武装直升机的防护设计
武装直升机早期的战术目标与防御手段是什么?
美国陆军在越南战场上广发应用运输直升机,将作战部队直接投放到战术目标附近,实现跨越丛林和河流的点对点突击。
直升机低空飞行时及在降落场地空域,很容易受到地面防空和轻武器火力杀伤。
美国陆军最初通过为UH-1通用直升机安装武器,用混合编组的方式为执行运输任务通用直升机提供火力掩护,但在实战中发现即使空载的武装化运输直升机,飞行速度也无法和运输直升机同步,机载火力也缺乏低空支援所需要的灵活杀伤能力。
越战中为直升机护航,压制机降场地对空火力的需求,促使了第一代武装直升机的发展。
AH-1G 就是利用UH-1,完全按照对地攻击任务设计的型号。
AH-1G虽然是武装直升机的开端,但应急色彩较强。
AH-1G选择7.62毫米转管机枪与40毫米中速榴弹发射器组合,对近距离无防护的点、面目标杀伤力很好,大备弹量可提供猛烈又持续的火力压制,但缺乏攻击防御掩体的火力强度。
UH-1本身就具备轻武器防御能力,AH-1G采用串列双坐降低了投影面积,在强火力受敌面的防御较好,能够抵御7.62毫米枪弹,但发动机舱和传动系统暴露安装,旋翼系统也缺乏火力防御结构,单发布局更是缺乏破坏和故障亢余度。
AH-1G 投入越南战场后不久,作为强化火力灵活性的措施,用20毫米转管炮取代了早期的机载武器,还增加了试用反坦克导弹的功能。
AH-1被动防御体系的设计比较传统,轻装甲与防弹玻璃的防护性能并不高。
越战后期AH-1开始遭遇越来越多的12.7毫米高射机枪射击,装甲防
护显得过于薄弱,随后型号虽然有所改善,但基础设计不佳仍然限制了防御标准。
苏联在参照AH-1的战术思想的基础上,也采用与UH-1到AH-1类似设计,利用米-8改进设计了米-24.米-24参照了AH-1的火力,机头旋转机枪和外挂火箭提供了很强的近距离杀伤力,大尺寸带来的高载荷又增强了火力效能,大展长的外翼下又可挂载多组32联C5火箭发射器。
米-24的防御重点加强,尤其是机身下半球装甲防御更是以12.7毫米机枪作为装甲防护重点。
AH-1和米-24这代武装直升机的基础设计都是通用直升机,利用成熟设计的优点比较明显,但限制也很突出。
AH-1的机体空间紧张,载荷和装甲的重量限制很大,米-24则受到米-8动力-传动布局制约,不得不保留一个可载8人的机舱,虽然算是个附加功能,但对强化火力和飞行性能的武装直升机来讲,大尺寸机舱带来的成本、重量和阻力代价很高。
AH-1和米-24防护性能的最大弱点是设计时将防御集中在正面和前段机体的下半球,关键的动力-传动系统缺乏装甲保护。
米-24在阿富汗战场很少出现下半球战损,但上半球的动力系统却很容易被火力毁伤;AH-1的被动防护还低于米-24的标准,在两伊战争的武直对抗中吃了不小的亏。
第二代武装直升机的防护设计特点是什么?
第二代武装直升机在70年代开始研制,以全新的设计体系和系统作为基础,在改进火控和武器的同时,重点强化防护。
AH-64和米-28这类第二代武装直升机,都采用了低噪声旋翼和红外遏制系统,以提高战场隐蔽性,并将被动防护的重点由轻武器转向低空野战防空系统。
武装直升机被称为“飞行坦”,重火力和远程打击能力确实可比坦克,但作为飞行器,重量限制使其防御能力远不能配上“坦克”的名称。
按照设计要求,AH-64机体可以防御12.7毫米机枪射击,被命中一发23毫米爆破单后可以持续飞行30分钟,在垂直、侧向和水平冲击坠毁时,特殊的结构设计可以为飞行机组提供不少于80%的生存能力。
现代武装直升机普遍强调耐坠性,这个要求虽然通过弹性和压缩措施保证,但结构的冲击完整性也是安全保证因素。
耐坠措施保证飞行员在正常坠机速度时避免结构撞击、穿刺和后续火灾的伤害,坠机冲击的结构变形不能影响飞行员自主脱离直升机。
武装直升机收重量限制,职能根据理论计算和战场实践,有重点的对直升机要害部位进行防御准备。
按照美军在越战中的经验,轻型直升机(投影面积与中性武装只直升机接近)主要中单部位与战伤比例中,座舱为21%,前机身为9%,尾梁为17%,动力系统为10%,后机身则有15%。
按照这个标准去分析,驾驶舱和动力系统被命中的概率接近1/3,但在受创坠毁的直升机比例中却超过了60%。
直升机活动与低空的主要威胁是各种高射机枪,但低空防空导弹的威胁在近年来逐步加大。
犹豫直升机主要活动于超低空,红外制导导弹命中直升机的比例超多了80%,雷达制导导弹命中直升机的比例则相对不大。
导弹毁伤以破片杀伤为主,单兵对空导弹触发爆破的威胁性并不比20-30毫米口径炮弹更大,但红外弹对动力系统破坏的比例远比枪炮要高,对关键系统的毁伤危险性也更大。
根据战斗损失统计数据作为设计依据,现代武装直升机的结构防护主要针对低空防空用小口径枪、炮,对导弹防御则通过红外遏制系统降低信号特征,结合干扰弹和主动红外干扰机承担反导防御。
防御措施的排列选择为,驾驶舱重点防穿透,动力-传动系统强化备份和破损后的功能维持,燃料系统则以防火和防泄漏为目标,针对不同位置采取不同措施以获取整体平衡。