成也败也——2002年美国陆航科曼奇隐身直升机报告曝光

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  科曼奇可以说是近数十年来美国陆军最成功的项目之一。

  熟悉RAH-66 Comanche的读者朋友可能会对上述言辞嗤之以鼻,自古以成败论英雄,从这个角度来说,且不管到底是时代、资金还是军种之争导致了科曼奇项目的落马,它确实一败涂地,毕竟连生产阶段都未进入,更遑论成功。

  但是,科曼奇直升机项目中积累的技术却实实在在为后续的AH-64阿帕奇的改进升级提供了巨大的助力,而在猎杀本拉登行动中震动世界的“隐身黑鹰”其隐身技术也是源自科曼奇。这两型直升机的成功不也正是科曼奇的成功吗?

  我在此前写了相当数量的关于科曼奇的文章,涉及了其技术和发展的方方面面,本以为已足够详细。但最近查阅先进直升机的设计文档之时,我又恰巧看到科曼奇直升机珍贵的报告档案,其中内容颇为翔实,恰可补充我以往所写之言,因作此文,与诸君共赏。

  

  上图是当时关于RAH-66科曼奇(Comanche)隐身直升机的技术性项目推进报告。该报告发布在美国直升机协会(AHS;American Helicopter Society)的第58届国际年会上(2002年),报告发言人Paul Bogosian时任美国陆军航空兵科曼奇项目副主管。报告右上角的徽标就是美国陆军航空兵的项目执行办公室的标志,如今仍然在用。

  

  报告首先对科曼奇项目计划进行了关键性总结,它指出科曼奇项目启动的本质是因为“世界形式瞬息万变”,为了能够“领先世界”,必须要先行发展尖端技术。而科曼奇隐身直升机复合美国陆军的未来蓝图,是未来武装的关键要素,它将助美国陆军直面21世纪的国防需求。

  

  科曼奇项目的起源可追溯到1983年,合同签订于1991年,期间经历了多重曲折,并在1994年降低了20亿美元的科曼奇研制预算,这主要是因为当时美国陆军扩大编制,部队工资总额大幅上涨,发展规划部门不得不压缩项目资金来支付士兵工资。2001年的时候,又追加了31亿美元的研制预算。(注:本次报告的时间是2002年6月份,事实上,2002年下半年,科曼奇项目在多方压力下被彻底重组,美国陆军的科曼奇直升机订单总数量也缩水到了650架,这也是科曼奇项目的重要转折点。)

  

  科曼奇项目采用了较多的先进设计,其中包括:先进的座舱系统、五片桨叶的无轴承主旋翼系统、火控雷达系统、主旋翼扭矩分离式传动装置、T800发动机、高效率的红外抑制排气系统、复合材料尾桨传动轴、倾斜的涵道式风扇尾桨、先进的数字化航电系统、先进的复合材料机身、集成的作业训练系统、内置的导弹发射系统、外部的武器挂载系统、推装式轻型20毫米机炮、先进的目标获取系统、夜视引航系统等。关于上述系统我在此前文中有非常详细的介绍,有兴趣可翻阅。

  

  科曼奇项目重组后,进入阶段Ⅰ(BlockⅠ),该阶段的主要改进部位有:雷达系统和传感器系统的改进、可维护性的提升、武器系统的改进等。

  

  科曼奇项目的各个财年的规划被详细展示了出来,其中主要包括:飞行测试、飞行训练装置的部署、任务装备的集成和可维护性的测试等内容,从上图可以看出,项目中除了要完成原型机研制之外,还要完成一套飞行模拟和训练设备(Simulators and Training Devices)。

  

  科曼奇直升机所需要的软件源码行数也被展示了出来,并与一系列知名的飞行器进行了对比,其中包括OH-58D、AH-64D、MH-60K、C-17、F-22等诸君耳熟能详的飞行器,从条形图对比可见科曼奇的源码体量远超美国陆军现役直升机,甚至比F-22还要高一些。

  

  科曼奇各部位的主要材料也得到了详细的展示,其中尾梁部分主要由芳纶/碳纤维复合材料构成,发动机和红外抑制排气系统整流罩由防弹芳纶复合材料构成,颚下机炮整流罩由玻璃纤维构成,机身主要由复合式碳纤维材料构成,而座舱框架和顶部则主要由碳纤维构成。

  

  科曼奇的超强隐身性能的显著特点之一就是超低雷达可侦测指标。上图对比了科曼奇和美国陆军的老牌侦察直升机OH-58 基奥瓦人和武装直升机AH-64 阿帕奇的雷达可侦测指标,上图从左向右为从尾部到头部的直升机雷达可侦测指标,基奥瓦人和阿帕奇在伯仲之间,科曼奇则远低于两者(图中中心圆之内的小图案就是科曼奇的指标),在当时最先进的战术雷达面前,科曼奇的可侦测指标比另外两种直升机低了80%左右。

  

  科曼奇项目在重组之后得到了很大的改变,对比两者可以发现重组之后,整体的任务周期延后了,但是各项研制指标都有所上升。

  

  美国陆军对科曼奇的测试时间也作出了相当详细的规定,细分到每个小单元,并且要求总的飞行测试时间必须要达到819小时。

  

  科曼奇的两大参与团队也进行了明确的分工,其中波音团队主要进行MEP集成、飞行控制系统、机身后段和旋翼桨叶的设计和制造;西科斯基团队则主要进行机身的总装、动力系统、旋翼桨毂和乘员座舱的设计和制造。除此之外,通用动力公司承担了科曼奇的机炮武装系统制造工作;哈里斯公司承担了科曼奇的操纵和显示系统以及光线数据总线制造工作;凯撒电子则承担了头盔显示系统的制造工作;BAE系统公司则承担了通信系统的制造工作。其他值得一提的还有洛克希德马丁公司承担了科曼奇的光电传感系统制造工作;长弓公司承担了科曼奇的火控雷达制造工作(这也是长弓阿帕奇之名的由来)。

  最后附一张集成了全任务装备包的科曼奇直升机示意图,图中我最在意的部分就是科曼奇的旋翼系统了,可以看到科曼奇的旋翼与整流罩/机身之间的缝隙相当小,旋翼与机身之间必然会存在显著的气动干扰,这种干扰现象会对刚性旋翼系统的挥舞特性和气动性能带来多大的影响也是我目前的研究方向之一。

  

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