空预警手段,在一定程度上它能够满足编队对低空目标防御的要求。

1982年4月,英阿战争爆发。战争期间,阿根廷利用两架携带“飞鱼”导弹的“超军旗”战斗机实施掠海超低空飞行避过了英国“谢菲尔德”号导弹驱逐舰的雷达搜索,并一举将其击沉。为避免类似事件再次发生,英国将“搜水”雷达装在“海王”直升机上,将其改装成了预警直升机,从而开创了现代舰载预警直升机作战的先河。

前苏联海军吸取了英国在马岛战争的惨痛教训和英国改装“海王”预警直升机成功的经验之后,把卡-27反潜直升机加装雷达改装成预警直升机,编号为卡-31。卡-31机身下装有俄罗斯无线电工程研究所生产的E-80IE预警雷达系统。雷达系统对直升机飞行高度以下的空中目标和水面目标进行探测,获得有关数据,进行计算并自动传输到指挥中心。它对空中目标的最大苦戒半径是100~150km,对水面目标的最大警戒半径是250km,最多可同时跟踪20个目标。在3500m高度以100~150km/h的速度飞行,最大续航时间2. 5h。

美国最新研制了预警型“鱼鹰”倾转旋翼机。既具有固定翼飞机的高速度、远航程特点,又具有直升机的垂直起落和悬停特点。

舰载空中预警直升机可按水面舰艇编队指挥员的作战意图,在指定位置、按指定速度、指定时间飞行并使用雷达等电子战设备,对舰舰导弹的制导功能也更强大。直升机还可悬停在空中进行长时间的数据传输、目标指示和信息控制,而且在操作上比固定翼预警机简单、可靠、灵活。即使是只有一艘导弹护卫舰出击,舰长也可以借助舰载直升机对敌方水面舰艇编队展开远程精确攻击,这也是各国海军积极发展舰载预警直升机的主要原因之一。1

电子对抗

随着导弹和制导技术的发展以及海战场电磁环境的日趋复杂,海战中舰载直升机担负的任务也越来越重要。各国海军正在对现有舰载直升机加装电子战设备,并努力发展新型舰载电子战直升机,如:美国EH-60A通信电子战直升机,俄罗斯米-17P电子战直升机等。目前,海军舰艇上使用的一般是以反潜为主的多用途舰载直升机,但大都装备有完善的通讯、导航、定位及目标指示系统,具备部分电子战功能。由于直升机有效载荷较小,难以携带大功率干扰装备,其电子战能力主要表现在以下两个方面,即:目标指示时的干扰能力以及干扰“人在回路中”末制导方式反舰导弹。1

布雷与扫雷

在海战中,直升机可布撒或扫除水雷,从而直接毁伤敌方海上舰艇,或为己方排除前进中的障碍。直升机布雷具有速度快、机动性好、能远距离布雷,且不受气候条件的限制的特点。

对于清扫水上雷场来说,直升机比水面舰船就更有优势。在进行扫雷时,它速度快,安全性好,而且能借助空运手段,快速部署到遥远的海域。扫雷直升机扫雷时,发动机和动力部件都必须工作在极限状态。据初步估算.扫雷工作1h相当于正常飞行8h。目前正式投入使用的扫雷直升机都不是专门设计的,而是改装而成的,月前使用这一扫雷手段的国家仍然不多。在直开机扫雷的研究与使用方面,美国处于领先地位。美海军正式投人使用的扫雷直升机,主要有RH-3A“海王”、RH-53}"海种马”和MH-53E"海龙”3种。1

与无人机协同作战

无人机配合作战是未来海战的发展趋势,利用无人机可以降低人员伤亡的风险,可进入高危险区执行多种任务。但现役舰载无人机的遥控距离短、遥控灵活性差,无法担负远距离、高难度的海上作战任务。因此,通常采用舰载直升机装备先进的远程空中编队指挥系统,随舰载无人机编队一起升空,遥控无人机群实施各种侦察、攻击作战任务,甚至遥控无人战斗机进行灵活机动的空中格斗。舰载直升机可以悬停在敌防空火力圈之外安全地进行指挥控制。一艘导弹驱逐舰配备4~6架由舰载直升机遥控的小型多用途无人机后,其综合攻防能力将成倍地提高。1

补给运输

近年来发展起来的特战思想,谋求以最小的消耗,达到最大的战略目的,更需要海军在控制沿海的同时,使用大吨位直升机运输兵力和装备,完成大战略纵深。比如美国海军的航空母舰搭载的两种重型直升机CH-46和CH-53。

CH-46“海上骑士”直升机由美国波音公司研制。是第一种将涡轴发动机用于生产型的直升机,1958年4月22日首飞。它不具有直接攻击能力,用来进行兵力投送和物质补给。

CH-46直升机机身为方形截面半硬壳式结构,全密封,可在水上起飞降落,甚至可在中等浪高的海况下作业。漂浮系统由9个密封隔舱组成,任何一个失效都可以保持浮力。装有标准的仪表飞行设备,具有自动增稳系统和四通道自动驾驶仪。

CH-53“海种马”直升机是西科斯基公司为满足美国海军攻击运输直升机的要求而研制的多发重型运输直升机,1964年10月14日首飞。“海种马”的机身两侧装有浮筒,机身结构为半硬壳式,应急时可在水面降落和漂浮,不需要漂浮装置。1

设计上的特殊要求

舰载直升机是以舰船为基地,主要在海上活动,其使用环境与陆用直升机有明显不同,因此舰载直升机有一些特殊的技术要求。

发动机功率大,操纵性和机动性良好

舰上起降甲板周围建筑物会产生扰动气流区,为克服扰动气流区对飞行的影响,直升机必须其有大的功率和升力储备,以及良好的操纵性和机动性。

尾部开有装载跳板/门

为了便于装卸货物或士兵快速离机,一般尾部开有装载跳板/门。

防冰除冰

由于舰载直升机在海洋环境下使用。防冰除冰是必须要解决的问题。舰载直升机大都采用电热除冰装置,正向轻质、低功耗和抗电磁干扰的方向发展。

旋翼和尾斜梁要能折叠

舰艇的飞行甲板和机库尺寸有限,直升机在舰船上搭载受到很大限制。为了能够在窄小的机库内容纳多架直升机,舰载直升机多采用可折叠的旋翼和尾斜梁。目前服役或正在改进改型的舰载直升机大都采用电动旋翼和尾斜梁折叠技术。

机身采用水密结构

为了便于水上降落,机身一般都是水密结构,并大都可选装浮筒或漂浮装置。而且舰船受海上涌浪的影响,经常处于摇摆、升降起伏状态,直升机着舰时容易出现侧滑或翻倒。为提高直升机在高海况下着舰的安全,大都采用助降装置。

综合保障技术

舰载直升机需要在气象条件变化无常的海洋环境中飞行,经常在面积狭小、摇摆不定的舰船甲板上起降,又要完成各种复杂的海上作业,危及其安全性的因素很多,而舰载直升机的起降、停放、牵引是影响其安全的三个要素。这也成为舰载直升机综合保障系统所要考虑的重点问题所在。

舰载直升机动态时接飞行试验技术

自从使用舰载直升机以来,由于舰载直升机使用环境的特点,引起了陆基直升机没有遇到的附加难题。这些特点包括:舰的运动;舰的上部结构产生的尾流;飞行甲板有限的降落面积,尤其是搭乘直升机的小型舰船。为了评估直升机在特定级别的舰上的使用能力,确定与这种使用环境有关的各种限制,大多数国家都制定并执行了舰载直升机飞行试验计划,并称之为动态对接试验。除了确定和量化各种舰载飞行条件下直升机的使用能力外,动态对接试验还需评估舰上航空设备和程序的适用性和安全性。影响舰载直升机安全使用的因素很多,包括飞行甲板的大小、形状、位置和标记,与舰上部结构的远近,不可预测的舰运动和扰动尾流。此外、舰上或周围的照明、飞控系统性能下降、基本直升机飞行特性较差等情况,也进一步增大了舰上使用的难度。因此,动态对接试验要求系统地消除和确定这些潜在不利因素的影响及其复杂的相互关系,并给出直升机舰上使用包线。除了发展舰上使用包线,动态对接试验还评估和提供舰上相容性资料,评估舰上尾流、废气和电磁干扰等对舰载直升机使用的影响,评估舰上目视降落辅助装里、照明及飞行甲板标记的适用性。

严防“舰面共振”现象

海上舰船受风浪和主机振动的影晌,船体也会发生摇晃和振动。当直升机在舰船上试车、起降时。舰船的振动频率比陆地上更容易与直升机振动频率相等或接近,从而发生“舰面共振”,带来极大的安全隐息。2