全新机制提升红外探测器灵敏度(防雷达性能提升100倍)

全新机制提升红外探测器灵敏度(防雷达性能提升100倍)(1)

# 写在前面

凭借着领先时代的隐身性能、无可匹敌的侦察能力和极其强大的生存能力,科曼奇直升机可谓是近代直升机发展史上的一颗璀璨明珠。虽然由于国际格局的变化、美国陆军经费的困境和无人侦察机的出现使得科曼奇项目最终被取消,但是其强大的性能和独特的本领至今仍在许多领域代表着侦察直升机的至高水准。

虽然项目被撤了,但是在科曼奇的研制过程中,美国陆军及波音-西科斯基团队所积累下来了丰富的设计经验和生产制造技术,为美国下一代军用直升机的研制提供了强大的技术支撑。也正是由于这个原因,科曼奇的所有技术文档,至今仍未解密

这也是本文写作的原因,我在写上一篇科曼奇的研制历程的时候,就开始搜集科曼奇的相关资料,除了一大堆新闻材料、百科介绍之外,还搜集到了十来篇零零散散的技术材料,并在一些国外论坛中找到了当年科曼奇技术试验的一些内容,从这些内容中,我挑出了一些认为对当代我国直升机的发展仍有借鉴意义的内容,写了一些文档,分别是隐身和防御性能、机身与旋翼设计、机载系统等内容,限于篇幅,我将把上述内容分篇发出来,与诸君共赏。

本号持续针对空天领域理论、设计、未来等相关内容进行深度解读,欢迎关注。

# 技术特征概览/Configuration Features

科曼奇与身俱来的最大优势就是它具备“优先侦测权”,直白来说就是“你还没看到我,我就看到你了”(See without being seen)。强大的隐身性能使得科曼奇直升机极难被侦测到,而当时最尖端的瞄准和侦察系统的配备又使得科曼奇的侦察速度、范围得以大幅提升,并使其能够将侦察信息传递到战场的每一个角落。

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图——左为科曼奇侦察范围,右为当时在役的直升机常规侦察范围

可以说,科曼奇是第一款能够在被发现之前就完成侦察任务的直升机。可以说,从越战时期的直升机进化到科曼奇,美国在直升机隐身性能上前进了一大步。毕竟越战时候,美军的直升机往往在距离地方很远的地方就已经被发现了——北越军仅仅只需要根据直升机发出的巨大噪音就能判断美军的直升机在哪个方向、有多远。

## 防雷达侦测能力提升100倍,红外特征降低10倍

科曼奇的雷达、红外反射等多种可被侦测的指标都远远低于当时美国陆军的标准。虽然科曼奇实际的隐身性能是美军的机密,但是其大致性能层次是在公开文件中透露过的,相比于当时美军的常规直升机,科曼奇的防雷达侦测能力提升了整整100倍,红外特征降低了15倍,噪声降低了6倍,目视特征降低了10%

  • 科曼奇主要通过机身外形、雷达吸收材料以及武器系统和起落架内置的方式来达到如此低的防雷达侦测性能的。因此它完全不需要任何射频干扰装置。
  • 较低的红外特征是通过一种特质的引擎排气系统来实现的,该系统可以将发动机尾部排气引导到尾部锥套中,并引入周围的冷空气使其充分混合后排出。因而,科曼奇也不需要任何红外干扰装置。
  • 噪声指标的降低是通过可变转速的五片桨叶主旋翼来实现的,五片桨叶都具备独特的空气动力学外形,且非常薄,通过降低转速也使得桨尖速度下降,从而降低了噪音。其涵道尾桨也经过专门的设计来消除当时常规尾部风扇的“警报器”效应,当然其几何形状也专门经过空气动力学优化以降低噪音。
  • 为了降低科曼奇的可视特征,它的外形布局设计都尽可能保持紧凑,同时,其涂装也要保证尽可能不产生较强的反射效果。

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图——科曼奇正面视图

## 范围更大、精度更高的侦察和瞄准装置

  • 科曼奇的瞄准和侦测锁定系统的范围要比同时代美国在役直升机高出40%。
  • 它所配备的第二代前视红外装置(FLIR;Forward Looking Infra Red)所能侦测的温度变化的精度也远超同时代在用的系统。
  • 科曼奇配备的头盔显示器包含了图像增强器,主飞行员和副飞行员具备独立的全权操作显示器。相比于同时代的在役直升机,科曼奇飞行员的视野范围扩大了31%,同时,他们还能直接查看由美国国防测绘局提供的数字地形图。

当然,和上文所描述的相同,这些装备的具体性能参数都是美军机密,从未公开过。值得一提的是,科曼奇上的任何一位飞行员都具有整架直升机的全部操作权限,提升了整机的应急反应能力。

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图——科曼奇的结构草图

## 50倍防核能力、20倍防电子战能力,防撞,还防生化攻击,能想到的都防了

在核武、生化等威胁的防御方面,科曼奇的设计师也进行了大量的工作:

  • 采用加压座舱和电子装置隔间;
  • 采用一种无需维护的特制的变压吸附器(Pressure Swing Adsorber)代替需要定期更换的过滤装置来过滤入舱的空气;
  • 复合材料机身的外表面也经过特殊处理,即便在使用强性去污清洁剂清洗的时候也不会出现任何腐蚀;
  • 电磁脉冲的容差达到了现役飞行器的20倍;
  • 核防御能力达到了现役直升机的50倍;
  • 航电系统设计了多重冗余和自我修复能力,堪称无懈可击;
  • 机身和旋翼都设计了弹道耐受能力,同时都具备现场修复能力;
  • 起落架、机身结构、驾驶座和燃油系统都进行了高强度的耐撞击设计;

## 武装侦察任务的装备

在执行基础武装侦察任务的时候,科曼奇一般都会内装:

  • 四枚地狱火导弹;
  • 两枚针刺导弹;
  • 机头的机枪中会配装320发子弹。

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图——科曼奇的内部装载机构示意图

在执行空战任务的时候,科曼奇一般会配备:

  • 两枚地狱火导弹;
  • 四枚针刺导弹;
  • 机头的机枪中会配装500发子弹。

其他武装方案:

  • 纯地狱火方案:除了内装之外,科曼奇还可以通过外部挂架额外装载8枚地狱火,也就是总计可装14枚地狱火;(下图左上)
  • 纯针刺方案:与地狱火挂装方式相同,总计可装14枚针刺;(下图左下)
  • 自部署方案:外部挂架也可以挂装两个额外的油箱,从而提升科曼奇的航程,使其航程最大可达2300公里:(下图右下)
  • 下图右上则是前文所述的武装侦察方案

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图——科曼奇的可选装载方案

## 空运能力达标、可维护性极佳

  • 科曼奇同时能够提供一系列的空运服务,它的装卸效率和运载能力都达到了美国陆军的运输服务标准;
  • 可维护性是美国陆军评估其作战飞行器性能的一项重要指标。科曼奇的独特机身设计,尤其是开门的位置和检修面板的位置大大简化了维护工作,据评估,相比当时在役直升机的三级维护难度,科曼奇的维护难度只有二级,整体的维护成本相对降低了40%。

至此,科曼奇的隐身性能和防御、生存能力介绍完毕,下一篇关于科曼奇的文章我将详细介绍其机身与旋翼系统的设计,也是非常精彩,欢迎持续关注。

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