求函数的麦克劳林公式:陆航“绝对主角”-武直十

作者：龙腾日月

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    11月7日在央视新闻报道的画面中出现了一型明显不同于我国现有武直九以及武直九改型的武装直升机。该机采用串列座舱设计、带有挂载武器的短翼，无疑是专用武装直升机。这是官方媒体第一次公开我国首个专用武装直升机型号，该型直升机被网友称之为“武直十”。根据报道画面来看，“武直十”无疑已经不是出于研制或者试飞阶段，而是已经批量装备部队，很有可能正在编制技术和战术手册，很快或者已经形成了初步战斗力。这对于长期缺乏专用火力打击和反坦克平台的我国陆军航空兵来说是装备体系上的突破和完善，也标志着我国航空工业正式进入“专用武装直升机俱乐部”，具备独立研制、生产世界先进水平武装直升机的技术和产业能力。

 曝光的“武直十”正在释放红外诱饵弹

“专武之梦”：中国陆航装备发展与专用武装直升机

    武装直升机在《直升机术语》中的定义是：“配有机载武器和火控系统的直升机”。随着冷战时期前苏联装甲集群力量的大幅度增长，欧洲相伴而生的反坦克压力与日俱增，末制导炮射导弹、末敏子弹药、专用武装直升机、重型反坦克导弹、主动毫米波导引头反坦克导弹都是在这样的历史背景下开始酝酿的。另外，美军在越南大规模利用直升机进行步兵投放和机动取得了非常不错的作战效果，但是还缺乏一种能够伴随运输直升机进行护航和火力支援的武器。于是，一种专门设计用来进行反坦克作战和火力打击的武装直升机出现，被称为专用武装直升机，而带有武器和火控系统的运输直升机则被称为通用武装直升机。1997年版《人民解放军军语》将专用武装直升机定义为：“配有机载武器和火控系统，用来对地面、水面目标进行攻击或者空战的直升机”。这样就从任务特性上给出了专用武装直升机的定义。在冷战之后，美国第三代武装直升机“阿帕奇”的研制成功和批量装备带来了专用武装直升机研制和装备的热潮，同样是美国研制的AH-1Z“超眼镜蛇”、欧洲的“虎”、意大利的A-129、南非的“石茶隼”、俄罗斯的卡50/52和米-28系列纷纷涌现。这些武装直升机都装备了交联式火控系统、电视/激光/红外多通道观瞄系统、头盔瞄准具甚至毫米波火控雷达系统。“阿帕奇”在海湾战争中的表现证明了专用武装直升机对于坦克目标有很高的杀伤效能。但是随着“科曼奇”第四代隐身武装直升机的下马，专用武装直升机在未来战争中的存在必要性出现了争论。尤其是对于当时尚未研制专用武装直升机的我国，选择通用武装直升机还是专用武装直升机进行发展是对于陆军航空兵来说极为重要的命题。不过“武直十”专用武装直升机的出现显然给出了最明确的答案。

AH-1系列武装直升机是现代专用武装直升机的鼻祖

    我国在上世纪九十年代之前，除了少数引进的“小羚羊”轻型反坦克武装直升机，装备的都是通用型运输直升机或者通用型武装直升机。结合新时期现代化战争需求和我国当时在专用武装直升机研制客观条件的不足，中国航空工业在长期规划上开始进行专用直升机的论证和研制，在短期规划上基于直九通用直升机，改进出了侦察型、校射型、武装型和电子战型等多个型号，一定程度上缓解了陆军航空兵对于专用武装直升机的渴求。尤其是武直九直升机已经具备全天候飞行、打击多种目标和全方位攻击能力，装备了12.7毫米机枪吊舱、23毫米机关炮、57毫米和90毫米口径火箭弹，“天燕”-90空空导弹和机载红箭-8反坦克导弹。但是武直九在防护性能、飞行速度、机动性、驾驶员负荷和火控系统等方面还与世界第三代专用武装直升机存在较大差距。光靠在通用运输直升机上修改，是不能研制出具有世界先进水平的武装直升机的。中国陆军航空兵需要一型装备先进火控观瞄系统、远程重型反坦克导弹、机动性强、防护优良的专用武装直升机，以改变目前主要以身管火炮、单兵/车载反坦克导弹和火箭炮进行反坦克手段的作战样式，为陆军地面部队和直升机编队提供灵活的支援和打击火力，同时成为一个高机动的侦查和信息节点。

我国陆航“小步快跑”装备了两个型号的武直九型通用武装直升机

解析“武直十”

    光电传感器组：“武直十”的光电传感器组转塔设计在机头，这与AH-64、米-28、A129和“石茶隼”等直升机的光电传感器布置是基本类似的。在机头安装光电传感器能够获得全部前向和侧向视野，而且相对于旋翼桅顶和驾驶舱顶部等位置，机头的下视视野非常充足。机头光电转塔往往能够随动于头盔瞄准器，而同样在机头的机炮转塔同样可以随动于头瞄，此时光电转塔和机炮转塔往往具有最佳视野重合度，非常便于飞行员用头瞄快速瞄准射击。由于武装直升机机头距离地面的高度往往并不高，这对于光电传感器组的维护也带来了方便。旋翼桅顶和驾驶舱顶部安装的传感器维护必须借助扶梯。不过传感器组安装高度决定了直升机在与目标视线接触时暴露的机身面积。传感器安装高度越高，直升机就可以更好的借助地形对机身进行遮挡。从这一点来讲，“武直十”以及上述机头安装光电传感器组的武装直升机在生存性相对于“虎”式直升机和武直九这种将光电传感器组布置在驾驶舱顶部和旋翼桅顶的设计，会受到一定消极影响。不过AH-64D“长弓阿帕奇”直升机的出现表明，武直除了光电传感器组，还需要找到合适的位置安装毫米波雷达。由于毫米波雷达探测范围广、能够对空对地环视，而且需要独立的安装空间，旋翼桅顶就成了不二的选择。此时机头安装光电传感器、桅顶安装毫米波雷达就成了一种综合指标非常优秀的设计。笔者认为“武直十”将来也会采取类似的设计。“武直十”的光电传感器采用了双转塔设计，机头上安装的光电转塔随动于驾驶员头盔，主要使用前视红外传感器进行夜间飞行。机头下吊挂的较大转塔随动于武器员头盔，主要用于目标搜索、识别、跟踪和攻击。同样采用类似设计的有AH-64，“石茶隼”、A-129和卡-52。

AH-64正面图，可以清晰地看到上下两个光电传感器转塔。

网友拍摄的“武直十”照片，可以清晰的看到机头的圆形光电转塔，圆形转塔上面的就是随动于飞行员头瞄的光电转塔，出于保护光学器件的原因，该转塔在飞行时扭转到冲后位置，降低正面气流对于光学镜头的冲击，AH-64也是如此。

起飞执行任务的AH-64武装直升机，机头上部的飞行员光学转塔扭向了机尾方向。

    这里值得一提的是，AH-64虽然世界上最为先进的武装直升机型号，但是在进化到AH-64D之前，其光电火控传感器组依然采用了纯光学通道进行瞄准。纯光学通道的意思就是通过各种反射镜、透镜将目标成像通过光学手段最终传入武器官眼睛，中间没有经过光电转换，最终成像必须由人眼通过光学镜头的目镜才能看到，而不能通过座舱内的显示器。所以在AH-64的前舱，可以看到需要武器官像操作显微镜一样紧贴物镜才能使用的瞄准具，而使用了光电通道的AH-64D直升机就完全可以使用多用途液晶显示器进行火控瞄准。而“武直十”由于研制时间晚，技术起步高，基本型就应该采用了光电火控系统。同时期的俄罗斯米-28和卡-50/52系列直升机却依然采用落后的纯光学通道来进行火控瞄准。卡-52直升机的武器官座位前面就有一个和双筒显微镜非常相像的光学物镜。而且米-28用于飞行夜间飞行的光学转塔体积极大，但是光学口径非常小，成像质量和视野都非常有限，怪不得没有了雷达传感器就无法实现全天候飞行和作战。而“武直十”机头上部的飞行员导航光电转塔，体积极小，甚至很多人甚至没注意到它的存在。这反映出我国在光电传感器，军用电子领域的长足进步已经将原来的“老大哥”远远甩在了身后。

 卡-52直升机的座舱，位于武器操作员仪表盘正面，非常像是显微镜镜头的目镜组就是火控传感器的目镜，飞行员需要在飞行时将双目紧贴于上才能完成瞄准工作。这样落后的设计，在第三代武装直升机之中极为罕见。

米-28直升机机头的传感器布置极为繁杂，而且转塔体积明显比中美欧直升机大得多，但是光学孔径本身却非常小。

    机炮和座舱：“武直十”的机炮转塔位于机首后方的机身，这样既便于弹药的储存，又避免了与光电传感器组在结构上过于关联，导致机炮开炮震动和烟雾对于精密的光电传感器造成不利影响。“武直十”的座舱采用了最典型的前后纵列布置，这样可以减少正向投影截面积，而且两名飞行员都位于直升机的中线，便于导航和瞄准。但是由于武装直升机后座才是飞行员，而不是固定翼双座作战飞机的前座，所以往往要采用太高后座高度的方式来改善飞行员下视视野，被称为阶梯式纵列座舱设计。阶梯式纵列座舱设计也分为两种，一种是两名飞行员共享一个座舱盖，另外一种是每个飞行员位置设计一个单独的座舱盖。后一种虽然在设计上比较复杂，但是有利于改善飞行员视野和座舱盖防弹玻璃强度。“武直十”采用的就是这样的设计，而且后座高度比前座大约高了半米，很好地兼顾了视野和防护的要求。

    机身、短翼和起落架：“武直十”采用了上半机身内倾，下半机身外倾，中间通过折线连接的独特机身设计。目前除了“武直十”只有RAH-66“科曼奇”第四代隐身直升机采用了这种“六边形”机身截面设计。而其他武直都基本采用平面机身设计。“武直十”的机身设计能够很大程度上增加机身内容积，增加航程和机载设备，并且能够将侧面来射雷达波向接收机无关方向反射，形成类似隐身固定翼战斗机前机身类似的降低发现概率的效果。而且上下机身交界处的折线很自然的与“武直十”的短翼连接，改善了短翼的结构特性，增加了武器挂载重量。“武直十”的短翼上设计有四个武器挂点，而且短翼根部与机身实现了翼身融合。与AH-64在短翼上设计有襟翼不同，“武直十”的短翼上并未看到气动控制面。另外“武直十”的短翼翼尖布置了多孔径光电传感器，应当是导弹告警系统的光学传感器部分。箔条和红外干扰弹投放系统应当是位于机腹和机身的方形格栏状开口。“武直十”的起落架采用了轮式后三点设计，前面的主起落架布置在前后座舱中间的承力框上，保证了结构强度，可以防止迫降时起落架支柱扎穿驾驶舱底部，伤害到乘员。后起落架布置在尾梁下方，增加了起落架支撑长度，保证了直升机稳定性。

 “武直十”的总体方案和技术特征很像是欧洲虎和阿帕奇的精华综合版。

    发动机和发动机短舱：“武直十”在发动机短舱设计上出现过比较明显的变化。前期采用了比较浑圆的发动机短舱设计，而且发动机进气口布置在了短舱的后半部分，短舱后部向机身中间收口，发动机喷管无法直接看到。后期采用了比较常规的发动机短舱设计，短舱前部可见明显发动机进气口，尾部是向两侧分别排气的圆形排气管。发动机短舱的变化很有可能是由于“武直十”前后采用了不同的涡轴发动机，网络上也有传言“武直十”前期采用了普惠公司的PT-6B涡轴发动机，而后期改为我国的“涡轴九”发动机。笔者认为这种猜测并不是没有成立的可能，因为PT-6B涡轴发动机采用后输出轴设计，而“武直十”短舱前部的突起表明采用的是前输入轴设计，也就是将发动机的功率从发动机短舱前部的轴输入旋翼系统。这样PT-6B发动机就必须“头尾颠倒”安装在“武直十”上，也就是发动机进气道冲后，发动机尾部的输出轴与直升机的前输入轴相连。这确实吻合了“武直十”前期的发动机舱设计。而“涡轴九”发动机应当是采用了前出轴设计，这样可以正向安装在直升机上，进气道在前，排气管在后。“武直十”在发动机短舱上的变化意味着国产发动机应该已经成功应用于专用武直。

早期“武直十”采用了发动机倒置短舱设计，短舱中后部的金属网内才是发动机进气道。

 “武直十”最终采用的发动机短舱设计，短舱前部的金属网罩内是发动机进气道，短舱尾部向外侧伸出的圆形喷管就是发动机的排气口。

 PT-6B涡轴发动机采用后输出轴设计，图中向上伸出的矩形流道才是发动机的排气口，而进气道则是图中靠里位置的那个侧面裂口。

    机载武器：目前我国已经装备的直升机载武器已经在上文中关于武直九的部分介绍到。但是一种网络上被称为“红箭十”的直升机载重型反坦克导弹会更适用于“武直十”。在“武直十”出现的照片上也挂载了该型导弹的模型。该型导弹直径较小的头部意味着采用了半主动激光制导，这与美国的“地狱火”导弹基本型是相同的。半主动激光制导的攻击精度高、成本低廉、适用于一切地面目标攻击，且能够通过第三方照射引导。不过“武直十”依然缺乏红外成像制导或者主动毫米波制导的“发射后不管”反坦克导弹。尤其是主动毫米波末制导反坦克导弹能够配合机载毫米波雷达进行多目标识别攻击，具有非常值得重视的作战效能。美国AH-64D再加装“长弓”毫米波雷达和“地狱火”主动毫米波末制导改型导弹之后，反坦克作战效能得到了很大提升。而且一架装备毫米波雷达的AH-64D可以为编队内其他只有光电传感器的AH-64A/C提供火控支持，实现第三方制导能力。

我国研制的半主动激光制导AKD10型直升机载反坦克导弹。

 国内公开学术资料内疑似直升机载毫米波雷达罩的有限元分析模型。

    综合来看，“武直十”在设计思路和总体方案上很像是美国AH-64、RAH-66以及欧洲A-129和“虎”式直升机的特点和优点的综合。在航电、导航和电子对抗方面虽然不能通过外形进行分析，但是根据我国在第三代和第四代固定翼战斗机领域取得的长足进展，可以认为与国际最先进机型达到类似的技术性能水平。虽然“武直十”的空重根据外形来推算只有三吨左右，与欧洲的“虎”类似，但是在作战样式和总体作战效能方面并不输重型专用武装直升机。从世界专用武装直升机发展来看，AH-64系列的AH-64D“长弓阿帕奇”是空重最大、有效载荷最多、机载传感器和武器最先进的型号。欧洲的“虎”与我国的“武直十”作为总体方案技术性能水平较为先进的中型武装直升机，与AH-64D还有一定差距。俄罗斯新出现的米-28和卡-50系列武装直升机，虽然机体尺寸和重量较大，但是由于机载火控、传感器和武器性能较为落后，作战样式陈旧。综合看来，目前笔者最大的期待是“武直十”何时能够装备毫米波雷达和主动毫米波末制导反坦克导弹。这项改进实施之时，也是“武直十”甩开世界其他知名武直型号，达到仅次于AH-64D作战能力水平的时刻。

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