阿帕奇直升機(jī)工作原理
珠穆娜瑪 發(fā)表在 軍事貼圖 華聲論壇 http://bbs.voc.com.cn/forum-24-1.html
發(fā)表時間：2010-3-1 19:38
誰在使用阿帕奇？又是誰在制造阿帕奇？
阿帕奇是美國軍械庫中主要的武裝直升機(jī)。其他國家/地區(qū)，包括英國、以色列和沙特阿拉伯，也為其部隊配備了阿帕奇。 第一款阿帕奇直升機(jī)由休斯直升機(jī)公司在20世紀(jì)70年代設(shè)計，并于1985年開始服役。美軍正逐漸用更先進(jìn)的長弓阿帕奇AH-64D取代最初設(shè)計的AH-64A阿帕奇。1984年，麥道公司收購了休斯直升機(jī)公司；1997年，波音公司與麥道公司合并?，F(xiàn)在，阿帕奇直升機(jī)由波音公司制造，而總部位于英國的GKN韋斯特蘭直升機(jī)公司則制造英系阿帕奇——WAH-64。
阿帕奇直升機(jī)是戰(zhàn)爭史上的一次革命。它就像一部飛翔的坦克——一架能夠抵御猛烈的攻擊并重創(chuàng)對手的直升機(jī)。無論白天還是晚上，無論天氣條件多么惡劣，它都能瞄準(zhǔn)特定目標(biāo)。它是一種令地面部隊望而生畏的武器。
本文將介紹阿帕奇那令人稱奇的飛行系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)以及裝甲系統(tǒng)。分開來看，每個系統(tǒng)都屬于尖端技術(shù)。而當(dāng)它們組合在一起時，就構(gòu)成了一件難以置信的武器——迄今為止最具殺傷力的直升機(jī)。
就其核心功能來說，阿帕奇和其他任何直升機(jī)的工作方式幾乎一樣：有兩個螺旋槳，帶動多個槳葉旋轉(zhuǎn)；槳葉像飛機(jī)的機(jī)翼一樣翹起；螺旋槳旋轉(zhuǎn)時，槳葉產(chǎn)生上升力
主螺旋槳位于直升機(jī)頂部，帶動4個約6米長的槳葉旋轉(zhuǎn)。飛行員通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)斜盤來操縱直升機(jī)。旋轉(zhuǎn)斜板通過改變槳葉的姿態(tài)角（傾斜角度）來增加上升力。均勻地調(diào)整所有槳葉的姿態(tài)角可使直升機(jī)垂直升降。當(dāng)漿葉旋轉(zhuǎn)起來后改變姿態(tài)角可以產(chǎn)生不均勻的上升力，從而使直升機(jī)沿特定方向側(cè)飛。
在主螺旋槳旋轉(zhuǎn)時，會給整個直升機(jī)施加一種旋轉(zhuǎn)力。尾部螺旋槳槳葉產(chǎn)生抗拒力，從而將尾桁推向相反方向。通過改變尾部螺旋槳槳葉的迎角，飛行員可以讓直升機(jī)向任意方向旋轉(zhuǎn)或根本不讓它轉(zhuǎn)向。而阿帕奇有兩個尾部螺旋槳，每個螺旋槳有兩個槳葉。
AH-64A阿帕奇直升機(jī)上的螺旋槳裝置
最新的阿帕奇直升機(jī)裝備有兩個通用電氣T700-GE-701C渦輪軸引擎，每個引擎的功率大約為1,700馬力（1249.5千瓦，1馬力=0.735千瓦），分別驅(qū)動一個傳動軸，而傳動軸和一個簡單的傳動箱相連接。傳動箱將旋轉(zhuǎn)角度改變大約90度并將動力傳遞給傳動裝置。傳動裝置將動力傳遞給主螺旋槳和通向尾部螺旋槳的一根長軸。螺旋槳已經(jīng)過優(yōu)化，可以提供普通直升機(jī)所不具備的高靈活性。
槳葉的核心結(jié)構(gòu)由五個稱為“桁條”的不銹鋼臂組成，由一個玻璃纖維骨架包裹著。每個槳葉的后緣都覆蓋有堅硬的石墨合成材料，前緣由鈦制成。鈦非常堅硬，經(jīng)得起樹枝和其他較小障礙物的剮蹭，這有助于阿帕奇進(jìn)行貼地飛行（沿著地表巡航）。為了悄悄地逼近目標(biāo)或躲避攻擊，阿帕奇時常需要貼地飛行。尾翼可協(xié)助阿帕奇在貼地飛行或盤旋時保持平穩(wěn)。
為了方便運(yùn)輸，阿帕奇的槳片和機(jī)翼被拆卸下來。
基于上述介紹，您可能會說，阿帕奇只不過是一架高級直升機(jī)罷了。這就像把詹姆斯•邦德的阿斯頓•馬丁戰(zhàn)車說成是高級轎車一樣荒謬。事實上，正如下面各節(jié)所述，阿帕奇直升機(jī)先進(jìn)的武器系統(tǒng)將其歸入了一種完全不同的類別。
海爾法導(dǎo)彈
阿帕奇的主要作戰(zhàn)任務(wù)是摧毀地面的重裝甲目標(biāo)，如坦克和碉堡等。如此強(qiáng)大的摧毀力需要有重型火炮；而要直升機(jī)做到這一點還需要極其精密的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。
阿帕奇的主要武器“梅爾法”導(dǎo)彈可以滿足這種需要。每一枚導(dǎo)彈都是一個擁有自己的制導(dǎo)計算機(jī)、操縱系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)的小型飛行器。它有效裝載的高爆銅罩裝藥彈頭足以穿透目前最厚重的坦克裝甲。
一架阿帕奇直升機(jī)在演習(xí)中發(fā)射兩枚海爾法導(dǎo)彈。
阿帕奇攜帶的導(dǎo)彈裝在與機(jī)翼上的外掛架相連的四個發(fā)射滑軌上。每個機(jī)翼有兩個外掛架，每個外掛架又可攜帶四枚導(dǎo)彈，因此阿帕奇一次可以裝載多達(dá)16枚導(dǎo)彈。在發(fā)射前，各導(dǎo)彈直接從直升機(jī)計算機(jī)接收指令。當(dāng)計算機(jī)發(fā)送開火信號時，導(dǎo)彈就會引燃推進(jìn)劑。一旦推進(jìn)劑的推動力達(dá)到大約500磅（225公斤，1磅=0.45公斤），導(dǎo)彈就會脫離發(fā)射軌。當(dāng)導(dǎo)彈繼續(xù)加速時，加速度產(chǎn)生的力量將觸發(fā)解除保險裝置。當(dāng)導(dǎo)彈接觸到目標(biāo)時，撞擊感應(yīng)器就會引爆彈頭。
最早的海爾法導(dǎo)彈設(shè)計使用激光制導(dǎo)系統(tǒng)來命中目標(biāo)。在該系統(tǒng)中，阿帕奇的炮手使用高強(qiáng)度激光束瞄準(zhǔn)目標(biāo)（有時由地面部隊操作激光）。激光按特定的編碼模式進(jìn)行脈動開關(guān)。
每個發(fā)射軌可攜帶四枚海爾法導(dǎo)彈。
在發(fā)送開火信號之前，阿帕奇機(jī)載計算機(jī)會將特定的激光脈沖模式告知導(dǎo)彈的控制系統(tǒng)。導(dǎo)彈前端有激光掃描器，可探測出目標(biāo)反射回來的激光。這樣導(dǎo)彈就可以知道目標(biāo)所在位置。激光導(dǎo)航系統(tǒng)會計算導(dǎo)彈需要向哪個方向偏轉(zhuǎn)，從而使導(dǎo)彈不偏不倚地迎上反射回來的激光。通過移動導(dǎo)彈的飛翼，導(dǎo)航系統(tǒng)就可以改變導(dǎo)彈的路線。這和飛機(jī)的導(dǎo)航基本一樣。
激光制導(dǎo)的海爾法導(dǎo)彈雖然非常有效，但也存在一些明顯的缺陷：
云層或其他障礙物可能會遮擋激光束，使激光束無法到達(dá)目標(biāo)。
導(dǎo)彈穿過云層時可能會丟失目標(biāo)。
在導(dǎo)彈接觸到目標(biāo)之前，直升機(jī)（或地勤人員）必須保持激光鎖定在目標(biāo)上。這意味著直升機(jī)必須暴露在外，因而容易受到攻擊。
長弓阿帕奇直升機(jī)上使用的海爾法II型導(dǎo)彈則克服了上述缺點。這種導(dǎo)彈使用雷達(dá)追蹤器來代替激光追蹤系統(tǒng)。直升機(jī)上的雷達(dá)負(fù)責(zé)定位目標(biāo)，而導(dǎo)彈則負(fù)責(zé)瞄準(zhǔn)目標(biāo)。由于云層和障礙物不會阻礙無線電波，所以導(dǎo)彈更容易找到目標(biāo)。另外，由于不使用激光聚焦目標(biāo)，直升機(jī)可以在發(fā)射導(dǎo)彈后立即躲藏起來。
火箭和鏈?zhǔn)綐?/strong>
阿帕奇通常用兩個海德拉火箭發(fā)射器取代兩枚海爾法導(dǎo)彈。每個火箭發(fā)射器裝有19個存放在發(fā)射筒中的2.75英寸（6.99厘米，1英寸=2.54厘米）可折疊翼火箭彈。發(fā)射火箭時，火箭發(fā)射器觸發(fā)火箭筒后部的點火裝置。阿帕奇的炮手可以一次發(fā)射一枚，也可以成批發(fā)射。當(dāng)火箭離開發(fā)射器后，其側(cè)翼會展開，從而起到平衡的作用。
AH-64A阿帕奇直升機(jī)上的海德拉火箭發(fā)射器（右）和海爾法導(dǎo)彈發(fā)射滑軌（左）
火箭會使用不同的彈頭。例如，彈頭裝載的可能是高能炸藥，也可能只是產(chǎn)生煙霧的材料。還有一種配置是攜有若干炸彈的彈頭。這是一種從火箭上彈射開并從空中沖向地面目標(biāo)的小炸彈。
對于近距離目標(biāo)，槍手可以用一門安裝在直升機(jī)機(jī)鼻下方的旋轉(zhuǎn)槍架上的M230 30毫米口徑自動機(jī)關(guān)槍進(jìn)行射擊。機(jī)槍手利用座艙內(nèi)的高精度計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行瞄準(zhǔn)。計算機(jī)控制液壓系統(tǒng)上下左右移動和旋轉(zhuǎn)槍架。
AH-64A阿帕奇上的M-230A1型30毫米口徑自動機(jī)關(guān)槍
自動加農(nóng)炮為鏈?zhǔn)綐屧O(shè)計，并裝配有電動馬達(dá)。馬達(dá)使鏈條轉(zhuǎn)動，鏈條來回滑動槍栓來完成裝彈、射擊、抽出和彈出彈殼等動作。這和常見的利用炸藥爆炸力或子彈飛行的力量來移動槍栓的機(jī)關(guān)槍不同。
子彈由機(jī)槍上方的彈倉經(jīng)輸彈槽進(jìn)入槍膛。彈倉最多可裝1,200發(fā)子彈，而機(jī)關(guān)槍每分鐘可發(fā)射600到650發(fā)子彈。機(jī)關(guān)槍連續(xù)發(fā)射的高爆子彈可穿透輕型裝甲。
阿帕奇直升機(jī)駕駛艙分為前后相連的兩部分。飛行員坐在后排，副駕駛兼機(jī)槍手坐在前排。駕駛員操縱直升機(jī)，機(jī)槍手瞄準(zhǔn)目標(biāo)并開火?？紤]到一個飛行員可能需要進(jìn)行全盤操控的情況，座艙的這兩個部分均包含飛行和開火控制系統(tǒng)。
阿帕奇的駕駛艙分為兩部分：飛行員坐在后排，機(jī)槍手坐在前排。后排座椅比前排高，因此飛行員可以看清楚前面的情況。
飛行員采用集中和循環(huán)控制系統(tǒng)駕駛阿帕奇，這和其他直升機(jī)上的情況相似。控制系統(tǒng)利用機(jī)械液壓系統(tǒng)和數(shù)字穩(wěn)定系統(tǒng)操縱螺旋槳。數(shù)字穩(wěn)定系統(tǒng)調(diào)整液壓系統(tǒng)的壓力，使直升機(jī)平穩(wěn)飛行。穩(wěn)定系統(tǒng)還可以在短時間內(nèi)使直升機(jī)自動盤旋。
在長弓阿帕奇上，三個顯示屏為飛行員提供大部分的導(dǎo)航和飛行信息。這些數(shù)字顯示屏比傳統(tǒng)的儀表盤更容易閱讀。飛行員只要按顯示屏一側(cè)的按鈕就可以找到所需信息。
長弓阿帕奇駕駛艙內(nèi)部。
帕奇最大的亮點是其精密的傳感器裝備。長弓阿帕奇利用安裝在天線桿上的雷達(dá)來探測周圍地面武裝、飛行器和建筑。雷達(dá)天線使用毫米無線電波進(jìn)行工作，這種電波可以探測出射程內(nèi)所有物體的形狀。雷達(dá)信號處理器將這些形狀和數(shù)據(jù)庫中的坦克、卡車以及其他飛行器和裝置進(jìn)行比較，從而識別出各個潛在目標(biāo)的大致種類。計算機(jī)則將這些目標(biāo)顯示在飛行員和機(jī)槍手的顯示屏上。
長弓阿帕奇在天線桿上裝有醒目的雷達(dá)罩。
飛行員和機(jī)槍手在夜間作戰(zhàn)時均使用夜視儀。夜視儀使用前視紅外（FLIR）系統(tǒng)，可檢測發(fā)熱物體釋放的紅外線。（有關(guān)更多信息，請參見夜視儀工作原理）
飛行員的夜視儀和阿帕奇機(jī)鼻上方的旋轉(zhuǎn)槍架相連。機(jī)槍手的夜視儀則和機(jī)鼻下方單獨(dú)的槍架相連。下方槍架還裝備有機(jī)槍手白天使用的普通攝像機(jī)和望遠(yuǎn)鏡。
阿帕奇直升機(jī)上的傳感器陣列。
計算機(jī)將夜視或視頻圖像傳輸?shù)矫總€飛行員頭盔上的一個小型顯示裝置。視頻顯示將圖像投射到飛行員右眼前面的單目透鏡上。駕駛艙中的紅外感應(yīng)器追蹤飛行員頭盔的位置并將此信息反饋到槍架控制系統(tǒng)。每個飛行員通過簡單地移動頭部就能瞄準(zhǔn)這些傳感器！當(dāng)然也可以手動控制這些傳感器。
阿帕奇直升機(jī)中的頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。
下面，讓我們來看一下飛行員和機(jī)槍手的戰(zhàn)時保護(hù)系統(tǒng)。
躲避與裝甲
阿帕奇的第一道防線是使自己遠(yuǎn)離攻擊范圍。如上所述，它經(jīng)過專門的設(shè)計，可以貼地飛行，并且只要有可能，還可以隱藏在掩體后面。阿帕奇還可以避開敵人的雷達(dá)掃描。如果飛行員通過機(jī)載掃描器發(fā)現(xiàn)了雷達(dá)信號，他們可以啟動雷達(dá)干擾儀來干擾敵人。
通過減少紅外信號（釋放的熱能），阿帕奇還可以躲避熱追蹤導(dǎo)彈。“黑洞”紅外輻射抑制系統(tǒng)能通過混合引擎排放的熱氣與直升機(jī)周圍的氣流來驅(qū)散引擎產(chǎn)生的熱量。冷卻的氣體隨后通過一個進(jìn)一步吸熱的特制過濾器。長弓阿帕奇還裝有一個紅外干擾儀，它可以生成變頻紅外能量來干擾熱追蹤導(dǎo)彈。
阿帕奇全身覆蓋有厚重的裝甲。有些部位還加蓋了Kevlar纖維軟裝甲以增強(qiáng)防護(hù)。駕駛員座艙則用多層加固裝甲和防彈玻璃保護(hù)起來。據(jù)波音公司稱，阿帕奇直升機(jī)的所有部位都能抵擋12.7毫米子彈的攻擊，而至關(guān)重要的引擎和螺旋槳部件則可承受23毫米口徑的火力。
駕駛員座艙周圍的區(qū)域在遭受撞擊時會變形，但駕駛員座艙頂棚則異常堅固。墜機(jī)時，變形區(qū)域就像汽車中的潰縮區(qū)一樣起到保護(hù)作用——它們可以吸收大量沖擊力，從而減輕機(jī)組人員承受的碰撞。飛行員和炮手的座椅上厚厚的Kevlar纖維裝甲也能吸收碰撞的沖擊力。有了這些先進(jìn)的系統(tǒng)，機(jī)組人員在墜機(jī)時就會有較大的逃生機(jī)會。
毫無疑問，在戰(zhàn)場上駕駛阿帕奇是一件很危險的事情，但擁有如此優(yōu)良的武器、裝甲和傳感裝置的阿帕奇也是戰(zhàn)場上一個令人生畏的對手。阿帕奇是力量、靈敏度和火力的絕佳組合。
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