澳门新葡亰官网俄卡-52战斗直升机标新立异:并列双座 弹射逃生

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卡-50是前苏联国内卡莫夫设计局和米里设计局的米-28竞争的结果。在直升机领域中,单座即仅有一名驾驶员的攻击直升机确是前所未闻。而只有一名驾驶员的卡-50的问世掀开了直升机历史新的一页。驾驶员不仅要驾驶操纵直升机飞行,还要搜索、跟踪目标,并发射反坦克导弹实施攻击。

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近日,俄罗斯签署了第一份直升机出口合同。这是“短吻鳄”斩获的第一个海外订单,标志着该机开辟海外市场的新开始。同时,这笔订单将大大增强卡莫夫公司的信心,也会为其后续直升机的设计和制造提供宝贵的支持。请看科技日报特约专稿——

结构特点研制历程使用情况结构特点

机动性

卡-52“短吻鳄”是俄罗斯卡莫夫公司研制的共轴反转全天候战斗直升机,它集侦察、攻击与空战于一身。2008年12月,俄罗斯购买一批卡-52直升机;2012年俄罗斯采购30架装备空军;2013年,俄罗斯购买一批海军型卡-52直升机,代号为卡-52K,用于装备向法国购买的“西北风”级两栖攻击舰;2015年俄东部军区接收了20架卡-52,预计最终生产140架。

卡-50“噱头”有两副同轴驱动的旋翼,每副旋翼有3片桨叶;机身呈流线型,机身两侧装有短翼,水平尾翼安装在尾梁的中部,有3个垂直稳定面。机头下部有光电整流罩;两个小的鳍式尾翼,单个主鳍翼。两台克里莫夫TV3-117VMA涡轮轴发动机;可伸缩轮式起落架。

卡-50,原名卡-136 和卡-34。由苏联卡莫夫设计局于 1977 年完成设计,1982 年
7 月 27 日完成首飞。北约将其命名为噱头,俄军将其命名为黑鲨或狼人。1993
年,卡-50 参加了英国范堡罗航展,这是卡-50 的首次公开。1996
年,卡莫夫设计局公开了卡-50
的双座型卡-52。北约将其命名为噱头B,与此相对,卡-50
就成了噱头A。而俄军将卡-52 命名为短吻鳄。

20世纪60年代中期,苏联在构思对付欧洲战场上的主战坦克时提出,最具威力的反坦克武器是空中杀手——攻击直升机,于是最初在运输直升机米-8上加装武器执行任务,同时,大力发展新型攻击直升机,研制出了米-24武装直升机,但米-24仍然沿袭了前苏联的战术思想,将运输与攻击任务结合在一架米-24直升机身上。在美国陆军装备挂载反坦克导弹的AH-1G“休伊眼镜蛇”攻击直升机并投入越南战场之后,苏联又悄悄地开展了V-80新一代攻击直升机的发展计划,但美国为首的西方情报机构对此神秘计划没能获得信息,直到苏联解体后,在1992年巴黎航展上才终于见到基于此的神秘的卡-50“黑鲨鱼”攻击直升机。根据V-80新一代攻击直升机计划要求,米里设计局推出了米-28攻击直升机参与竞争。最后全面评比两种直升机的性能、武器系统和维修成本等项之后,卡-50的表现均较出色,于是和卡莫夫设计局签订了批量生产合同。但由于俄罗斯经济上的问题,加上卡-50不能满足夜间作战的要求,因此,卡-50不是俄罗斯最终需要的机型,所以到目前卡-50尚未真正大批量生产,仅少量卡-50在俄罗斯陆军服役。

研制历程

MAKS 2005 上进行飞行表演的卡-50

在俄罗斯公开展示卡-50不久,卡-50的改进型卡-52就于1996年11月19日悄悄地进行了试飞。卡-52一改卡-50单座的设计,变成了双座。俄国人把它乔装打扮一番,给它披上了一件黑色的外衣,在它的机身上画上了一只凶狠的鲨鱼头,并起了个绰号为“短吻鳄”。此时,俄罗斯新一代武装直升机的研制才尘埃落定。

1980年5月完成了模型样机的评审,定下了设计方案及各项设计指标。1982年6月17日,卡-50原型机进行首飞。

卡-50/52
武装直升机最明显的特色就是它们没有采用一般武装直升机上的常规旋翼布局,而是采用了卡莫夫设计局特有的共轴双旋翼布局。这种旋翼布局的特点是两个面积相同的大旋翼在机身处上下排列。下旋翼靠外轴转动,而此轴空心。在外轴中还有一个内轴带动上旋翼,两个旋翼旋转方向相反。这种布局是不需要尾桨的。

卡-52采用了卡-50直升机的动力装置、旋翼、垂尾、起落架、武器及一系列机载系统。它有85%的部件与卡-50直升机通用。卡-52最显着的特点是采用了并列双座布局的驾驶舱,这种设计是根据现代攻击机的驾驶要求而开发的,一改传统直升机串行双座布局。

使用情况

这种旋翼布局的研制发展需要很高的技术,美国西科斯基飞机公司曾经试图在这方面有所建树,但后来也被迫放弃了。

澳门新葡亰官网,首先,总体设计先进。与传统的单旋翼带尾桨式布局直升机相比,该机传动和控制系统简化,外廓尺寸紧凑。卡-52在旋翼转动时的全长才16米,而AH-64“阿帕奇”的机身长度就达17.60米。外廓尺寸小,雷达识别特征和目视识别特征就小,便于隐蔽,受弹面小,因而战斗损伤概率也小。其次,便于低空作战。卡-52是为全天候、全天时、超低空攻击地面目标而设计的。当初,美国在研制F-111、苏联在研制苏-24全天候攻击机时,飞行员和领航员/武器操作员就是并列坐在一个驾驶舱内的。这种布局曾被看作是最佳方案,而且已被用到第五代战斗轰炸机苏-37上。

1992年,出现在英国举办的一次航空展览会上。

共轴双旋翼布局有很多优点。体现在飞行品质上的就是整体升力系统效率高,比其它旋翼布局,同等旋翼直径的直升机升力大
12%。由于没有尾桨,因此全机尺寸紧凑,发动机的全部功率都用来驱动旋翼,提高了直升机贴地飞行的安全性。由于允许重心移动距离较大,机动性有所增加。且操纵简单,安定性好。俄国一级试飞员帕帕伊说,卡-50
很适合在山区和城市等地形复杂的地区作战。相比起米-24 和米-28,卡-50
更灵活,在 180转弯时不用降低速度,而且可以侧飞。

其次,早在1972年美国实施AH-1“休伊眼镜蛇”串行双座布局夜战型武装直升机研发过程中,也曾得出最好并列双坐的结论。所以,卡-52直升机双座布局是一个创新,其意义不亚于卡-50的单驾驶布局。座舱并列布局的优点是仪表、设备可以共享,从而简化了仪器操作,缩短时间,使驾驶员能集中精力地跟踪目标。

卡-50 进行急转机动

卡-52被称作“智能”型直升机,它几乎继承了卡-50的全部优点,并装有最新式的自动目标指示仪和独特的高度程序,夜间和复杂环境情况下的作战能力有了很大的提高,能确定战斗直升机的目标分配,机动性更强,攻击火力更大,生存能力更高。

米-28A 由苏联米里设计局由于 1980 年开始设计,1982 年 11
月首次试飞成功。1989 年,米-28A
参加了巴黎航展,第一次在世人面前公开。北约为其命名为浩劫。1996 年 11 月
4 日,米-28 的夜间型米-28N 完成了首次试飞。

首先,采用技术先进。卡-52机身前部安装了热像仪,驾驶舱上部的球状物里安装有三维光电定位系统,包括热像仪和激光仪。机身右下方的球形陀螺稳定仪上装有激光测距仪和目标指示器的大功率瞄准头,它能发现和跟踪15公里内的小型目标。在旋翼桨毂的上方装有“弩”式雷达,驾驶舱内装有4个液晶显示器。另外,它还装备了先进的电子对抗设备,第二乘员可实施侦察或电子对抗、搜索和识别远距离目标,从而保证了在任何时间指示、区分目标,协调与地面部队及攻击机的行动,执行其他任务。

1989 年 米-28A 参加了巴黎航展

其次,机动性能好。卡莫夫公司采用的共轴式旋翼有40多年无失败的纪录,共轴式旋翼布局成为他们与米里设计局的米-28竞争的主要筹码。卡-52和米-28都采用两台TV3-117VK涡轴发动机,单台功率1617.64千瓦,机载电子设备相同。不同的是,卡莫夫公司采用的是共轴式旋翼布局,而米里设计局采用的是单旋翼/尾桨布局。两副共轴式旋翼的升力比单旋翼/尾桨布局的旋翼升力大12%。共轴式旋翼气动力对称性显然优于单旋翼,改变航向时,共轴式直升机很容易保持飞行高度,在超低空飞行和飞越障碍物时尤为安全。

米-28
的旋翼布局采用的是最常规的布局方式。即有一幅悬翼在机身上方,而尾梁处有一个垂直的尾桨。其作用是克服主旋翼对机身产生的反作用偏转力矩。与米-28A
相比,米-28N
安装了新型的大功率桨叶,这使得直升机即便在超载情况下也能保持较好的飞行品质。由于米-28N
增加了发动机的功率重量比,其飞行品质比米-28 有了很大程度的提高。米-28N
可以在飞行中连续完成涅斯捷罗夫翻转、殷麦曼翻转、死斤斗及横滚等动作。而这些高难度的特技飞行动作在米-28N
问世前只有战斗机才能完成。米-28N 的垂直飞行过载超过了 3g。

第三,攻击火力大。卡-52具有全天候、全天时、超低空攻击目标的能力,它翼下有4个挂架,可携载激光制导的“旋风”反坦克导弹16枚,有效射程8—10公里,可穿透900毫米的反冲爆装甲。同时装备有80毫米C-8M空对地火箭4组,共80枚。此外,机头右侧装有1门固定式30毫米2A42机炮,携弹500发。此外,它还可以使用P-73和针-B近战“空—空”导弹和“空—地”导弹。

Mi-28 表演大角度爬升

卡-52设计了并列弹射座椅。由于直升机旋翼的影响和飞行高度低,以往的直升机没有跳伞救生系统,主要救生措施是耐坠毁措施,通过起落架、机身、座椅的耐坠毁吸振能力保全机组人员。一旦遇险,驾驶员没法像固定翼飞机驾驶员那样迅速弹出机舱外逃生,只好呆在机舱里听天由命。而耐坠毁措施虽然有不少成功的例子,但飞行员大都魂归西天,成了直升机的殉葬品。

表面上看,卡-50/52 与米-28N 的飞行性能难分伯仲,卡-50
还略占优势。但很多人在结合了实际情况后得出了不同结论。共轴双旋翼布局不仅优点明显,但缺点也很多。最大的缺点是两副旋翼面之间的气流相互干扰,使流场变坏。这个问题迄今也没有得到很好的解决。

为了提高救生能力,卡莫夫公司大胆采用了弹射救生系统。在研制弹射救生系统过程中,俄罗斯投入了大量的资金,花费了整整7年时间,研制成功了K-37零-零火箭式驾驶员弹射救生系统。

防护与安全卡-50
的驾驶舱采用金属结构,驾驶员下方有前起落架舱,可起到一定的保护作用。座舱左右有双层防弹钢板。根据卡莫夫设计局的实验结果,双层复合钢板比陶瓷防弹材料或其它材料好。卡-52
继承了卡-50 的装甲,并没有因为增加了一个座位而削弱了座舱的防护。

这套系统又称为自适应弹射座椅,主要是利用自适应控制技术、推理控制技术、高速稳定技术和高速气流防护技术,提高直升机遇险条件下的救生成功率,减少不必要的伤亡。该系统的主要部分是飞行员座椅,在飞行过程中,该座椅可以根据飞行员的需要对高度进行调整。当直升机遇险时,直升机座舱顶部舱门自动打开,使两副旋翼上的6片桨叶脱离桨毂飞走,随即座舱盖脱开飞离座舱,旋翼与机身分离,座椅下的火箭系统将飞行员连同座椅一并弹出。然后在牵引发动机的作用下,飞行员和座椅分离。降落伞系统能确保飞行员在弹射时空中刹车,同时,能控制下降和着陆,保证下降和着陆速度不超过7米/秒。装备这种救生系统后,卡-52飞行员的应急离机成功率达100%,开创了直升机驾驶员弹射救生的先河。

MAKS 2005 上与卡-50 并列展示的卡-52

该型机还有许多新本领,比如它的激光测距机和照射器不但可以为自己发射导弹制导,还可以为其它直升机和战斗机发射导弹制导。卡-52座舱的上部有一个圆形的舱,那里面安装了一套红外搜索和目标探测系统,这个系统十分厉害,地面目标和空中目标在这个系统面前都被“一览无余”。

卡-50
的油箱有两层。外层为复合材料,内层为有自封夹层的蜂窝结构。当油箱被击中漏油时,该材料会膨胀,将油箱漏洞封闭。卡-50
的机身主承力结构是一根宽 1 米,高 1 米、多路传力的盒状抗扭梁,可承受 1~2
发炮弹的打击。桨叶根部和桨叶本身也具有同样的抗打击能力。前三点式起落架吸收接地碰撞的能量相当于一般直升机的三倍。飞行员座椅下的地板也有抗坠毁功能。卡-50
的共轴双旋翼布局也为卡-50 增添了一些安全系数。

当直升机被击中后,飞行员如何脱离座舱是个世界性难题。因为这需要避免旋翼对飞行员的伤害。而卡-50
上就安装了卡莫夫设计局花费了 7
年时间研制成功的直升机飞行员弹射座椅。与现代战斗机上的弹射座椅一样,这种座椅也具备零-零弹射功能。需要弹射时,飞行员拉动救生把手,启动旋翼桨叶根处的爆炸螺栓。爆炸螺栓将
6 片桨叶炸离桨毂,同时爆炸螺栓也将座舱盖炸飞。这时 K-37
型弹射座椅启动,将飞行员弹射出去。在弹射救生时,弹射飞行员的卡-50
必须离开友机 150 米以外,否则,炸飞的桨叶可能会伤害友机。

K-37 弹射座椅

米-28A 是米里设计局在汲取了米-24
在阿富汗战场上的教训后设计的,因此它极为强调防护能力。米-28A
的座舱安装有钛合金装甲。米-28A 的发动机也能承受数发子弹的攻击。米-28A
的油箱位于机身中部。油箱内部安装了聚胺脂防爆材料,以防止燃油晃动产生静电而引起爆炸,表面则涂有自封闭乳胶。燃油系统可以在负压状态下工作,以防止油箱和油管被击穿时燃油飞溅到机身表面起火爆炸,同时可确保直升机在短时间的负过载情况下正常起飞。旋翼桨叶则有丝状玻璃纤维包裹保护。这些措施使得米-28A
成为了当时世界上唯一一种全装甲武装直升机。

米-28 座舱窄小,具有良好的防护

米-28N 装备了 PC-28
弹射救生设备和抛桨叶、抛舱门以及抛短翼系统。机组成员可以在紧急情况下迅速脱离直升机。米里设计局研制出了由抗震起落架和抗震座椅组成的被动式抗震防护系统。米-28N
在装备了此系统后,确保了直升机以每秒 12
米的垂直速度着陆时机组成员的安全。

米-28N

可以看出,卡-50/52 与米-28N
的一个共同点就是它们都非常重视直升机的装甲保护。这显然是受阿富汗战争的影响。但卡-50/52
与米-28N 的不同之处在于,卡-50/52 的救生系统较为前卫,而米-28N
的救生系统则趋向于保守。从现今的情况看,事实证明米-28N
的安全性能是要优于卡-50/52
的。实战证明,常规单旋翼布局的武装直升机受损后,多数情况下都能够成功降落;而共轴双旋翼布局的武装直升机在受损后,由于容易引起两副旋翼的异常挥舞而相互碰撞,因此直升机坠毁机率较大。在伊拉克,美军的
AH-64阿帕奇武装直升机被击中过多次,但很多阿帕奇都能够在负伤情况下返回基地。即便迫降野外,机组成员也基本得以生还。与此相对,尽管采用了弹射救生装备,实战成绩也相当出色,但卡-50
无论在试飞还是在车臣战争中,都有飞行员伤亡的事例。

卡-50-2三面图

火控系统和机载电子系统

卡-50
装备有瞄准、驾驶、导航一体化综合系统用于搜索目标、自动导引武器以及完成自动驾驶/导航任务。机载计算机系统可自动接收来自其它直升机、飞机或地面站的目标指示,这些信息立即在座舱显示器和平面显示器上显示。

卡-52 飞行员配备头盔瞄准具

卡-52
座舱左侧的飞行员可以专心驾驶直升机,而右侧的射击手能够实施侦察或进行电子战,能够在全天候条件下发现和辨认远处的目标,可以进行目标定位和瞄准,可与地面部队和其它武装直升机进行协同。前文中提及的卡-50-2
直接沿用了卡-52 的电子设备。

卡-52 的座舱内有 4 个液晶显示器

米-28N 装备了由俄国拉明斯基仪表设计局研制的 BREO-28N
第五代模块式机载电子系统。该系统可使用多种有源传感器和无源传感器确保米-28N
全天候地遂行作战任务,其中包括在 10~25
米的低空规避危险障碍。与其原型机米-28A
最大不同在于它是一种全天候武装直升机,可在夜间复杂气候条件下遂行作战任务。米-28N
可以在黑夜,甚至连微弱星光都没有的恶劣气象条件下作战。由于雷达天线罩位于直升机桨毂上方,因此直升机可只露出雷达罩,将大部分机身隐藏,而不必上升高度。大大减少了被发现的危险。

米-28N 顶部的毫米波/厘米波双波段雷达为作战带来了许多便利

总结

综上所述,可以看出卡-50/52
是一种设计思想较为前卫的武装直升机。但由于设计要求、俄国航空工业水平等原因,它显然远远不如已经被美国取消的科曼奇直升机项目。

而米-28N 的设计思想却相当保守,与美国 20 世纪 70 年代开始研制,90
年代又大幅改进的 AH-64阿帕奇武装直升机很相似。实际上,西方媒体就将米-28
戏称为阿帕奇斯基。实际情况表明,武装直升机的作战环境比舰载直升机的使用环境复杂和恶劣的多。在这种情况下,很大程度上武装直升机承担不起太多的技术创新所带来的技术风险,而卡莫夫设计局将丰富的舰载直升机设计经验过分应用于武装直升机上,或许卡-50/卡-52系列真正的未来仍在舰载直升机上。

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