陶式反坦克飛彈登場,吸收眼鏡蛇王技術,起底AH-1T武裝直升機

2020-12-05 旋翼飛行器

作者:丁尹 通訊:旋翼飛行器

到越戰後期,美國逐漸開始調整越戰戰略,並急於從越南戰場的泥潭中脫身,把重心轉回傳統陣地——歐洲。為此,武裝攻擊直升機的任務重心也從越戰的武裝護航、空中火力支援和掩護等任務轉向「對抗」蘇聯的地面裝甲「洪流」,也就是要把武裝直升機從空中「炮艇」的角色轉向反地面裝甲平臺。為此,整合反坦克飛彈也成了武裝直升機的必備要素之一,這也是誕生在這一時期的美國海軍陸戰隊AH-1T型武裝攻擊直升機整合陶式反坦克飛彈的重要原因。

圖——配備空對地反坦克飛彈的武裝攻擊直升機已經是現代化作戰中對抗地面裝甲單位的中堅力量

如果說AH-1眼鏡蛇直升機的登場意味著武裝攻擊直升機正式登上歷史舞臺的話,配備陶式反坦克飛彈的AH-1T的登場就意味著武裝攻擊直升機正式成為對抗地面裝甲部隊的中堅力量。

圖——美國海軍航空部門對AH-1T加裝陶式飛彈的測試報告

「海眼鏡蛇」的改進計劃

隨著越南戰爭的推進,美國海軍陸戰隊深刻認識到武裝攻擊直升機配備雙發動機的必要性,由此,首型雙發武裝直升機「海眼鏡蛇」AH-1J由此誕生(詳情可參閱:蛟蛇出海——動力更足,火力更強,海眼鏡蛇武裝直升機之蛻變)。憑藉貝爾公司在雙發直升機方面的早期經驗技術積累和加拿大普惠公司的PT6A型渦軸發動機,雙發海眼鏡蛇武裝直升機的進展一切順利,並且在實戰中獲得了一致好評,為此美國海軍陸戰隊很快擴大了還眼鏡蛇武裝直升機的採購規模——額外向貝爾公司訂購了75架AH-1J,使得總的採購規模達到了124架。

圖——AH-1J武裝直升機側視圖,注意其尾梁下方是平整的直線,下文可以看到AH-1T在尾梁後部有顯著改變

不過,這次採購計劃卻沒有「順利」進行,原來,在這批直升機的生產期間,貝爾公司已經在積極推進Model 309「眼鏡蛇王」的開發計劃,並且在打造海眼鏡蛇AH-1J的國際出口型號過程中,引入了許多先進的新技術。「眼鏡蛇王」計劃和新技術的引進同樣引起了美國海軍陸戰隊相關領導層的注意,於是,他們像貝爾公司追加了新的合同要求——在新生產的機型中也加入這些「新技術和新改進」。

在貝爾接到美國海軍陸戰隊新要求之時,他們已經完成了訂單中前67架AH-1J的生產,於是這些已經生產好的直升機被直接交付給了海軍陸戰隊,而訂單剩餘的所有直升機都被改為新的改進型號——也就是被稱為AH-1T的改進型「海眼鏡蛇」武裝直升機。為了讓貝爾公司有充足的時間將先進技術應用到這型「新的武裝直升機」上,海軍陸戰隊特意將合同的交付時限延長到了7年。

圖——AH-1T直升機的模型宣傳圖

1974年年初,貝爾公司正式啟動「海眼鏡蛇」改進計劃,準備將最後的幾架AH-1J改造成AH-1T原型機。不過當時貝爾的「眼鏡蛇」生產線正忙於為美國陸軍和伊朗的訂單生產直升機,而研發部門則全身心投入到了美國陸軍當時提出的AAH(先進攻擊直升機)計劃的競標中,所以在AH-1T的改進方面,無論是物力還是人力都相當不足,因此進展極其緩慢。

AH-1T的主要改進

美國海軍陸戰隊和貝爾公司最後協商的「海眼鏡蛇」改進重點有兩個方面:一個方面是進一步增強其動力系統,另一個方面就是引進「陶式飛彈」

在動力系統的增強方面,相比於美國海軍陸戰隊的AH-1J,AH-1T的改進主要是採用了和出口伊朗的AH-1J國際版相似的動力與傳動系統,其中發動機改進為T400-WV-402型號,提升了出軸功率,傳動系統也有所改進,功率傳遞效率也有所提升。兩者總的改進使得整套動力傳動系統單元的持續輸出功率比起AH-1J提升達到了31%,而且最大垂直爬升率也提升了45%到63%,高溫、高海拔作業能力顯著改善,最大起飛重量還增加了40%。不過這種性能上的提升也是要代價的,AH-1T的燃油消耗大幅增加,致使其單次作業的航程顯著縮短。

圖——普惠公司的T400發動機

AH-1T的主旋翼系統設計基本是吸收了「眼鏡蛇王」的技術,槳葉的設計採用了瓦特曼翼型、主旋翼直徑與「眼鏡蛇王」相同(從初代海眼鏡蛇AH-1J的13.41米增大到了14.63米),不過該旋翼系統從整體布局上來說仍為貝爾經典的兩葉蹺蹺板式。旋翼直升機的增大主要是為了充分發揮AH-1T新動力系統的更大功率,除了直徑增大之外,貝爾在槳葉氣動外形的設計方面由進行了一些探索,比如說採用了尖削的槳尖,並將槳葉弦長從68.6裡面加寬到了83.8釐米。其主旋翼的槳轂構造也經過了改進,揮舞鉸改用合成橡膠為主材質、表面鍍有鐵氟龍的彈性軸承,從而大大改善了旋翼系統的疲勞壽命。AH-1T的尾槳系統也得到了改進,其直徑相比AH-1J的2.59米,也有所增大,達到了2.96米,這主要是為了匹配直徑增大的主旋翼,以提供與之相匹配的反扭矩。

圖——從AH-1J到AH-1T主旋翼槳葉弦長和尖削變化示意圖

主旋翼和尾槳的直徑增大意味著兩套旋翼直接的安全距離也必須要隨之增大,這就使得AH-1T的尾梁長度也必須要隨之增長——相比於AH-1J拉長了78.7釐米。可能是為了加快生產效率,充分利用AH-1J的生產線能力,拉長的AH-1T尾梁結構被分為了兩部分,使得其尾梁底部出現了不連續的轉折處,而AH-1J則是光滑的直線型,這是兩者在外觀上的顯著差別。AH-1T的垂尾造型也被重新設計,並且延伸到了尾梁的下方,據稱是為了維持該機的航向穩定性。

圖——AH-1T直升機的尾梁後部變化

尾梁結構的拉長和垂尾的改進使得AH-1T直升機機體尾段的重量有所增大,導致重心位置也發生了變化,貝爾的設計十為了平衡尾部增重,在該機座艙後方加裝了一段長30公分的「機身延長段」,這一段機身除了平衡重心之外,也提供了額外的燃油容納和航電裝置部署空間。

武裝直升機整合「陶式反坦克飛彈」的發展之路

上世紀70年代初期,美國當時最成熟的可以搭載到直升機平臺上的空射反坦克飛彈就是由休斯飛機公司打造的「陶式飛彈」空射型。而真正將這一飛彈整合到直升機上的先驅就正是「眼鏡蛇」系列武裝直升機的締造者——貝爾公司。

時間可以追溯到1964年,當時休斯公司的陶式飛彈還沒有獲得任何來自美國陸軍的合約,貝爾公司就決定與其合作進行直升機發射」陶式飛彈「的可行性研究,機載導引和發射系統原型——XM26望遠鏡式瞄準單元(TSU)——就是在這一階段被發展出來的。高瞻遠矚的貝爾公司將這些轉包給安裝到一架UH-1B休伊直升機上,並於1966年10月份正式啟動飛行測試。

圖——UH-1B搭配XM26武裝子系統的示意草圖

從1966年到1968年,貝爾和休斯公司一直在積極推進UH-1B/XM26組合的測試工作,期間累積測試次數達到了62發,初步驗證了直升機發射反坦克飛彈的可行性。隨著陶式飛彈正式被美國陸軍選為「先進空中火力支援系統」計劃的標配武器,該計劃的獲勝機型——來自洛克希德的AH-56夏延複合式武裝直升機——也在1970年4月份成功完成了首次「陶式飛彈」的試射測試。

圖——休伊直升機發射陶式飛彈

而貝爾則憑藉著早期在UH-1B/XM26方面的的試驗積累,也在1971年初正式宣布「陶式飛彈」正式加入「眼鏡蛇王」武裝直升機計劃。不同於AH-1初代眼鏡蛇是作為AH-56夏延的「臨時替代者」登場,在貝爾雄心勃勃的「眼鏡蛇王」計劃中,新一代AH-1的目標是要取代發展受阻、瀕臨取消的AH-56夏延,真正成為美國陸軍的「正統」武裝直升機。

圖——名動一時,最後受限於多方面因素而取消的AH-56夏延直升機,現在陳列在博物館中

「眼鏡蛇王」的試飛工作是從1971年秋季正式開始的,雖然美國陸軍當時對這款相比於設計理念激進、概念新穎的夏延直升機(關於夏延直升機,感興趣的讀者朋友可以閱讀這一篇:超前50年的設計,該型直升機項目不取消就不會有阿帕奇)來說有點「平平無奇」的武裝直升機興趣相當有限,但是他們對武裝直升機+陶式飛彈的組合著實很有興趣,並認為可以將類似功能直接整合到美國陸軍在役的「臨時工」AH-1G眼鏡蛇武裝直升機上。於是美國陸軍啟動了一項規模有限的計劃——「改進眼鏡蛇計劃」——這份價值2400萬美元的計劃要求貝爾從1972年3月份開始著手陶式飛彈和AH-1G的整合計劃。

在「眼鏡蛇王」的計劃中,貝爾在傳感器方面採用的是和AH-56夏延相同的Visonic傳感器套件,包括前視紅外傳感器、低光度屏顯、飛彈追蹤器和雷射測距儀等多種光電傳感設備。該套件由通用電氣航電控制部門研製,能夠在全天候和惡劣的天氣條件下作業,性能相當優異。不過對於預算有限的「改進眼鏡蛇計劃」而言,這套系統還是太貴了。於是貝爾只能「實事求是」,選擇了休斯公司開發的XM26 TSU量產型傳感套件——M65望遠鏡式瞄準單元,雖然M65初代版本只能日間作業,但對於當時的眼鏡蛇直升機發射和導控陶式飛彈而言已經算是「夠用」了。

圖——配備陶式飛彈之後,眼鏡蛇直升機的機首炮塔系統示意圖

隨著「改進眼鏡蛇計劃」的推進,武裝直升機搭配反坦克飛彈的可行性和有效性也得到了實戰驗證。當時貝爾需要對M65進行評估和改進,為了和休斯公司協作首先將兩架安裝XM26系統的UH-1B試驗型直升機運送到越南戰場進行測試。當時正是1972年3月底,恰逢北越越過非軍事區展開的大規模攻勢,兩架UH-1B立刻被投入作戰,甫一參戰,就一鳴驚人。

兩架UH-1B總共發射了81枚陶式飛彈,擊毀了26輛北越裝甲車(其中包括T-54型坦克)以及33個碉堡和平底駁船等地面目標。直升機/反坦克飛彈的組合在越南戰場的出色表現吸引了全球各界的目光和興趣,蘇聯等國由此也開始大力推進反坦克型武裝直升機的研製計劃,而伊朗也開始向貝爾謀求AH-1J海眼鏡蛇武裝直升機的出口訂單,並且指定要配備陶式飛彈。而美國海軍陸戰隊也在後續的「海眼鏡蛇」改進計劃中,將整合陶式飛彈列為了重點需求。

圖——武裝直升機配備陶式飛彈作戰示意圖

美國陸軍的「有限預算」採購計劃

經過兩年的研發和生產之後,由AH-1J改造的兩架AH-1T終於在1976年總裝下線,並於概念5月20日成功首飛。由於當時美國海軍陸戰隊「預算有限」,貝爾公司還「相當貼心」地製造了兩種不同構型的AH-1T:一種被稱為「TOW-convertible」構型,該型直升機沒有安裝M65 TSU,因此無法直接操縱陶式飛彈;另一種則初始安裝好了M65套件,擁有完整的陶式飛彈作業能力。

圖——AH-1T的模型也考慮到了該機型具有兩種版本,並分別繪出了三視圖

說「陶式飛彈」是改進版海眼鏡蛇的靈魂其實也不為過,不過當時的美國海軍陸戰隊實在缺錢,單架完整陶氏飛彈作業能力的AH-1T要比「TOW-convertible」版本總成本高出35%以上。無奈之下,海軍陸戰隊只能屈服於「預算」,採取了混合購買的方式,同時採購了兩種類型的AH-1T武裝直升機。

圖——AH-1T的可用武裝部件示意圖

除了增設導控陶氏飛彈的M65套件之外,AH-1T還配備了頭盔瞄準器、機炮炮塔後坐力補償系統等裝置,進一步優化了該機的能力。AH-1T的後續交付速度非常快,在原型機收費一年半之後,美國海軍陸戰隊就在1977年10月份接受了第一批48架AH-1T量產型直升機,自此,美國海軍陸戰隊的武裝直升機力量正式成形。

圖——AH-1T陶式飛彈版本的飛行員頭盔瞄準系統

縱觀AH-1T的發展歷程,其中起到決定性因素的有兩點:其一是戰略格局的變化導致的需求變化;其二就是貝爾直升機公司的前瞻性目光。如果不是美國越戰戰略的調整,反坦克型武裝直升機或許不會這麼早提上日程;又如果不是貝爾直升機公司未雨綢繆,早就開始試驗直升機/反坦克飛彈組合戰術,那麼即便「時代」提出了相應的需求,抓住機會的可能還不是AH-1T了。

圖——準備參與沙漠風暴行動的AH-1T

歷史沒有如果,戰爭的本質也永恆不變。《周易·既濟》云:[君子以思患而豫防之]。在尖端技術的預研方面,這些經驗都是我們的足可借鑑的,與諸君共勉。

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