五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】谈谈直-10(上) -- 晨枫

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家园 谈谈直-10(下)

才发现,后半段丢了,现在补上

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相比之下,直-10的23毫米航炮威力和初速都不足

直-10则采用由中国战斗机通用的23毫米航炮改装而来。这是一种气动式航炮,大体相当于放大的重机枪结构。也就是说,燃气压力推动弹丸出膛时,弹壳产生后座力,以此为原动力推动自动机构,完成抽壳、抛壳、装弹、闭锁等动作,结构简单,动作可靠。但气动方式具有一旦哑火就不能继续射击的基本缺陷,另一个问题是后座驱动的动作大,系统震动大,影响射击精度。另外,由于这是50年代的基本设计,射速1200发/分,有效射程2000米,但最大的问题是炮口初速较低,只有700米/秒。

高初速炮的弹道平直,弹丸飞行时间短,受风偏影响小,射弹散布小,终端存速高,特别有利于作为武直的航炮。AH-1系列的M197 20毫米加特林炮的初速1030到1050米/秒,AH-64的M230链式炮的初速为805米/秒,“虎”式的GIAT 781航炮的初速也高达1025米/秒,米-24P的GSh-30-2K的初速为940米/秒,卡-52的2A42根本是BMP2步兵战斗车的主战武器,初速按照不同弹种在960-1120米/秒之间。相比之下,苏-27的航炮GSh-301的初速也有860米/秒。直-10的航炮口径只有23毫米,弹丸较轻,要保持较为平直的弹道和较小的射弹散布,初速需要比相应的30毫米炮更高才对,700米/秒的初速实在是低了。

武直航炮的口径、射速和初速是一个很微妙的设计取舍问题,最终取决于对武直航炮作用的定位。武直航炮有三个主要作用:反坦克和反固定硬目标,反固定软目标,空战。武直航炮也有三种主要使用方式:固定向机身前方,由射手击发;炮口与射手头盔瞄准具的视线方向随动,依然由射手击发;炮口转向射手标定的目标,按照直升机的速度、转向、风速、炮塔偏转速度、目标距离、弹道弯度、惯性等弹道参数,在时机恰到好处的时候自动击发。固定向前的射击方式似乎是一种倒退,但由于直升机具有侧飞、倒飞、“点头”、原地转向等特殊飞行能力,固定向前的射击方式并不像战斗机上那么受局限,但能用转动炮塔的话,炮口指向偏转更快,这是肯定的。另一方面,固定向前方的位置最稳定,机体承受后座的能力最高,射弹分布最小,还避免了炮塔随动的动态滞后,在抢先开火或者掠过扫射的时候减少了一个不定因素,还是有其不可取代的作用的。

不管是什么情况,高初速总是有利的,但高初速的必然后果是大后座,其影响在侧向射击的时候尤其突出,不仅要求机体结构能够承受这样的后座力,发射时的震动也影响射击精度。高射速可以补偿后座引起的射弹分布,但进一步增加发射时的后座力和震动。口径选择也是一个权衡问题。一方面,口径较大,弹丸威力较大,单发命中就可以产生较大的效果。另一方面,口径较大,发射时后座较大,携弹量也相应降低。口径大,初速高,有时飞机需要对承载后座力有专门考虑,对航炮的布置反而有影响。卡-50/52的航炮布置在机身右侧,这当然有让开前三点起落架的原因,但后座力太大,以至于必须安装在靠近机身重心的位置,也是一个原因。卡-50/52的安装方式相当于只有固定向前的射击方式。

直-10的23毫米航炮不仅威力小,初速也低,并不适合用于反坦克和反固定硬目标,但用于固定的软目标(如暴露的或者只有简单掩体的步兵)足够了。更重要的是,直升机空战对航炮初速的要求实际上并不那么高,因为航炮空战通常发生在较近的距离,突发性质强,与其精确射击,不如形成一定的弹幕分布。就这一点而言,直-10的23毫米航炮的高射速是一个优点。用于攻击软目标,也可以用高射速弥补精度的不足,但用于硬目标或者装甲目标,就不大合适,不能不说是一个遗憾。当然,如果设计思想变一下,不再把航炮作为主要武器,而作为最后的防身武器,而以导弹、火箭弹为主要武器,直-10的23毫米低初速航炮也未尝不可。但那样航炮的作用就聊胜于无,失去专用武直的意义了,毕竟武直-9也可以挂载各种导弹、火箭弹。

事实上,武直航炮的射速有降低的趋势。随着火控技术和高精度航炮的发展,现代武直经常可以做到在飞行中单发命中目标,南非“石茶隼”的20毫米炮和俄罗斯卡-50/52的30毫米炮都声称可以做到,所以不必高射速。这不仅节约弹药,也因为单发射击而实际上提高了精度。如果“石茶隼”的20毫米炮弹的单发威力只够打步兵和无装甲车辆的话,卡-50/52的30毫米炮弹本来就是步兵战斗车使用的,威力大得多,在1500米距离上以60度入射角命中,可以击穿15毫米后的轧制装甲。但直-10的23毫米航炮不仅威力小,初速也低,射弹散布必定增大,不大可能使用精确射击的模式。唯一的好处是后座较低,对机体结构要求较低,系统重量轻。事实上,还存在一个可能,那就是23毫米炮是发动机功率不足后减重设计的一部分,如果发动机功率得到大幅度增加,模块化设计使得换装30毫米或者其他更加合适的航炮成为可能,至少可以换装歼-11已经装用的GSh-301 30毫米航炮,单发威力和初速大大提高。

中国已经为直-10装备了红箭-10、天燕-90等先进导弹,这是很好的起点。事实上,中国在武直导弹方面有先见之明,专门研制了直升机空战使用的天燕-90。由于武直空战的突发性强,武直使用的空空导弹需要具有很大的越肩锁定和射击能力,要求发射准备时间特别短,加速特别快,除非要求对高空的战斗机对打,否则最大速度、射程和射高的要求并不特别高。传统上,武直使用步兵用的肩射防空导弹作为主要空空导弹,但肩射防空导弹的速度和射高都不足,用于直升机空战有点勉为其难,尤其在被迫对阵敌人战斗机的情况下。战斗机空空导弹的性能当然足够,但重量大,而且不是为直升机空战的典型条件设计的,实际使用效果并不突出。天燕-90比肩射防空导弹更重,性能更高,但重量轻于战斗机空空导弹,是比较合适的折中,并且有潜力作为轻装甲部队的防空导弹使用,但这是题外话了。

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在直升机空战方面,中国颇有远见地研发了专用的空空导弹TY-90

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APKWS II,带末制导的70毫米火箭弹

武直装备的一个趋势是火箭弹制导化,将本来是洒水一般使用的火箭弹改为精确制导武器。洒水射击的场合还是有,火箭弹依然可以那样用,但武器精确制导化不是不必要的奢侈,而是战场的必然。精确打击武器可以降低携带量的要求,或者携带同等数量武器可以大大提高战场耐久力,这可以成倍提高战斗平台的实际使用效率。武器精确制导化当然有一个成本问题,但考虑到武直的购置、运作和保障(包括整个供应链及相应的警卫和保障)成本更高,全系统成本效益还是极大地提高的。制导火箭弹的精度和威力依然不及反坦克导弹,但对于战场上大量出现的轻装甲目标或者半硬目标还是十分有效。

武器系统只是直-10的一个方面,作为武装侦察平台,电子系统的重要性至少和武器系统相当。数据链、玻璃座舱、光电系统,这些东西从外观上不容易看出名堂来,但直-10缺少一些从外观上就可以看到的重要系统。第一是毫米波雷达。

在光电系统已经高度发达的今天,雷达依然有其不可替代的作用,尤其是在恶劣天气。雷达的探测距离也较远。“阿帕奇”发展到“长弓阿帕奇”,很大的动力在于桅顶毫米波雷达。桅顶是武直的最高点,桅顶雷达可以在武直的机体大部分隐藏在障碍物(如建筑、山脊、树林)之后的情况下保持对战场的观察,具有很大的战术优势。但桅顶雷达不是把雷达直接装上主旋翼顶端那么简单。雷达首先要体积和重量足够小。主旋翼的大轴本来就受力条件十分严酷,顶上还要安装一个沉重的雷达的话,实非易事。另一方面,主旋翼的桨毂振动大,也很不利于雷达的正常工作和可靠性。桅顶雷达实际上是一个对直升机和雷达两方面都技术难度很高的事情。桅顶雷达的好处谁都知道,但到现在为止,只有“长弓阿帕奇”做到了。如果桅顶雷达难度太高的话,机舱顶是退而求其次的位置,欧洲“虎”式就是在这个位置。不过“虎”式座舱顶上的其实不是雷达,而是光电系统,但这个位置安装雷达也是同样可行的。俄罗斯卡-52的雷达则安装在机头锥里,不仅空间宽大,而且远离振动,但这个位置对于隐蔽观察没有帮助,雷达能发现对方的时候,自己的旋翼和大部分机身早就暴露在对方的目视或者雷达视界里了。中国的雷达技术正在取得飞速进步,但距离世界先进水平尚有距离。在理想情况下,桅顶雷达是最好的。如果一时做不到,像欧洲“虎”式那样的座舱顶位置也可以。但尽速装备毫米波雷达对大大提高直-10战斗力是具有重大作用的。

另一个缺失的系统是红外和激光压制。武直最重大的威胁之一就是红外制导的肩射防空导弹,或者是红外制导的战斗机近程空空导弹。红外和激光压制用强烈的编码闪光干扰红外制导的工作,又是脱靶,作用大大超过传统的焰火弹。传统的红外制导寻找最大最热的红外源,焰火弹用强烈的光点可以达到诱骗作用。但是先进红外不仅不再追踪单一亮点,而是比较亮点与蒙皮或者尾焰的红外特征,曳光弹就很容易被识别出来。采用双谱可以进一步对比红外和紫外特征,只有两个特征符合,那才是真目标,进一步加强了抗干扰能力。采用凝视阵列成像红外的红外制导则检测完整的目标图像,识别薄弱点,单一亮点的曳光弹就更难欺骗了。但红外或者激光压制的工作原理不同,用强光致盲直接破坏红外制导,可靠性大大提高。这已经成为现代武直、运输机和战斗轰炸机的关键装备,也应该是直-10的基本装备。

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直-10是中国陆军的一个里程碑

直-10是中国陆军装备的一个里程碑。一旦直-15中型运输直升机研制成功,两者搭配,将成为中国陆军空中机动部队的核心。那时,中国陆军才真正现代化了。

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