天天看點

持續蛻變,“蝰蛇”60年發展之路

作者:軍師軍茶利

2022年11月2日,貝爾公司向美國海軍陸戰隊傳遞的最後一架AH-1Z“蝰蛇”下線,這也是該公司向美海軍陸戰隊傳遞的最後一架H-1系列直升機。美國軍方和貝爾公司将AH-1和UH-1“休伊”統稱為H-1系列,因為AH-1是從UH-1改進而來的,AH-1Z也是H-1家族的最後一個型号。該直升機家族經曆60年發展,總計制造超過1.6萬架。傳統的攻擊直升機在未來沖突中能否生存,直升機在現代戰争中的效能如何?要回答上述問題,回顧H-1系列直升機的發展,無疑極具啟發性和現實意義。

“休伊”的起源

整個“休伊”家族源自貝爾公司的XH-40原型機,這架直升機吸取北韓戰争期間直升機作戰的經驗和教訓,為滿足美陸軍對通用直升機的需求而研制1956年10月20日首飛,接下來貝爾又制造了6架YH-40評估機。1960 年 3月,美陸軍授予貝爾公司一份生産100架直升機的合同,該直升機被命名為HU-1A,并以美洲土著民族的名字命名為“易洛魁人”。不過,編号中的“HU”産生了一個非常流行的非官方綽号“休伊”,1962年9月後按美國防部統一的命名規則,美軍把上述編号改成現在人們熟知的UH-1(公司編号為貝爾204)。

持續蛻變,“蝰蛇”60年發展之路

由于采用渦軸發動機“休伊”直升機性能遠優于采用活塞發動機的直升機。然而,美陸軍關于YH-40的服役測試報告卻認為其動力不足。第一批UH-1A傳遞時,陸軍表示要改進後續型号,作為回應,貝爾提出了 UH-1B,它配備 960軸馬力的T53-L-5 發動機和一個更長的客艙,UH-1B 的第一架生産型1961年3月傳遞。

1960年,貝爾開始開發 UH-1C,為其配備1100 軸馬力的萊康明 T53-L-11發動機 美陸軍最終用相同的發動機改裝了所有UH-1B直升機。貝爾還為UH-1C開發了新的旋翼系統,引入雙液壓控制系統及改進型進氣口過濾系統。UH-1C的燃料容量增至920升,總重增至4309千克,标稱有效載荷為2120千克。UH-1C于1966年6月開始生産,共生産766架。

早期的“短體”“休伊”雖取得成功,但美陸軍卻想搭載更多人員。貝爾的解決方案是将HU-1B機身拉長約1米并利用增加的空間在傳動裝置旁邊放置4個面向外的座椅,座位增至15個,擴大後的機艙還可容納6個擔架和工名醫生。該型機安裝了更大的艙門及一個帶有可選視窗的小餃鍊面闆,提供了更好的進入機艙的通道。

貝爾205原型機,于1961年8月16日首飛,其最初配備了直徑約13.4米的主旋翼和T53-L-9發動機。旋翼直徑被加長到約14.6米,弦長約53厘米。尾梁也加長,以适應更長的旋翼槳葉,總之,相關修改導緻該機總重達4309千克。美陸軍1963年訂購了貝爾205的生産型,生産型直升機被指定為UH-1D。1966年,貝爾安裝了1400軸馬力的T53-L-13 發動機,為直升機提供更多動力。皮托管從機頭移至駕駛艙頂部,以防止着陸過程中損壞,這種配置的生産型被指定為UH-1H。

“眼鏡蛇”問世

在發展通用直升機的同時,貝爾和美陸軍開始發展武裝直升機。受阿爾及利亞戰争中法軍将武器安裝到直升機上對地面部隊實施打擊的啟發,貝爾發展出D-255 武裝直升機概念模型,命名為“易洛魁勇士”這是一款基于UH-1B元件的專用攻擊直升機,具有新的細長機身和串聯雙座駕駛艙,其機頭的球形炮塔中裝有一個榴彈發射器,一個機腹吊艙用于裝載20毫米機炮,還有用于安裝火箭或SS-10反坦克飛彈的短翼。

1962年6月,貝爾向美陸軍展示了直升機模型,後者很感興趣,1962 年12月授予貝爾一份概念驗證合同。貝爾由此發展了207型“蘇族偵察兵”,該機于1963年7月首飛。“蘇族偵察兵”擁有所有現代攻擊直升機的主要特征:串聯駕駛艙、搭載武器的短翼和安裝在“下颚”上的炮塔。1964年初,在對“蘇族偵察兵”評估後,美陸軍認為其尺寸小,動力不足。

持續蛻變,“蝰蛇”60年發展之路

此後,美陸軍提出“先進空中火力支援系統”(AAFSS),旨在研發一型全副武裝的直升機,速度至少為322千米/小時。盡管美陸軍偏愛AAFSS計劃,但貝爾堅持更小更輕型武裝直升機的想法。1965年1月,貝爾決定進行詳細設計。研究人員将成熟的減速器、UH-1C的540旋翼系統和穩定控制增強系統及UH-1的T53渦輪軸發動機,與之前的“蘇族偵察兵”的設計理念相結合,推出貝爾209,它在很大程度上類似“易洛魁勇士”特别是其駕駛艙和尾翼。從外觀看,新的設計與UH-1的相似點并不多,但209型的尾翼和大部分動力系統與 UH-1 相同,約 80%的部件采用UH-1零件。

1965年9月7日,貝爾209型原型機首飛,迅速引起軍方關注。随着越南戰争的進行,美軍壓力漸增,1965年6月底,已有5萬名美地面部隊部署到越南,美陸軍需要一型用于越戰的臨時武裝直升機。1966年4月貝爾的産品在與其他對手的競争中獲勝,美陸軍最初訂購110架直升機,到年底 後續訂單累計達500架。貝爾為209型起了“休伊眼鏡蛇”的綽号,美陸軍則用“眼鏡蛇”為這款直升機命名。

1967年6月,第一批 AH-1G“休伊眼鏡蛇”服役,最初編号為UH-1H 很快就使用了代表攻擊直升機的專用編号“A”。1967至1973年,貝爾公司共為美陸軍制造1116架AH-1G直升機。越戰期間,美陸軍空騎兵及其他部隊大量使用UH-1,以緻這場戰争被稱為“直升機戰争”。

不斷改進中

“眼鏡蛇”和“易洛魁人”都是單發、滑橇式起落架、跷跷闆式旋翼。不過,“眼鏡蛇”的外形設計看起來具有流線型,類似噴氣式戰鬥機。航空作家斯坦利·麥高文觀察到其外觀與貝爾之前設計的任何旋翼機都不同,機身相對較窄,駕駛艙使用了縱列座艙,且被一個巨大的座艙罩覆寫,乘員受到裝甲保護。

“眼鏡蛇”直升機由飛行員和炮手共同操作,飛行員坐在後座,炮手坐在前排,前部武器操縱員更有利于操縱位于機頭的武器及各種傳感器。“眼鏡蛇”的大部分武器都能安裝在短翼下的挂架上,與攜帶武器的UH-1相比“眼鏡蛇”通常攜帶兩倍的彈藥,并以一半的時間到達駐地,其留白時間也是UH-1的三倍。這使得該型直升機能在指定的時間到達運輸直升機前方的着陸區,在它們出現時提供火力支援,在它們撤離時繼續戰鬥。

持續蛻變,“蝰蛇”60年發展之路

“眼鏡蛇”算是輕型武裝直升機,其空重2635千克,最大起飛重量 4309千克,動力裝置是一台T53-L-13渦輪軸發動機,輸出功率1400馬力,主旋翼直徑13.4米,最高速度276千米/小時,航程570千米,升限3500米。

通常情況下,“眼鏡蛇”會避免在交戰時進行盤旋,重點放在保持速度和機動性上。“眼鏡蛇”通常不單獨行動,而是兩架或組團作戰,通常使用獵殺戰術消滅地面目标。它還經常與其他直升機配合使用,如OH-58偵察直升機。

“眼鏡蛇”服役後,相關設計進行了大量改動,最主要變化是将尾槳從左側移到右側,這有助于提高尾槳的效率。1972年,美陸軍尋求提高反裝甲能力。根據“改進型眼鏡蛇武器計劃”,1973年10月對裝有“陶”式飛彈的AH-1進行了試驗。次年通過測試後,貝爾簽訂了将101架AH-1G更新為能發射“陶”式反坦克飛彈的AH-1Q。

之後,“眼鏡蛇”出現更多改型。1978年3月,美陸軍采購100架新型“眼鏡蛇”AH-1S。這些“眼鏡蛇”在AH-10的基礎上配備新的T形儀表闆、改進的複合材料旋翼槳葉、改進的變速箱、M128頭盔式瞄準鏡和M28A3武器系統。同時,采用更強大的T53-L-703引擎,輸出功率1800軸馬力。AH-1S繼續更新後,“眼鏡蛇”又有了AH-1P、AH-1E和AH-1F。1988年前,AH-1F被稱為“現代化的AH-1S”。

“眼鏡蛇”“入海”

AH-1G的成功讓美海軍陸戰隊對“眼鏡蛇”産生了興趣,但它們更喜歡雙引擎配置,以提高水上作業的安全性。海軍陸戰隊還要求,炮塔可裝備更強大的武器。

1968年5月,貝爾獲得49架雙引擎 AH-1J“海眼鏡蛇”的合同。AH-1J配備三管20毫米 M197 航炮 旋翼直徑達13.4米,空重增至2998千克,最大起飛重量4500千克,動力裝置為兩台普-惠 T400-CP發動機。

進入20世紀70年代,海軍陸戰隊對“眼鏡蛇”提出更高要求——在高溫下具有更大的承載能力。基于貝爾309型“眼鏡蛇王”,貝爾開發了AH-1T“改進型海眼鏡蛇”,該型機配備加長的尾梁和機身及貝爾309型更新變速箱、發動機。AH-1T更可靠,也更易于野外維護。該型機能發射“陶”式反坦克飛彈、帶有專用瞄準系統及其他傳感器。一種被稱為AH-1T+的進階版本,則配備功率更強大的T700-GE-700發動機和先進的航空電子裝置。

持續蛻變,“蝰蛇”60年發展之路

20世紀80年代初,美海軍陸戰隊尋求新型直升機。因國會未準許相關采購,海軍陸戰隊選擇繼續改進AH-1T,改進包括修改火控系統,以攜帶和發射AIM-9和 AGM-114 飛彈,新版本即AH-1W“超級眼鏡蛇”。1986年3月,AH-1W開始傳遞,最終傳遞179架。AH-1W的空重增至4627千克,最大起飛重量增至6690千克,發動機為2台通用電氣T700-GE-401渦輪軸發動機,每台1690馬力。

“海眼鏡蛇”在20世紀後半期參與多項重大行動,如1983年美國入侵格瑞那達,兩伊戰争期間,伊朗大量使用“海眼鏡蛇”1991年“沙漠風暴”行動期間“海眼鏡蛇”摧毀了200多輛坦克、裝甲運兵車。21世紀,該型直升機還參加了阿富汗戰争和伊拉克戰争。2020年10月,美海軍陸戰隊退役了最後一架AH-1W。

“蝰蛇”的“變異”

貝爾公司曾用AH-1T+驗證機和AH-1W原型機,對新的實驗性複合材料四槳葉主旋翼系統進行測試。新配置提供了更好的飛行性能、更低的噪音和更高的防護能力。貝爾将這種新設計開發成AH-1Z,綽号“蝰蛇”。

1996年,海軍陸戰隊與貝爾簽訂合同,啟動AH-1W更新計劃,将180架AH-1W 更新為 AH-1Z,同時将100架UH-1N更新為UH-1Y“毒液”盡管最初的合同要求更新現有直升機機體,但2008年修改合同,要求制造全新的機體。

AH-1Z于2000年12月8日首飛2005年5月完成海上試飛。2005年10月15日,美海軍陸戰隊接收了第一架AH-1Z生産型直升機。2006年第一季度,第一架生産型UH-1Y完成首飛,後轉移到帕特森河海軍航空站,開始作戰評估測試。

持續蛻變,“蝰蛇”60年發展之路

2008年2月,貝爾按要求将180架AH-1Z中的40架改為建造新機身。當年9月,海軍航空部提議增加 46架AH-1Z,訂購總數達226架,而 UH-1Y采購量也變為 123架。AH-1Z于2010年9月達到初始作戰能力,2010年12月10日開始全速生産。

AH-1Z 和 UH-1Y 共享相同的尾梁、發動機、旋翼系統、動力傳動系統、航空電子架構、軟體、控制和顯示器,約85%的部件相同。兩型直升機均使用2台通用電氣公司的 T700-GE-401C 渦輪軸發動機,單台最大功率輸出1800軸馬力,滑橇式起落架也進行了更新。該機可裝備8枚“地獄火”、14枚70毫米火箭彈(非制導或雷射制導型)、650發20毫米彈藥、120發幹擾彈和20分鐘燃料儲備。其最大起飛重量約8390千克,是AH-1系列最重的型号。

此前型号采用的半剛性、跷跷闆式的雙槳葉旋翼系統,被四槳葉、無鉸鍊、無軸承的複合材料旋翼系統取代。四槳葉設計改善了飛行性能,飛行包線、最大速度、垂直爬升率、有效載荷得到增加,同時減少了旋翼振動。這種設計的零件比鉸接系統少 75%,取消了槳毂中的所有軸承、鉸鍊和減振器,減輕了重量。槳葉由碳纖維複合材料制作,具有更高的防彈能力,并有一個半自動折疊系統,用于裝載在兩栖攻擊艦上。

新的內建航空電子系統,包括兩個任務計算機、一個自動飛行控制系統和一個玻璃駕駛艙,每個乘員都有兩個多功能液晶顯示器和一個雙功能液晶顯示器。通信套件将美海軍的RT-1824內建無線電、UHF/VHF通信、衛星通信和數據機組合在一個單元中。導航套件包括嵌入式GPS慣性導航系統、數字地圖系統和低空速空中資料子系統,可在懸停時投放武器。新的駕駛艙系統增加互操作性,能傳輸和接收來自其他分支的地面和空中系統的資料。

AH-1Z的“目标瞄準系統”,采用第三代紅外成像傳感器,提供白天、夜晚或惡劣天氣條件下的目标瞄準,該系統具有多種檢視模式,可以使用FLIR或電視進行跟蹤,這套系統也用于KC-130J上。飛行員和副駕駛都配備了泰雷茲“TopOwl”頭盔式瞄準與顯示系統,TopOwl具有全天24小時的晝/夜功能和具有40°視野的雙目顯示器,它的遮陽闆投影提供前視紅外或視訊圖像。

AH-1Z的兩個重新設計的短翼更長,每個短翼翼尖都增加了一個翼尖挂架,可攜帶AIM-9飛彈 每個機翼下方還有兩個挂點,可用于懸挂70毫米火箭彈吊艙或AGM-114四聯飛彈發射架,“長弓”雷達也可安裝在翼尖挂架上。AH-1Z能以時速250至259千米巡航,并以時速330千米的速度沖刺飛行。AH-1Z通過多種手段提高自身生存能力,包括發動機排氣裝置的紅外抑制系統、紅外幹擾彈和箔條幹擾彈投放裝置、雷達告警、飛彈逼近告警和雷射告警系統。

H-1 系仍“橫行”

盡管美海軍陸戰隊接收了最後一架AH-1Z攻擊直升機,但H-1系列的生産不會是以而結束。貝爾公司還在為國外客戶生産這型直升機,如為巴林制造12架 A1H-1Z,從2023年開始為捷克共和國制造8架UH-IY和4架AH-1Z。

持續蛻變,“蝰蛇”60年發展之路

現役的 AH-1Z還有約20年使用壽命,為了讓這些直升機适應未來戰場,美海軍陸戰隊打算三管齊下:提高生存力、殺傷力和互操作性。 計劃中的“生存能力增強”項目,包括安裝分布式孔徑紅外對抗系統和AN/APR-39數字雷達告警接收器,防止飛彈襲擊。為更新潛力,貝爾和海軍陸戰隊計劃通過“結構改進和動力更新”計劃,将直升機的機載功率提高約200%,進而支援未來的一系列機載武器和傳感器。目前H-1Z已更新了AGM-179聯合空對地飛彈,這種飛彈具備雷達和雷射制導模式。美海軍陸戰隊還計劃将AIM-9X 飛彈內建到AH-1Z上,這是對目前JAH-17使用的AIM-9M的重大更新。甚至有消息稱,美海軍陸戰隊打算為其更新 AIM-120中程空空飛彈。AH-1Z本身并不攜帶雷達,AIM-120主要通過網絡瞄準器進行引導。不過,筆者認為,這種改進價值不大。AH-1Z攜帶 AIM-120,由于自身飛行速度很慢,且處于低空,導緻 AIM-120的發射距離很近,無法與戰鬥機對抗,使用局限性很大。實際上,目前的AIM-9飛彈,在實戰中使用的機會不多。

美海軍陸戰隊計劃從2030年代開始更換其輕型和中型攻擊機及通用直升機機隊。它正在跟蹤陸軍“未來垂直起降機”的計劃,以開發一系列比傳統直升機速度更快、機動性更強的先進旋翼機。海軍陸戰隊雖沒有用于更換H-1的官方計劃,但海軍已利用“海上打擊飛行器”取代 MH-60R/S“海鷹”,以響應陸軍的計劃。

繼續閱讀