艦載直升機

用於偵察救護的直升機裝備

艦載直升機在海戰中的地位日益突出,直升機裝備水面艦艇是艦艇現代化的一個重要標誌。因此世界各國在競相發展軍用艦船的同時,都在大力發展性能優良的艦載直升機。

簡介


艦載直升機不僅能以多批次的戰鬥群起降於大型航空母艦上,而且也能從中、小型艦艇上起降,掠海飛行,以單機或多機活躍在大洋上空,執行護航、反潛、反艦以及超視距引導等作戰任務。它能飛能停,能快能慢,能高能低,前後左右,運用自如,比海上艦艇速度快,比陸上飛機“腿長”,比其它艦載飛機靈活,它的這些作戰優勢,愈來愈引起世界各國海軍的重視。

特點


艦載直升機
艦載直升機
艦載直升機的種類可謂五花八門,用途也非常廣泛,但最令人佩服的是艦載反潛直升機。因為它可隨艦
船到任何海域,能在海面上空懸停,非常適用吊放式聲納探測潛艇。還有,它的速度比艦艇和潛艇快五六倍,能在短時間內探測較大的海域,而且機動性能好、反應快、能在潛艇上空實施突然性攻擊,本身又不易被潛艇發現和攻擊。另外,艦載直升機還可安裝前視紅外系統,從而增強了夜間反潛、反艦能力。
艦載反潛直升機與固定翼反潛飛機相比,雖存在速度低、航程短、載重量小的短處,但由於他具有獨特的機動飛行能力,便於在水面艦艇上搭載,能藉助艦艇的續航力,擴大作戰半徑,發揮反潛效能,因此成為航空反潛的重要組成部分。

反潛

反潛直升機通過機載搜潛設備,對水下目標進行搜索、探測、跟蹤、識別及定位,利用機載攻潛武器對探測到的目標實施攻擊。目前,艦載直升機已經成為水面艦船反潛的重要裝備。它隨艦船行駛到中、遠海域,由艦船上起飛執行反潛任務,這樣既可以發揮直升機反潛攻防兼備、機動靈活的特點,又可以解決直升機航程受限的問題,是現代反潛戰的重要發展方向。
反潛直升機經歷了一個由單一搜潛功能到搜潛/攻潛/反艦綜合功能,再到多任務能力的發展過程。
20世紀50年代中期以前,反潛直升機仍處於探索與試驗階段,尚未獲得廣泛的實戰應用。這一時期的反潛直升機採用的都是功率小的活塞式發動機,只載有有限的搜潛設備,基本上不攜帶攻潛武器,只能完成簡單的搜潛任務。到了20世紀60年代,反潛直升機開始採用較大功率的渦軸發動機,其性能有了較大改善,既可攜帶各種搜潛設備,又可攜帶一定的攻潛武器,成為搜潛/攻潛功能相結合的平台。如西科斯基公司的SH-3“海王”,前蘇聯卡莫夫直升機設計局的卡-25“激素”以及法國宇航公司的SA-3216“超黃蜂”等。20世紀70年代。隨著SH-2“海妖”和SH-60“海鷹”的問世,特別是美國海軍實施的“輕型空中多任務系統”計劃,反潛直升機開始向機艦綜合的多任務能力方向發展。卡-25
目前,搜潛反潛仍是艦載直升機的最主要的任務,使用的搜潛設備主要有吊放聲納及聲納浮標、對海搜索雷達、磁探儀等。
自20世紀50年代反潛直升機首次採用AN/AQS-1型吊放聲納以來,搜潛設備有了較大發展,先後出現了近40種機載吊放聲納。到了20世紀60年代,特別是20世紀70年代以後。聲納浮標獲得廣泛應用。現在的反潛直升機通常是將吊放聲納和聲納浮標兩種聲納結合使用,以彌補各自的不足。
反潛雷達能從2400m高度探測到30km範圍內的浮出水面的潛艇;吊放式聲吶能發現半徑10km範圍內的潛航潛艇;直升機後部懸掛的磁探測儀則可確定500m範圍內的水下潛艇。中型艦載直升機在執行典型的反潛任務時,最長飛行時間可達4h以上,能在距離起飛艦船100km的可疑目標區域內,進行長達3h的搜潛攻擊巡邏飛行。

反艦

艦載直升機
艦載直升機
艦載直升機也是攻擊水面艦艇的有力武器。在反艦作戰中,它除攜帶反艦導彈攻擊敵艦艇外,還擔負對
己方艦艇反向的遠程反艦導彈進行中繼制導,以攻擊超視距的敵艦艇,還可防衛己方載艦免受敵反艦導彈攻擊等任務。
艦載直升機反艦作戰速度比水面艦艇航速快,機動性好,攻擊和防禦均佔主動地位。它可在水面艦艇探測儀的作用距離和武器射程之外進行超視距搜索,用空艦導彈或火箭對敵艦艇實施突然攻擊。它既能為載艦發射導彈進行中繼制導,延長水面艦艇的武器射程和提高攻擊的精度,又能為載艦提供預警或進行電子干擾,以保護艦艇編隊不易受敵艦的攻擊。艦載直升機安裝上前視紅外系統,探測和識別目標的距離會比夜視儀或低照度電視要遠得多,可大大增強夜間反艦能力。

空中預警

近年來,各國海軍力量的迅速發展,現代艦艇與攻擊飛機速度不斷提高,在現代海戰中,攻擊性武器射程更遠、速度更快。實現對來襲目標的早期預警已經成為艦艇編隊防空作戰的一個關鍵問題。
超視距導彈攻擊是現代海戰的一個特點,只靠艦載觀察設備難以滿足對來襲目標預警的需要。主要原因有兩點:
①使用艦載遠程雷達時,由於遠程對空搜索雷達的雷達波束較寬,海面的反射作用會使雷達天線波束產生分裂和上翹,從而產生雷達低空盲區。
②由於地球曲率的影響,無論在使用對空還是對海雷達都會產生盲區。雷達發現目標的距離等於幾何直視距離,這對防禦方是非常不利的。
因此,當岸基、空基探測設備不能提供有效的預警保障時,使用艦載直升機對空中目標特別是中、低空目標的偵察與預警就顯得尤為重要。與艦載偵察預警雷達相比,艦載直升機具有探測距離遠、對低空目標探測能力強、機動靈活的特點,且懸停滯空能力好、機動性強且成本低。對於沒有專用預警機保障且對空預警能力較弱的海上艦艇編隊來說,艦載直升機預警是一種有效的編隊低空預警手段,在一定程度上它能夠滿足編隊對低空目標防禦的要求。
1982年4月,英阿戰爭爆發。戰爭期間,阿根廷利用兩架攜帶“飛魚”導彈的“超軍旗”戰鬥機實施掠海超低空飛行避過了英國“謝菲爾德”號導彈驅逐艦的雷達搜索,並一舉將其擊沉。為避免類似事件再次發生,英國將“搜水”雷達裝在“海王”直升機上,將其改裝成了預警直升機,從而開創了現代艦載預警直升機作戰的先河。“謝菲爾德”號導彈驅逐艦
前蘇聯海軍吸取了英國在馬島戰爭的慘痛教訓和英國改裝“海王”預警直升機成功的經驗之後,把卡-27反潛直升機加裝雷達改裝成預警直升機,編號為卡-31。卡-31機身下裝有俄羅斯無線電工程研究所生產的E-80IE預警雷達系統。雷達系統對直升機飛行高度以下的空中目標和水面目標進行探測,獲得有關數據,進行計算並自動傳輸到指揮中心。它對空中目標的最大警戒半徑是100~150km,對水面目標的最大警戒半徑是250km,最多可同時跟蹤20個目標。在3500m高度以100~150km/h的速度飛行,最大續航時間2. 5h。
美國最新研製了預警型“魚鷹”傾轉旋翼機。既具有固定翼飛機的高速度、遠航程特點,又具有直升機的垂直起落和懸停特點。
艦載空中預警直升機可按水面艦艇編隊指揮員的作戰意圖,在指定位置、按指定速度、指定時間飛行並使用雷達等電子戰設備,對艦艦導彈的制導功能也更強大。直升機還可懸停在空中進行長時間的數據傳輸、目標指示和信息控制,而且在操作上比固定翼預警機簡單、可靠、靈活。即使是只有一艘導彈護衛艦出擊,艦長也可以藉助艦載直升機對敵方水面艦艇編隊展開遠程精確攻擊,這也是各國海軍積極發展艦載預警直升機的主要原因之一。

電子對抗

隨著導彈和制導技術的發展以及海戰場電磁環境的日趨複雜,海戰中艦載直升機擔負的任務也越來越重要。各國海軍正在對現有艦載直升機加裝電子戰設備,並努力發展新型艦載電子戰直升機,如:美國EH-60A通信電子戰直升機,俄羅斯米-17P電子戰直升機等。目前,海軍艦艇上使用的一般是以反潛為主的多用途艦載直升機,但大都裝備有完善的通訊、導航、定位及目標指示系統,具備部分電子戰功能。由於直升機有效載荷較小,難以攜帶大功率干擾裝備,其電子戰能力主要表現在以下兩個方面,即:目標指示時的干擾能力以及干擾“人在迴路中”末制導方式反艦導彈。

登陸

由於艦載直升機在現代戰爭中廣泛應用,登陸作戰也就成為艦載直升機大顯身手的好時機,它的特點是行動迅速,隱蔽突然,機動靈活。
尤其是,海軍在登陸、登島作戰時,以往通常用登陸艦艇運載登陸部隊和武器彈藥等物資,如遇到海上交通線、港口被敵方封鎖,登陸艦艇就難以通過。而啟用艦載直升機就能將兵力和作戰物資迅速跨越敵封鎖區,空運到敵後方機降登陸。因此,艦載直升機這一獨特的飛行能力,使其成為登陸作戰的重要運輸工具。

實戰運用


1982年的英阿馬島戰爭中,英阿雙方多次進行登陸和反登陸作戰,英軍雖遠離本土,補給線長,地理位置處於劣勢,但充分發揮了艦載直升機的作用,出動了大量的艦載直升機登陸作戰,在聖卡洛斯港順利登陸,僅4個小時就空運了全副武裝士兵4000多人,半天之內就建立了灘頭陣地,一舉取得了作戰的勝利。
馬島戰爭中,英國海軍特混艦隊防潛警戒和反潛任務主要由“海王”和“山貓”艦載直升機擔任。英海軍“安特里母”號驅逐艦上兩架“山貓”直升機,在距南喬治島4海里的得里特維肯港附近水面,發現阿根廷“聖菲”號潛艇,發射A S-12導彈和深水炸彈將其擊沉。這一戰例,很好地顯示了艦載直升機的反潛威力。
現代海戰表明,在掌握制空權的情況下,以艦載直升機攻擊敵小型艦艇已成為現代海戰的一種重要方式,即艦載直升機已成為多種海上小型艦艇的“剋星”。

歷史發展


艦載直升機
艦載直升機
隨著現代海戰向立體化、多層次發展,各國海軍迫切需要掌握海上制空權,維護海洋權益,保障領海安
全。由於艦載直升機在海上擔負偵察救護、反潛反艦、兩棲突擊、空中預警以及電子戰、水雷戰等多種使命,因此,世界各國在競相發展航空母艦和其它艦艇的同時,也在大力發展性能優良的艦載直升機。
中國海軍現役的卡-28艦載直升機
中國海軍現役的卡-28艦載直升機
中國目前已訂購第三批俄羅斯卡-28/31海軍直升飛機(9架)。中國的第一批訂單始於1998年,當時訂購了5架卡-28和3架卡-31直升飛機。在首批訂單交付完成幾年後,中國又相繼訂購9架卡-28和9架卡-31,已於2009年開始運抵中國。
卡-28型直升機於1982年服役,裝備在蘇維埃(前蘇聯)海軍部隊。重12噸的卡-28是一款反潛艇直升機,而卡-31則裝配了大型雷達(安裝在直升機底部),可以充當預警雷達直升機。卡-28/31擁有205公里/小時的巡航速度,最高時速達到270公里/小時,兩款機型的突擊作戰時間平均為3-4小時,各自都有4噸的有效載荷(裝配武器和其他電子系統)。卡-28和三架Ka-31是配置精良的卡27的出口版,

卡28技術特點


動力裝置

該機的動力裝置為2台TV3-117VMA渦輪軸發動機,單台功率1640.5千瓦。當其中一台發動機發生故障時,另一台以較大的應急功率來補足有效動力。

巡航數據

卡-28全重12000公斤,最大飛行速度270公里/小時,巡航速度250公里/小時,懸停高度5000米,航程800公里,戰術半徑200公里,續航力2小時(搜索攻擊型)或2.5小時(搜索型),乘員3人。

巡航裝備

卡-28直升機裝有1枚自導的魚雷,1枚火箭助推魚雷,10枚PLAB250-120航彈,2枚OMAB航彈,主要用於艦隊的反潛戰。該直升機可由各級艦船搭載,利用其航空電子設備和自動控制系統探測到深潛的先進潛艇和水上目標,並將目標數據傳送給陸上指揮所,同時飛向指定點由飛行員選用機載武器攻擊目標。
卡-28的出口型是在卡-27的基礎上發展而來的。它與後者的主要區別是機載設備、敵我識別系統不同,並具有較大的載油量(4470升)
為俄羅斯海軍所擁有。俄海軍直升飛機在完美度、可靠性和名氣等方面不如西方直升機,但卡-27型直升機極低,同樣也能完成任務。
從上世紀90年代起,中國海軍開始採購各種先進飛機、潛艇和水面艦艇,以及先進的現代化武器、感測器和戰鬥系統。現在,海軍航空兵的任務已經涵蓋海上巡邏、反潛戰(ASW)、海上攻擊、後勤支持甚至空中預警等各種內容。
中國海軍目前配備有三款直升機:Z-9C、Z-8及俄制卡-28 Helix直升機。Z-9C直升機也可裝備水面搜索雷達,探測超出艦載雷達覆蓋範圍的水面戰艦,能夠利用ET-52雷達向水面戰艦發起攻擊。Z-9C直升機是中國在法國授權下生產的AS-365N2“海豚”複製機型,儘管早期型號是由進口零件組裝而成,但到上世紀90年代的時候,Z-9C直升機已有70%以上零部件由中國生產。目前,航空兵擁有10架Z-9C直升機。
儘管Z-9C直升機仍然是航空兵的主要直升機機型,但俄制卡-28 Helix直升機也得到廣泛應用,是海軍索馬利亞反海盜部署中的主要艦載直升機機型。中國是在向俄羅斯採購“現代”級驅逐艦時獲得的“Helix”直升機。雖然該款直升機速度不及Z-9C,但其荷載量卻是後者的兩倍。航空兵現有的8架卡-28直升機,配備在“現代”及“旅洋”級驅逐艦上,執行反潛戰及搜救任務。
Z-8直升機是中國在法國許可下生產的SA-321Frelon直升機複製機型。Z-8是一種中型運輸直升機,主要負責執行運兵、反潛戰、掃雷及布雷等任務。與KA-28及Z-9C相比,Z-8直升機體型明顯較大,因此也提供了較大的貨運能力,但同樣也限制了這款直升機的戰鬥力。

設計特殊要求


艦載直升機是以艦船為基地,主要在海上活動,其使用環境與陸用直升機有明顯不同,因此艦載直升機有一些特殊的技術要求。
發動機功率大,操縱性和機動性良好
艦上起降甲板周圍建築物會產生擾動氣流區,為克服擾動氣流區對飛行的影響,直升機必須其有大的功率和升力儲備,以及良好的操縱性和機動性。
尾部開有裝載跳板/門
為了便於裝卸貨物或士兵快速離機,一般尾部開有裝載跳板/門。
防冰除冰
由於艦載直升機在海洋環境下使用。防冰除冰是必須要解決的問題。艦載直升機大都採用電熱除冰裝置,正向輕質、低功耗和抗電磁干擾的方向發展。
旋翼和尾斜梁要能摺疊
艦艇的飛行甲板和機庫尺寸有限,直升機在艦船上搭載受到很大限制。為了能夠在窄小的機庫內容納多架直升機,艦載直升機多採用可摺疊的旋翼和尾斜梁。目前服役或正在改進改型的艦載直升機大都採用電動旋翼和尾斜梁摺疊技術。
機身採用水密結構
為了便於水上降落,機身一般都是水密結構,並大都可選裝浮筒或漂浮裝置。而且艦船受海上涌浪的影響,經常處於搖擺、升降起伏狀態,直升機著艦時容易出現側滑或翻倒。為提高直升機在高海況下著艦的安全,大都採用助降裝置。
綜合保障技術
艦載直升機需要在氣象條件變化無常的海洋環境中飛行,經常在面積狹小、搖擺不定的艦船甲板上起降,又要完成各種複雜的海上作業,危及其安全性的因素很多,而艦載直升機的起降、停放、牽引是影響其安全的三個要素。這也成為艦載直升機綜合保障系統所要考慮的重點問題所在。
艦載直升機動態時接飛行試驗技術
自從使用艦載直升機以來,由於艦載直升機使用環境的特點,引起了陸基直升機沒有遇到的附加難題。這些特點包括:艦的運動;艦的上部結構產生的尾流;飛行甲板有限的降落面積,尤其是搭乘直升機的小型艦船。為了評估直升機在特定級別的艦上的使用能力,確定與這種使用環境有關的各種限制,大多數國家都制定並執行了艦載直升機飛行試驗計劃,並稱之為動態對接試驗。除了確定和量化各種艦載飛行條件下直升機的使用能力外,動態對接試驗還需評估艦上航空設備和程序的適用性和安全性。影響艦載直升機安全使用的因素很多,包括飛行甲板的大小、形狀、位置和標記,與艦上部結構的遠近,不可預測的艦運動和擾動尾流。此外、艦上或周圍的照明、飛控系統性能下降、基本直升機飛行特性較差等情況,也進一步增大了艦上使用的難度。因此,動態對接試驗要求系統地消除和確定這些潛在不利因素的影響及其複雜的相互關係,並給出直升機艦上使用包線。除了發展艦上使用包線,動態對接試驗還評估和提供艦上相容性資料,評估艦上尾流、廢氣和電磁干擾等對艦載直升機使用的影響,評估艦上目視降落輔助裝里、照明及飛行甲板標記的適用性。
嚴防“艦面共振”現象
海上艦船受風浪和主機振動的影響,船體也會發生搖晃和振動。當直升機在艦船上試車、起降時。艦船的振動頻率比陸地上更容易與直升機振動頻率相等或接近,從而發生“艦面共振”,帶來極大的安全隱患。