讲武谈兵|见招拆招:从俄乌冲突看如何提高直升机生存能力

军事
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从上个月24日至今,俄乌军事冲突持续了一个月时间。在此次俄乌冲突中,便携式防空导弹大战直升机的画面被广泛传播,成为热议的话题之一。

在现代战场上,直升机所发挥的巨大作用已是毋庸置疑的。但是,从防御的角度来看,直升机本身又是非常脆弱的。在目前防空武器系统广泛装备使用,特别是大量单兵防空武器的普及,也使得直升机被击伤击落,甚至机毁人亡的概率大幅上升。在此次冲突,俄乌双方都有直升机被对方击落的记录,而且包括俄军最先进的卡-52直升机。

那么,从设计角度来看,直升机的防御薄弱点都有哪些?如何采取有效的措施大幅提升直升机的战场生存能力?

被便携式防空导弹击中后的卡-52直升机成功迫降。直升机防御薄弱点有哪些?

相比固定翼攻击机,同样以中低空甚至超低空为作战空域的直升机,自身防御能力确实要差很多。从直升机本身结构布局特点来说,容易受到攻击进而导致严重损伤的部位主要包括:主旋翼、尾桨、驾驶舱、发动机舱、油箱、弹药箱等。

主旋翼和尾桨可以说是整个直升机结构设计中最容易受损的部件,一旦因为被敌方火力击中而失效,直升机就很可能会失去飞行能力,甚至失控坠毁。主旋翼主要承担着为直升机提供主要升力以及机动能力的重任,其桨毂如果被击中受损,容易造成桨叶飞脱,而桨叶被击中则有可能折断,这些严重损伤都会使得直升机瞬间失去飞行动力。

尾桨的作用主要是平衡主旋翼的扭转力矩,如果被击中失效,直升机会立刻进入到失控旋转状态,最终坠地。在1993年索马里维和行动中,美军“黑鹰”运输直升机就是因为被RPG火箭弹击中了尾桨而失事坠毁的。对于采用共轴旋翼设计的俄罗斯卡莫夫系列直升机来说,虽然没有尾桨,但是两组主旋翼是采用对转的方式相互抵消扭转力矩,如果其中的任何一组主旋翼被击中失效,也会造成类似的结果。

便携式防空导弹是直升机最大的威胁。

除了尾桨,驾驶舱、发动机舱、油箱以及弹药箱等都是中弹概率很高的部位。直升机驾驶舱为了保证飞行员有较好的视野,大多采用大面积透明舷窗设计,虽然其采用的都是防弹玻璃(更为准确的名称是“透明装甲”),但是抗弹能力也是远不及金属以及复合材料装甲的。

发动机舱内安装有大功率涡轴发动机,而且一般都突出在机身外部,如果被击中导致发动机失效停止运转,直升机也会失去动力而迫降。如果此时直升机可以保持一定飞行高度的话,就能够依靠主旋翼的自旋转在下降过程中产生一定的升力,减少着陆速度,从而实现安全迫降。在此次俄乌冲突中,我们就可以看到卡-52攻击直升机的发动机舱被“毒刺”便携式地空导弹击中后,飞行员依靠完好的主旋翼迫降的成功案例。另外,发动机舱后部都设有排出高温废气的排气口,这个部位也是大多数红外制导导弹锁定攻击的明显目标之一。

油箱以及弹药箱一般都设在机身内部,通常位于机身侧面或者底部,虽然有外部装甲防护,但同时也是中弹概率比较高的部位。如果敌方中小口径高炮发射的穿甲燃烧弹击中、击穿这些部位,也很有可能造成燃料起火以及弹药殉爆。

卡-52发射干扰弹。装甲防护必不可少

由于直升机飞行速度相对较慢、飞行高度相对较低,能够对其构成威胁的武器系统很多,不仅包括中近程地空导弹、中小口径高炮、便携式地空导弹等防空武器,还有大口径机枪以及狙击步枪、部分高性能反坦克导弹(比如“标枪”“地狱火”),甚至普通步兵也会使用自动步枪、班用机枪、通用机枪等轻武器对迫近的直升机进行射击。

在这种情况下,直升机首先就要有最基本的装甲防护,以保证机身各个要害部位以及机组成员、搭载乘员的生命安全。而在各型直升机中,装甲防护最强的就是10吨级重型攻击直升机,比如美国“阿帕奇”系列以及俄罗斯卡-50/52、米-28系列等。这些型号的重型攻击直升机都装备有最大持续输出功率1500马力以上的大功率涡轴发动机,从而使其有足够的动力储备来承载更多的装甲防护重量。

以美国“阿帕奇”系列重型武装直升机为例,该机的机体前段以塑钢强化的多梁不锈钢结构制造,后段则使用塑钢蒙皮的蜂巢结构,全向可防12.7毫米枪弹以及23毫米炮弹破片的攻击。该机的主旋翼采用钛合金翼梁、不锈钢防磨损护套以及蜂窝纤维结构组成的复合结构设计,据称可以抵御12.7毫米穿甲弹以及23毫米炮弹的攻击。

被击落的俄军卡-52武装直升机。

“阿帕奇”直升机的驾驶舱采用了类似于A-10攻击机“装甲浴盆”的设计思路,底部、侧面都安装了大量装甲板,飞行员座椅侧面也有完全覆盖身体的装甲板,而且前后座舱之间也有装甲板隔开。这样,即便是一个座舱内被击中,破片以及爆炸冲击波也不会波及到另一个座舱。

发动机舱以高性能防弹材料包裹,油箱外部则加装了三层复合防弹材料,包括聚氨基甲酸酯泡沫层、特制树脂涂层以及凯夫拉层,而且油箱内层还有自封功能,以防止被击中后燃油外泄。

此外,为了减少红外信号特征,尽可能避免被发现以及红外制导导弹锁定,“阿帕奇”的发动机舱排气口还专门安装了废弃冷却装置。其原理主要是从外部引入空气,与涡轴发动机产生的高温废气相混合,降低温度后排出,再加上主旋翼的吹散效应,能够大幅减少红外信号特征。

对于其他直升机来说,如果要增强装甲防护,也可以采用安装附加装甲板的方式。比如,中国出口型直-10ME中型攻击直升机就在驾驶舱下方和发动机舱侧面加装了复合材料装甲板,同时将废弃排气口由侧面改为向上,以尽量利用主旋翼气流的吹散作用减少红外信号特征。俄罗斯米-8AMTSh作为一款大型突击运输直升机,也在驾驶舱下方安装了附加装甲板。

俄军便携式防空导弹击落乌军米-24武装直升机。主动出击很重要

在各类防空武器中,对直升机威胁最大也是当属采用红外导引头的便携式地空导弹。目前,为了提高抗干扰能力,便携式地空导弹已经开始采用红外/紫外双色制导以及成像制导等更加先进的制导系统,对直升机的威胁越来越大。

通常来说,直升机对抗地空导弹的主要手段就是导弹逼近告警以及红外诱饵弹,这些已经是各国军用直升机的标配。比如,“阿帕奇”直升机就装备有诺斯罗普·格鲁曼公司的AN/AAR-54导弹告警器和诱饵弹发射器。而俄罗斯卡-52重型攻击直升机也配备更加全面的告警系统,包括雷达告警、紫外波段探测告警、红外波段探测告警等,能够应对不同类型的地空导弹。发现导弹来袭后,飞行员在告警语音的提示下,会立刻操纵直升机进行机动规避,同时机上的综合电子战系统自动发射曳光诱饵弹以及铝箔片,对来袭导弹实施干扰。

从安装部位来看,中小型直升机一般都是将导弹告警器传感器和诱饵弹发射器布置在机身前后部,甚至机身下部。不过,对于“阿帕奇”以及卡-52这类重型武装直升机,由于短翼上有足够的空间,通常都会将导弹告警器传感器和诱饵弹发射器布置在短翼翼尖部位。这样,导弹告警器传感器的探测范围更大,只需左右两组就能够覆盖全向。而且诱饵弹发射器距离机体更远,扩散面更大,干扰效果更好。

AN/AAQ-24红外反制系统。

为了更好地对抗红外/紫外双色制导以及成像制导地空导弹,仅仅采用导弹告警器和诱饵弹发射器还是不够的。这类性能先进的地空导弹往往可以排除这些干扰,继续攻击直升机本身。所以,随着技术的进步,美国、俄罗斯等国开始在直升机上安装能够主动对来袭导弹实施干扰的红外激光干扰装置。

AN/ALQ-144红外干扰吊舱是世界上出现较早的机载主动光学干扰装置之一,其最大特点是重量轻、体积小、安装位置灵活,不仅广泛应用在美军各类直升机和固定翼飞机上,还出口到其他国家。之后,美军还相继研发了AN/ALQ-212先进威胁红外对抗系统(ATIRCM)、AN/ AAR-57通用导弹预警系统(CMWS)以及AN/AAQ-24红外反制系统,并且陆续装备在包括“阿帕奇”“黑鹰”“支奴干”在内的各型军用直升机上。

在此次国外军事冲突中,我们也发现了俄军直升机上也装备了类似的主动干扰设备,这就是L370“维捷布斯克”-35机载综合防御系统。该系统组成比较复杂:L370-2-01紫外导弹逼近告警装置和L140 Otklik激光告警装置负责对来袭导弹进行预警,L370-1控制单元处理进行数据处理后,自动激活UV-26S-2诱饵弹发射器实施被动干扰。同时,L370-5光学干扰转塔也会对来袭导弹发射特定波长的激光束,进行主动干扰,增强防御能力。

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