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被便攜式防空導彈擊中後的卡-52直升機成功迫降。
從上個月24日至今,俄烏軍事衝突持續了一個月時間。在此次俄烏衝突中,便攜式防空導彈大戰直升機的畫面被廣泛傳播,成為熱議的話題之一。
在現代戰場上,直升機所發揮的巨大作用已是毋庸置疑的。但是,從防禦的角度來看,直升機本身又是非常脆弱的。在目前防空武器系統廣泛裝備使用,特別是大量單兵防空武器的普及,也使得直升機被擊傷擊落,甚至機毀人亡的概率大幅上升。在此次衝突,俄烏雙方都有直升機被對方擊落的記錄,而且包括俄軍最先進的卡-52直升機。
那麽,從設計角度來看,直升機的防禦薄弱點都有哪些?如何採取有效的措施大幅提升直升機的戰場生存能力?
直升機防禦薄弱點有哪些?
相比固定翼攻擊機,同樣以中低空甚至超低空為作戰空域的直升機,自身防禦能力確實要差很多。從直升機本身結構布局特點來說,容易受到攻擊進而導致嚴重損傷的部位主要包括:主旋翼、尾槳、駕駛艙、發動機艙、油箱、彈藥箱等。
主旋翼和尾槳可以說是整個直升機結構設計中最容易受損的部件,一旦因為被敵方火力擊中而失效,直升機就很可能會失去飛行能力,甚至失控墜毀。主旋翼主要承擔著為直升機提供主要升力以及機動能力的重任,其槳轂如果被擊中受損,容易造成槳葉飛脫,而槳葉被擊中則有可能折斷,這些嚴重損傷都會使得直升機瞬間失去飛行動力。
尾槳的作用主要是平衡主旋翼的扭轉力矩,如果被擊中失效,直升機會立刻進入到失控旋轉狀態,最終墜地。在1993年索馬里維和行動中,美軍「黑鷹」運輸直升機就是因為被RPG火箭彈擊中了尾槳而失事墜毀的。對於採用共軸旋翼設計的俄羅斯卡莫夫系列直升機來說,雖然沒有尾槳,但是兩組主旋翼是採用對轉的方式相互抵消扭轉力矩,如果其中的任何一組主旋翼被擊中失效,也會造成類似的結果。
除了尾槳,駕駛艙、發動機艙、油箱以及彈藥箱等都是中彈概率很高的部位。直升機駕駛艙為了保證飛行員有較好的視野,大多採用大面積透明舷窗設計,雖然其採用的都是防彈玻璃(更為準確的名稱是「透明裝甲」),但是抗彈能力也是遠不及金屬以及複合材料裝甲的。
發動機艙內安裝有大功率渦軸發動機,而且一般都突出在機身外部,如果被擊中導致發動機失效停止運轉,直升機也會失去動力而迫降。如果此時直升機可以保持一定飛行高度的話,就能夠依靠主旋翼的自旋轉在下降過程中產生一定的升力,減少著陸速度,從而實現安全迫降。在此次俄烏衝突中,我們就可以看到卡-52攻擊直升機的發動機艙被「毒刺」便攜式地空導彈擊中後,飛行員依靠完好的主旋翼迫降的成功案例。另外,發動機艙後部都設有排出高溫廢氣的排氣口,這個部位也是大多數紅外製導導彈鎖定攻擊的明顯目標之一。
油箱以及彈藥箱一般都設在機身內部,通常位於機身側面或者底部,雖然有外部裝甲防護,但同時也是中彈概率比較高的部位。如果敵方中小口徑高炮發射的穿甲燃燒彈擊中、擊穿這些部位,也很有可能造成燃料起火以及彈藥殉爆。
裝甲防護必不可少
由於直升機飛行速度相對較慢、飛行高度相對較低,能夠對其構成威脅的武器系統很多,不僅包括中近程地空導彈、中小口徑高炮、便攜式地空導彈等防空武器,還有大口徑機槍以及狙擊步槍、部分高性能反坦克導彈(比如「標槍」「地獄火」),甚至普通步兵也會使用自動步槍、班用機槍、通用機槍等輕武器對迫近的直升機進行射擊。
在這種情況下,直升機首先就要有最基本的裝甲防護,以保證機身各個要害部位以及機組成員、搭載乘員的生命安全。而在各型直升機中,裝甲防護最強的就是10噸級重型攻擊直升機,比如美國「阿帕奇」系列以及俄羅斯卡-50/52、米-28系列等。這些型號的重型攻擊直升機都裝備有最大持續輸出功率1500馬力以上的大功率渦軸發動機,從而使其有足夠的動力儲備來承載更多的裝甲防護重量。
以美國「阿帕奇」系列重型武裝直升機為例,該機的機體前段以塑鋼強化的多梁不銹鋼結構製造,後段則使用塑鋼蒙皮的蜂巢結構,全向可防12.7毫米槍彈以及23毫米炮彈破片的攻擊。該機的主旋翼採用鈦合金翼梁、不銹鋼防磨損護套以及蜂窩纖維結構組成的複合結構設計,據稱可以抵禦12.7毫米穿甲彈以及23毫米炮彈的攻擊。
「阿帕奇」直升機的駕駛艙採用了類似於A-10攻擊機「裝甲浴盆」的設計思路,底部、側面都安裝了大量裝甲板,飛行員座椅側面也有完全覆蓋身體的裝甲板,而且前後座艙之間也有裝甲板隔開。這樣,即便是一個座艙內被擊中,破片以及爆炸衝擊波也不會波及到另一個座艙。
發動機艙以高性能防彈材料包裹,油箱外部則加裝了三層複合防彈材料,包括聚氨基甲酸酯泡沫層、特製樹脂塗層以及凱夫拉層,而且油箱內層還有自封功能,以防止被擊中後燃油外泄。
此外,為了減少紅外信號特徵,盡可能避免被發現以及紅外制導導彈鎖定,「阿帕奇」的發動機艙排氣口還專門安裝了廢棄冷卻裝置。其原理主要是從外部引入空氣,與渦軸發動機產生的高溫廢氣相混合,降低溫度後排出,再加上主旋翼的吹散效應,能夠大幅減少紅外信號特徵。
對於其他直升機來說,如果要增強裝甲防護,也可以採用安裝附加裝甲板的方式。比如,中國出口型直-10ME中型攻擊直升機就在駕駛艙下方和發動機艙側面加裝了複合材料裝甲板,同時將廢棄排氣口由側面改為向上,以盡量利用主旋翼氣流的吹散作用減少紅外信號特徵。俄羅斯米-8AMTSh作為一款大型突擊運輸直升機,也在駕駛艙下方安裝了附加裝甲板。
主動出擊很重要
在各類防空武器中,對直升機威脅最大也是當屬採用紅外導引頭的便攜式地空導彈。目前,為了提高抗干擾能力,便攜式地空導彈已經開始採用紅外/紫外雙色製導以及成像製導等更加先進的制導系統,對直升機的威脅越來越大。
通常來說,直升機對抗地空導彈的主要手段就是導彈逼近告警以及紅外誘餌彈,這些已經是各國軍用直升機的標配。比如,「阿帕奇」直升機就裝備有諾斯羅普·格魯曼公司的AN/AAR-54導彈告警器和誘餌彈發射器。而俄羅斯卡-52重型攻擊直升機也配備更加全面的告警系統,包括雷達告警、紫外波段探測告警、紅外波段探測告警等,能夠應對不同類型的地空導彈。發現導彈來襲後,飛行員在告警語音的提示下,會立刻操縱直升機進行機動規避,同時機上的綜合電子戰系統自動發射曳光誘餌彈以及鋁箔片,對來襲導彈實施干擾。
從安裝部位來看,中小型直升機一般都是將導彈告警器傳感器和誘餌彈發射器布置在機身前後部,甚至機身下部。不過,對於「阿帕奇」以及卡-52這類重型武裝直升機,由於短翼上有足夠的空間,通常都會將導彈告警器傳感器和誘餌彈發射器布置在短翼翼尖部位。這樣,導彈告警器傳感器的探測範圍更大,只需左右兩組就能夠覆蓋全向。而且誘餌彈發射器距離機體更遠,擴散面更大,干擾效果更好。
AN/AAQ-24紅外反制系統
為了更好地對抗紅外/紫外雙色製導以及成像製導地空導彈,僅僅採用導彈告警器和誘餌彈發射器還是不夠的。這類性能先進的地空導彈往往可以排除這些干擾,繼續攻擊直升機本身。所以,隨著技術的進步,美國、俄羅斯等國開始在直升機上安裝能夠主動對來襲導彈實施干擾的紅外激光干擾裝置。
AN/ALQ-144紅外干擾吊艙是世界上出現較早的機載主動光學干擾裝置之一,其最大特點是重量輕、體積小、安裝位置靈活,不僅廣泛應用在美軍各類直升機和固定翼飛機上,還出口到其他國家。之後,美軍還相繼研發了AN/ALQ-212先進威脅紅外對抗系統(ATIRCM)、AN/AAR-57通用導彈預警系統(CMWS)以及AN/AAQ-24紅外反制系統,並且陸續裝備在包括「阿帕奇」「黑鷹」「支奴幹」在內的各型軍用直升機上。
在此次國外軍事衝突中,我們也發現了俄軍直升機上也裝備了類似的主動干擾設備,這就是L370「維捷布斯克」-35機載綜合防禦系統。該系統組成比較複雜:L370-2-01紫外導彈逼近告警裝置和L140Otklik激光告警裝置負責對來襲導彈進行預警,L370-1控制單元處理進行數據處理後,自動激活UV-26S-2誘餌彈發射器實施被動干擾。同時,L370-5光學干擾轉塔也會對來襲導彈發射特定波長的激光束,進行主動干擾,增強防禦能力。
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