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如今的直升机已经向着高速、高运载量、更强劲的动力去发展,相信在未来的几年内,我们一定会看到性能更加优秀、外形更加科幻的直升机诞生,这一点让我们拭目以待。

【军武次位面】作者:未完成梦想的咸鱼

2012年11月12日,某型直升机在第九届中国国际航空航天博览会中首次正式曝光。2012年11月18日,中国中央电视台公布的军事新闻中,某型直升机已经正式加入现役,开始列装中国人民解放军陆军航空兵部队。2015年9月3日抗战胜利70周年阅兵式,天空中出现了一个从未在阅兵式上出现的身影,某型直升机组成的编队接受了世界各国领导人以及全国人民的检阅。它的出现,意味着我国陆军航空兵终于有了一件趁手的兵器,大幅提高了陆军航空兵部队的作战能力。没错,它就是我国第一款专用武装直升机——直十。那么直升机的世界究竟是什么样的呢?《直升机的奥秘》系列文章中笔者将和大家一起了解军用直升机的前世今生。

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▲图为直十武装直升机

当我们仰望天空的时候,总会发现时不时有飞机掠过。或许会有不少人问,这样一个庞然大物,质量少则几百千克,多则几十吨、上百吨,这么重的东西怎么能够如此自如地在天空中自由自在的翱翔呢?飞行究竟需要具备哪些条件呢?

其实,关于怎样才能像鸟儿一样在天空中翱翔的问题,我们的先辈们探索了数千年,设想了很多种飞天方式,最终都以失败告终。1878年圣诞节,美国一位伟大的父亲,送给他两个儿子一个简单而又奇妙的玩具——竹蜻蜓,并告诉他们这个竹蜻蜓可以飞上天空(其实这就是直升机的原理,笔者下文会说到)。在父亲的演示下,两个小兄弟开始相信,除了鸟和蝴蝶等动物外,人造的东西也可以飞上天空。从此以后,在这两个小兄弟的心灵里,就萌发了将来制造能够载人飞向天空的器械的梦想。

1903年12月17日,美国的莱特兄弟驾驶着他们设计制造的“飞行者”1号进行了飞行留空时间59秒、距离只有260米的人类历史上第一次持续并且有控制的动力飞行之后,人类才真正从根本上解决了飞上蓝天的关键问题。此后,飞机越做越大、越飞越高、越飞越快、越飞越远,各方面性能都有了极大提高。

▲图为莱特兄弟设计制造的“飞行者”1号

直升机是飞机的一种,但是却与普通飞机(固定翼飞机)的主翼不同,它被称作旋翼飞机,也是一种交通工具。现在直升机已经不再罕见,但是真正广泛的应用直升机是在第二次世界大战以后。

1907年9月19日,法国人路易?布莱盖、杰克?布雷盖两兄弟与查尔斯博士共同制作的“Gyro plane 1”号实现了最早的直升机载人飞行。但是在升起来之后却无法操纵,不得不依靠助手,并且仅仅只飞离地面60厘米。因此,这次飞行没有被承认。在同时期的法国,还有一位叫做莫里斯?保罗的发明家尝试制作直升机。1903年莱特兄弟进行首次飞行之后,飞机开始了急速发展。而相对的,直升机的实用化进程却经过了很漫长的时间。

▲图为克里斯?保罗的直升机

说到直升机的发展历程就不得不提一位大师——伊戈尔?西科斯基,西科斯基在1889年5月25日于基辅出生,1907年开始开发直升机。但悲催的是这位大师最早在直升机上却并没有取得成功,相反却以固定翼飞机的开发而闻名。后来因为某些原因(1917年发生的二月革命)而逃亡到美国,并于1923年创立了大名鼎鼎的西科斯基飞行器公司(后被洛克希德马丁公司并入)进行大型飞机的开发。尽管曾经有过失败,但他对直升机的热情却并没有消减,在漫长的岁月里不断进行着失败的实验(此等热情实属我等楷模,在这里必须膜拜一下这位大佬)。

1939年9月,凭着锲而不舍的精神感动了老天爷的西科斯基终于成功实现了一款名为“VS-300”的直升机的首次飞行。真可谓是人在做天在看。这个叫做“VS-300”的直升机利用了循环变化的想法,极具先见性。但是对于运动性能的问题却一直得不到改善。之后的VS-300经过多次改良和试飞,最终几乎变成了跟原来的机身完全不同的样子,但是却建立了跟现代的直升机相同的外形,可见当初的设计有多奇葩。这款直升机在1941年创下了时速130km的速度记录和滞空时间1小时5分4秒的记录。这时,距离他刚刚着手开发直升机已经过去了30多年,最终是他开发出了世界上第一款量产型直升机——R-4。说到这里,真的需要再次膜拜他老人家一次,航空精神以及锲而不舍的精神当真在他的身上淋漓尽致的表现了出来。

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▲VS-300直升机

▲R-4直升机

在西科斯基开发直升机的这段时间里,还有一个公司也在进行着直升机的研发,这就是贝尔飞机公司(以下简称贝尔公司)。当时贝尔公司的工程师阿瑟?杨设计了具有独立旋翼结构(现在的半关节型旋翼头)的贝尔30,并于1943年成功试飞。此后,贝尔公司不断进行改良,又生产出了它们的杰作——贝尔47。

▲贝尔47直升机

在那个年代,发生了什么事都不能忘了当时的德国。1923年德国航空工程师海因里希?福克和格奥尔格?沃尔夫共同成立了福克沃尔夫公司,福克公司开发了世界上首架实用直升机Fw61,此飞机与1936年6月首飞成功。Fw61直升机在机身的两侧配置两个并排的悬翼,由此消除扭矩从而提高操纵性,这架飞机在1937年之后的39年时间里都保持了高度、速度、空中停留时间、续航距离等多项世界记录。同时它也是唯一一个获得一级铁十字勋章的女试飞员汉娜在公开飞行中驾驶的飞机。福克在第二次世界大战中又开发了Fa223“鸢”大型直升机。战后,Fa223被战胜国英国和苏联运走,对之后的大型直升机的发展意义重大。

▲Fa223直升机

众所周知,发动机是制约航空器材发展的重要因素。早期的直升机所使用的发动机为活塞发动机,这种发动机的效率不高,如果要提供输出功率就要增大发动机,要追求高功率就会增加重量,这是很大的缺点。后来,涡轴发动机的发明使得直升机得到了飞跃式的发展。涡轴发动机以相对简便轻巧的外形就可以换来高功率,它的出现使得直升机的有效载荷有了飞跃式的增加。由此产生了包括被多个国家应用的畅销直升机贝尔UH-1“休依”在内的世界知名直升机的诞生。

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▲涡轴16发动机

▲UH-1“休依”

涡轴发动机应用最成功的例子应该是贝尔公司的UH-1了。无论是军用还是民用,在众多的领域都能见到他的身影。UH-1几乎参加过其诞生之日到现如今的历次局部战争,是60年代至90年代西方国家最常用的多用途军用直升机。在越南战场上,美国陆军装备的UH-1直升机展示了其卓越的性能,并因此一战成名,打开了世界市场,几乎成了世界通用直升机的代名词。

战争总是新武器最好的展示平台,新武器往往也影响着战争的进程和发展。越南战争和直升机就是这个真理最好的证明。在美国参与越南战争期间,直升机的身影几乎出现在了战场的任何一个角落。无论是向前线运送弹药,还是营救跳伞的飞行员;无论是对陷入重围的部队进行火力支援,还是在战略要地进行机降作战,直升机都是美国人的首选武器。它既是“飞行的战场出租车和救护车”,也是“威力巨大的空中炮台”,甚至还是“空中起重机和超级货车”,越南战争彻底变成了一场直升机的战争。

▲越南战争中美军使用了大量的直升机参与作战

然而,更为重要的是,直升机的广泛应用让一群每天只能步行数十千米的步兵变成了每小时可以移动数百千米的“空中骑兵”,这也催生了一种全新的作战模式——空中机动作战。美军可以用运输直升机搭载大批步兵,跳跃着进攻前进,这就是所谓的“蛙跳”战术,也可以用多路直升机从不同方向对重点目标进行向心攻击,也就是所谓的“铁锤”战术。

▲越南战争催生了“空中机动作战”这种全新的作战模式

60年代中期,美国陆军根据越南战场上的实际需要,迫切要求迅速提供一种高速的重装甲重火力武装直升机,用来为运兵直升机提供沿途护航或为步兵预先提供空中压制火力。因为当时用普通运输直升机临时加机枪改装的火力援护直升机不仅速度慢,而且无装甲保护,火力也不强。在这种情况下,AH-1“眼镜蛇”武装直升机诞生了。

▲在应用中美军发现经过改装的通用直升机并不能满足当时的作战需要

1967年8月AH-1G开始部署在南越空军基地,并立即投入了激烈的战斗。“眼镜蛇”为运输直升机提供护航,并为地面部队提供火力支援,还与快速的休斯OH-6A“小马”侦察直升机编队组成极为有效的“猎-杀”或“粉色”小队(在美国陆军俚语中,侦察直升机编队被称为“白色小队”、武直编队是“红色小队”、运输直升机编队是“蓝色小队”)。同时,“眼镜蛇”也能执行其他任务,包括武装侦察、目标弹着观察、甚至是搜救任务。到1968年底已有337架“眼镜蛇”来到越南。

▲AH-1“眼镜蛇”武装直升机

越战期间,武装直升机的主要作用是进行对地面的火力压制 。但随着越南战争的结束,以美国为首的西方国家改变了他们既有的战略方针。欧洲方面,来自华约国的装甲威胁与日俱增,相对的,北约的军队却没有足够的坦克来对抗苏联的钢铁洪流。只能着眼于武装直升机,也就是说让直升机具备反坦克的能力来对抗苏联的装甲威胁。于是乎,诞生了一批具有反坦克能力的武装直升机,其中最著名的非AH-64“阿帕奇”武装直升机莫属。

▲AH-64“阿帕奇”武装直升机就是冷战期间华约国和北约对抗的产物

那个年代,提到了美国就不得不提苏联。苏联对于直升机的应用跟西方不同,他们并不以遂行反装甲任务为主,反倒是以压制地面火力和对地面部队进行火力支援为主。但以这种观点开发出的米-24“雌鹿”武装直升机也同样给北约国家带来了极大的威胁。

▲米-24“雌鹿”武装直升机被认为是苏联的七大武器装备之一

直升机从诞生之日起大概经过了几个阶段。第一阶段是20世纪40年代到50年代中期,这一时期的典型型号是美国的S-51、贝尔47、苏联的米-4等,这一时期的直升机动力采用活塞发动机采用木质或钢木混合结构的桨叶。第二阶段为20世纪50年代中期至60年代末,典型型号是美国的AH-1、法国的SA321超黄蜂、苏联的米8等,这一时期的直升机开始采用涡轴发动机。第三阶段是20世纪70年代至80年代,典型型号是美国的UH-60黑鹰、AH-64阿帕奇、苏联的卡-50、米28等,这一阶段出现了专门的民用直升机,并且涡轴发动机也更新到了第二代。20世纪90年代至今是第四阶段,出现了隐身设计的武装侦查直升机,典型型号是美国的RAH-66科曼奇和国际合作的“虎”式直升机。

▲著名的RAH-66“科曼奇”武装直升机

直升机从诞生之日发展至今已经一百余年,如今无论是民用领域还是军用领域都越来越离不开直升机的身影。如今的直升机已经向着高速、高运载量、更强劲的动力去发展,相信在未来的几年内,我们一定会看到性能更加优秀、外形更加科幻的直升机诞生,这一点让我们拭目以待。