1. 什麼是動車組用膠囊
動車組用膠囊是一種用於高速動車組間減阻裝置上的橡膠膠囊材料,其特徵在於:以三元乙丙橡膠板為底材,在所述三元乙丙橡膠板敏乎的表面噴塗有改性聚氨酯油漆層。本發明還公開這種橡膠膠囊材料的制備方此埋法。本發明產品利用新的工藝方法在三元乙丙橡膠板上噴塗改性聚氨酯漆,制備成的橡膠膠囊材料的抗擠壓、抗擊森拿螞打、抗老化以及抗紫外線能力得到了很大的提升。經過試驗驗證,本發明材料制備的橡膠膠囊在通過小曲線半徑,飛速顆粒擊打以及紫外線的照射下仍能較好的保持其綜合性能,大大提高了橡膠膠囊的壽命。
2. 機械動力學的理論及應用
1.分子機械動力學的研究:作為納米科技的一個分支,分子機械和分子器件的研究工作受到普遍關注。如何針對納機電系統(NEMS)器件建立科學適用的力學模型,成為解決納米尺度動力學問題的瓶頸。分子機械是極其重要的一類NEMS器件.分為天然的與人工的兩類。人工分子機械是通過對原子的人為操縱,合成、製造出具有能量轉化機制或運動傳遞機制的納米級的生物機械裝置。由於分子機械具有高效節能、環保無噪、原料易得、承載能力大、速度高等特點,加之具有納米尺度,故在國防、航天、航空、醫學、電子等領域具有十分重要的應用前景,因而受到各發達國家的高度重視。已經成功研製出多種分子機械,如分子馬達、分子齒輪、分子軸承等。但在分子機械實現其工程化與規模化的過程中, 由於理論研究水平的制約,使分子機械的研究工作受到了進一步得制約。 分子機械動力學研究的關鍵是建立科學合理的力學模型。分子機械動力學採用的力學模型有兩類,第一類是建立在量子力學、分子力學以及波函數理論基礎上的離散原子作用模型。在該模型中,依據分子機械的初始構象,將分子機械繫統離散為大量相互作用的原子,每個原子擁有質量,所處的位置用幾何點表示。通過引入鍵長伸縮能,鍵角彎曲能,鍵的二面角扭轉能,以及非鍵作用能等,形成機械的勢能面,使系統總勢能最小的構象即為分子機械的穩定構象。採用分子力學和分子動力學等方法,對分子機械的動態構象與運動規律進行計算。從理論上講,該模型可以獲得分子機械每個時刻精確的動力學性能,但計算T作量十分龐大,特別是當原子數目較大時,其計算工作量是無法承受的。第二類模型為連續介質力學模型。該模型將分子機械視為桁架結構,原子為桁架的節點,化學鍵為連接節點的桿件,然後採用結構力學中的有限元方法進行動力學分析。該模型雖然克服了第一類模型計算量龐大的缺陷,但無法描述各原子中電子的運動狀態,故沒有考慮分子機械的光、電驅動效應和量子力學特性.所以在此模型上難以對分子機械實施運動控制研究。有學者提出將量子力學中的波函數、結構力學中的能量函數以及機構學中的運動副等理論結合,建立分子機械動力學分析的體鉸群模型。在該模型中,將分子機械中的驅動光子、電子、離子等直接作用的原子以及直接構成運動副的原子稱為體,聯接體的力場稱為鉸,具有確切構象的體鉸組合稱為群。將群視為相對運動與形變運動相結合的桿件.用群間相對位置的變化反應分子的機械運動,而群的形變運動反映分子構象的變化,藉助坐標凝聚對群進行低維描述。該模型的核心思想來自於一般力學中的子結構理論和模態綜合技術。
2.往復機械的動力學分析及減振的研究:機械產生振動的原因,大致分為兩種,一種是機械本身工作時力和力矩的不平衡引起的振動,另一種是由於外力或力矩作用於機架上而引起機械的振動。下面只研究機械本身由於力和力矩的不平衡而引起的振動問題。往復機械包含有大質量的活塞、聯桿等組成的曲柄-活塞機構,這些大質量構件在高速周期性運動時產生的不平衡力和氣缸內的燃氣壓力或蒸氣壓力的周期性變化構成了機器本身和基礎的振動。這樣產生的振動通過機架傳給基礎。此振動只要採用適當的方法克服不平衡力這一因素,便可減小振動。然而由曲柄軸的轉動力矩使機架產生的反力而引起的振動將是最難解決的問題。 通過一系列的動力學分析,將產生新的減小振動的思路,即想法將往復機械工作時產生的慣性力和力矩的不平衡性,盡量在發動機內部加以平衡解決,使其不傳給機架。以往解決平衡的辦法是在曲柄軸中心線另一側加上適當配重即可平衡,對多缸發動機雖然也可按同樣辦法來處理,但比較麻煩,且發動機結構笨大。由曲柄-活塞動力學分析可知,若作用於往復機械的力之總和等於零(靜平衡條件)和上述作用力對任意點的力矩之總和等於零(動平衡條件),則作用於往復機械的力和力矩就完全平衡。從理論分析上是可行的,在實際應用上也是可以實現的,即對於多缸發動機的平衡,只要合理安排曲柄角位置和適當選擇曲柄、連桿、活 塞構件的質量,則可完全滿足關於轉動質量的兩個平衡條件,因而可達到減小整機振動的目的。
3.機械繫統的碰撞振動與控制的研究:機械繫統內部或邊界間隙引起的碰撞振動是機械動力學的研究熱點之一。該領域研究成果有:
(1)碰撞振動的間斷和連續分析,包括穩定性分析、奇異性問題、擦邊誘發分叉、非線性模態等研究; (2)碰撞振動控制,特別是不連續系統的控制方法和控制混沌碰撞振動;
(3)碰撞振動分析的數值方法;
(4)碰撞振動實驗研究。 在穩態運行環境下,機械繫統內部或邊界上的間隙通常使系統產生碰撞振動, 即零部件間或零部件與邊界間的往復碰撞。這會造成有害的動應力、表面磨損和高頻雜訊,嚴重影響產品的質量。在當代高技術的機電系統中,碰撞振動有時會成為影響系統性能的主要因素。
例如:
(1)在由機器人完成的柔順插入裝配中,為避免軸、孔對中誤差而引起卡阻,需要同時控制操作器的位置和它與環境間的作用力。這類柔順操作器的關鍵部分由彈性元件、應變測量模塊及力反饋電路組成,通過控制彈性元件的變形, 產生對負載變化非常敏感的控制力。操作器研製的難點之一是,傳動誤差擾動經過間隙環節後成為極復雜的運動,對高靈敏度操作器的動力學特性產生影響。
(2)大型航天器中許多大柔性結構(如空間站的天線、太陽能電池帆板)需要在太空軌道裝配或自動展開,為此,在關節(或套筒)中留有一定間隙。雖然這些間隙與結構尺寸相比很小,但因關節數目很多而使整個結構呈明顯的松動,其振動特性變得非常復雜。另外,這類結構往往還受主動控制, 間隙顯著增加了控制的難度。 因此,深入研究間隙引起的碰撞振動,才能在高技術機電系統的設計階段把握其動力學特性,避免後繼階段的大挫折。由於碰撞振動系統是復雜的非線性動力學系統,對它的研究既有理論難度又有重要工程實際意義,得到普遍關注。
4.流體動力學在流體機械領域中的應用:空氣、水、油等易於流動的物質被統稱為流體。在力的作用下,流體的流動可引起能量的傳遞、轉換和物質的傳送。利用流體進行力的傳遞、進行功和能的轉換的機械,被稱為流體機械。流體力學就是一門研究流體流動規律,以及流體與固體相互作用的一門學科,研究的范圍涉及到風扇的設計,發動機內氣體的流動以及車輛外形的減阻設計,水利機械的工作原理,輸油管道的鋪設,供水系統的設計,乃至航海、航空和航天等領域內動力系統和外形的設計等。計算流體動力學(CFD),就是建立在經典流體動力學與數值計算方法基礎之上的一門新型學科。CFD 應用計算流體力學理論與方法,利用具有超強數值運算能力的計算機,編制計算機運行程序,數值求解滿足不同種類流體的流動和傳熱規律的質量守恆、動量守恆和能量守恆三大守恆規律,及附加的各種模型方程所組成的非線性偏微分方程組,得到確定邊界條件下的數值解。CFD 兼有理論性和實踐性的雙重特點,為現代科學中許多復雜流動與傳熱問題提供了有效的解決方法。
5.轉子動力學理論與機械故障診斷技術:以風力發電機組、水力發電機組等大型能源裝備、航天器、航空發動機、汽車等機械繫統為研究對象,進行轉子動力學、機械故障診斷、振動主動控制等方面的研究。對帶有旋轉機械中常見的動靜件碰摩、部件松動、轉軸裂紋等故障的轉子系統的非線性動力學行為進行理論與實驗研究,發展了轉子軸承系統非線性動力學理論。開展了動靜件碰摩、轉軸裂紋等旋轉機械常見故障的診斷與定位,非線性系統在線辨識技術、神經網路、專家系統、小波分析等方法的研究,在國際上較早地和較系統、全面地分析了旋轉機械常見故障的動力學機理,所開發的水輪發電機組和汽輪發電機組狀態監測和故障診斷系統已安裝在大量的機組上,為電力行業的安全生產做出了貢獻。
6.航天器動力學及智能結構技術:為了解決對含間隙展開與分離機構的全局(解鎖-展開-鎖定)動力學預測模擬的難題,引入單邊約束和變拓撲結構理論,研究了含間隙展開機構多體動力學建模方法,基於ADAMS軟體平台編制了衛星-火箭分離動力學模擬模擬系統和太陽電池陣動力學模擬模擬系統,該項技術已用於星箭解鎖分離、戰略導彈級間段分離、大型整流罩解鎖-拋離、空間站伸展機構展開-鎖定等的全局預測模擬模擬。探索研究了智能材料結構機構設計理論與方法,主要解決智能元件和典型智能機構設計與分析問題。設計了一種具有感知和驅動功能的壓電主動桿;研究了典型智能材料元件(壓電雙晶片、SMA差動彈簧驅動器、主動桿等)的機電耦合特性;研製了3種智能材料元件驅動的組合式機構:壓電驅動的微動機器人、SMA驅動的柔性手爪和壓電雙晶片驅動的步進轉動機構;進行了採用智能材料實現飛行器的變構型研究。
3. 為什麼有的炸彈被空投後還有降落傘
一些細心的人會發現,現代戰斗機在剛剛投下炸彈的時候,炸彈的尾部會出現一個較小的降落傘,這個降落傘在炸彈降落一段距離後就會消失。關於這個降落傘的用途,一些人認為這是飛機在低空投彈的時候為了防止被炸彈的沖擊波誤傷,專門用降落傘來減緩炸彈的下降速度。這個說法並不錯誤,但也不完全正確。在低空投擲高爆炸彈和投擲核彈的時候,降落傘的確起到了延緩爆炸時間的作用,但是在高空投彈和投擲威力較小的戰術炸彈的時候,炸彈上的降落傘就不再起到延緩爆炸時間的作用。
低阻炸彈的優點是在飛行的過程中不會給飛機造成太大的阻力,缺點是投彈的時候不容易控制,很可能會偏離目標。為了更好的控制低阻炸彈,人們在設計低阻炸彈的時候都會在炸彈的尾部加裝一個減阻裝置,這個裝置一般就是我們常見的小型降落傘。這個小型降落傘的作用主要有兩個,一個是防止低阻炸彈偏離目標,另一個是保證低阻炸彈的爆炸引擎能夠正對地面。
低阻炸彈的爆炸引擎一般設計在彈頭上,由於低阻炸彈在空中容易失控,如果不加以控制,低阻炸彈很可能會橫向落地或者反向落地,這樣低阻炸彈就有可能不爆炸。而加裝降落傘可以保證炸彈的彈頭朝下,在落地的時候准確無誤的擊中目標,並且發生爆炸。現代炸彈在降落傘的使用上非常的靈活,有的炸彈在剛剛投彈的時候打開降落傘,降落一段距離後炸彈尾部的火焰會自動燒毀降落傘,在調節角度的同時,還能保證炸彈的降落速度。
4. 法國追風級輕型護衛艦有哪些技術特點
先進設計引領潮流
面對目前國際輕護艦市場的激烈競爭,DCNS的新產品除了在設計思想上必須超前外,價格上也要有一定優勢。但俗話說,「好貨不便宜,便宜無好貨」,為此,必須在性能與價格的「博弈」中找到最佳的平衡點,而這正是法國人設計追風級輕護艦的核心理念。該級艦廣泛採用了拉斐特級護衛艦的成熟技術,但在總體設計上仍不乏創新。
隱身瀕海艦
該級艦的艦體設計簡潔緊湊,其上層建築與拉斐特級護衛艦有些類似,都採用側壁內傾和干舷部外傾設計,消除了所有露天的兩面角和三面角,以避免敵方雷達入射波反射。由於採用單個封閉式綜合桅桿,減少了上層建築上的各種電子設備布置,使得整個上層建築簡潔而有序。
該級艦的艦橋巧妙的與上層建築相融合,使之成為360度全景艦橋,在艦橋前部是隱匿在主甲板下的導彈垂直發射系統以及位於艦艇首部的艦炮。在艦首甲板上也沒有明顯的錨鏈機械設備。該級艦還同時在前後甲板採用了封閉設計,放置無人潛航器或無人水面艇的艙室入口均遮以反射網,導彈則布置在甲板下方。另外,在艦艇尾部還配備有直升機甲板。
為降低紅外信號,追風級取消了傳統的煙囪,而是用海水先將發動機排出的廢氣冷卻,然後通過水線以下排放口排出,相較於拉菲特級採用不易產生紅外輻射的玻璃鋼來製造煙囪,再塗以一種低輻射塗料的方法,追風級「不僅治標、更要治本」的措施顯然效果更好。此外,該級艦的前、後發動機以及柴油發電機產生的廢氣,首先將由海水注入系統進行冷卻,然後再從水線或者水線以下排放。
其中後發動機的廢氣經冷卻後將被導入中央助推器,從而避免了推進系統產生的煙霧排向直升機甲板。追風級還利用彈性材料將艦殼與主發動機、柴油發電機及大多數雜訊設備相隔離;精心布置管道與電纜,盡可能避免機械設備的振動傳至艦殼;必要時採用柔性液壓管道;優化艦艇外形設計,從而將航行時的雜訊降到了最低限度。由於瀕海作戰將不可避免的遇到敵方水雷的攔截,因此該級艦安裝有M、L和A型三種消磁環以降低磁信號。
多任務武器系統
追風級設計上的一大創新是傾斜封閉式導彈發射裝置。到目前為止,包括拉斐特級在內的大部分護衛艦反艦導彈發射裝置都是採用傾斜20度固定發射架。這種布置方式的最大缺點是增加了整個艦艇的雷達信號特徵。與拉斐特級的「飛魚」導彈發射裝置布置在上層建築的中部不同,追風級的反艦導彈發射系統布置在上層建築前側,並且可水平放置在甲板下。當需要發射反艦導彈時,發射裝置可以抬升一定角度發射。這種設計不僅有效降低了艦艇的雷達信號特徵,也使得發射裝置可在波濤洶涌的海上得到很好的保護。
作為輕型護衛艦,追風級選擇了中口徑的奧托-梅萊拉76毫米或博福斯57毫米艦炮系統,用於瀕海支援、反水面或防空作戰;此外,該級艦還安裝有30毫米防空速射炮。這種武器搭配模式充分保證了其作為輕型瀕海艦艇的任務彈性。三種型號的追風級均可配備16枚馬特拉MBDA海軍型「米卡」導彈。其中,170和200型採用DCNS的「席瓦爾」垂直發射系統,用於發射射程更遠的「紫菀」15艦空導彈。此外,200型還可使用增程型「海麻雀」艦空導彈,但需要在艦橋前部和後部分別安裝I/J波段火控照射雷達。
近海作戰將面臨十分復雜的水下環境。為此,追風級護衛艦安裝了避雷聲吶,該聲吶採用了可伸縮設計,必要時還可提供獨立的導航功能。魚雷探測系統是一種候選的自衛手段,一旦選用,誘餌發射器將配用聲誘餌彈。200型追風配有變深聲吶和2具三管魚雷發射裝置,提供了較完善的反潛能力。
綜合封閉式桅桿與電子設備
追風級設計上的最大的特點就是淘汰了拉斐特級前後桅的傳統設計,代之以一個先進的綜合封閉式桅桿,這種單桅設計的主要優點是省出了大量上層建築空間,既有利於隱身,也為在不大的艦體上安裝更全面的武器系統提供了方便。拉斐特級在前桅上安裝有紅外探測器、衛星通信、雷達偵察等設備,在後桅桿上安裝了「海虎」MK2對空/海警戒雷達。
這種設計的主要目的是避免設備之間電子信號的相互干擾。現在DCNS已經成功解決了電磁兼容問題。新型桅桿的結構分為上下兩部分。下半部分是可承受一定重量的圓錐形雷達罩,其內容納了一部C波段對空監視和目標指示雷達。由於圓錐形雷達罩的獨特設計,不僅有效保護了雷達免受海上環境的侵蝕,也使C波段雷達真正實現了360度旋轉探測,不留下探測盲區。
同時,傾斜式圓錐面減少了雷達信號反射特徵,提高了艦艇隱身性能。為支撐整個上半部桅桿的重量和運動感應載荷,DCNS正在為圓錐形雷達罩開發一種新型復合材料,新材料具有足夠的強度和厚度,還可確保雷達波透過雷達罩後不發生衰減。在桅桿上半部則安裝了電子對抗裝置和高功率寬頻通信天線。
封閉式綜合桅桿中集成了各種功能的雷達電子設備。如導航雷達主要提供導航和水面戰術態勢信息;C波段三坐標雷達則是艦艇在瀕海環境下獲取空中戰術態勢信息的主感測器;電子支援系統作為無源措施,可成為強電磁環境下探測手段的有效補充,或在一般情況下對空中目標提供更好的識別能力。
需要特別指出的是,追風級利用先進的SETIS戰斗管理系統,將上述武器和感測器的功能有效融合在一起,使其戰斗系統具備了高度集成化的特點。SETIS屬於最新一代的艦艇戰斗管理系統,以DCNS的SETIS系統和泰利斯的TAVITAC系統為基礎,並大量引入了多種前沿信息網路技術。
其主要部件包括多功能操控台、大型彩色顯示屏、計算機以及將各種武器和感測器連接起來的專用數據線,這些部件通過DINNA網路完成信息交換。事實上,採用國際標准和互聯網協議的DINNA網不但可以完成一艘艦艇上不同系統之間的信息交換,還可以完成不同艦艇系統之間以及艦艇與外部環境之間的信息交換。
噴水推進
追風級輕護艦可根據用戶的需求選擇多種動力系統。如追風170型要求24000千瓦的功率航速才可以達到30節,它既可採用6台4000千瓦的主機,也可採用4台6000千瓦的主機。鑒於噴水推進技術在瀕海條件下具有便於布局、高速航行時效率高、艦艇吃水淺且機動性高等優點,DCNS在分別考察了使用2個、3個、4個噴水推進器對重量、成本、布局和效率的影響後認為,追風級使用3個噴水推進器最適合,可分別發揮「控制」、「反向」和「助推」功能。
推進系統的各部分分別置於三個艙室中,即噴水推進艙、後主機室和前主機室,追風200型還另設一個專用傳動室。這種設計有助於提高艦艇的生存力,即使某一艙室發生損壞,也不至於令整艦徹底癱瘓。與機艙通常布置在艦艇中後部,而將生活和居住區布置在艦艇前部不同,追風級將所有與推進有關的設備都集中布置在尾部,由於減少了復雜的推進軸系,因此艦內空間大幅增加。
推進系統目前有兩種方案可供選擇。CODAD(全柴推進)方案,也是基本方案,基於三個獨立的驅動系,提供超過30節的航速。位於中央的驅動系由三部分組成:1或2台柴油機,1個傳動箱,1套傳動軸。兩側的驅動系每個也由三部分組成:2台柴油機,1個傳動箱,1套傳動軸。CODAG方案,提供35節航速。這一方案的主要挑戰是如何將燃氣輪機應用於小型艦艇。LM-2500或MT-30等大型燃氣輪機對於該系列來說尺寸偏大,而且這些大功率燃氣輪機排出的廢氣較多,難以完全冷卻。所以,TF-100或ST-40等小型燃氣輪機成為最佳選擇。
在推進終端方面,拉斐特級使用螺旋槳推進方式航速僅為25節。而追風級採用的噴水推進模式可達30節以上,近海作戰時在速度、機動性、吃水等方面更加具有優勢。為了防止噴水推進控制出現故障,艦尾還安裝了一套穩定系統用於操縱艦艇。這套系統由兩對穩定鰭,外加一個減阻裝置組成,可減少艦艇的阻力以及縱搖。這一點與拉斐特級安裝的一套自動化平台穩定系統相似。拉斐特級利用這套系統通過控制舵葉和減搖鰭的組合作用,不僅能控制艦艇的橫搖運動,還可控制艦艇的橫盪和首搖運動。
亮點呈現
通過上面的技術解剖,我們可以發現追風級輕型護衛艦之所以吸引眾多眼球,主要得益於其設計上幾個突出亮點:在布局方面,它將整個推進系統布置在艦艇尾部,武器裝備位於艦首,艦艇中後部則為生活和居住區,這是一種頗具人性化的布局,可以確保艦員在進餐、休息或娛樂時免受噪音影響,同時遠離武器和彈葯等危險區。艦橋可提供360度全景觀察,非常方便觀察者監視艦艇周圍動向。精心確定了武器和感測器的位置,在確保艦員安全的前提下,使之獲得最大的覆蓋范圍,且導彈垂直發射系統的縱向位置可最大限度控制導彈發射時噴流泄露的影響。
集成桅桿,現代作戰艦艇往往配備各種先進的感測器,並且其中許多需要有全向工作范圍,如告警接收機和多功能雷達。該艦採用集成桅桿,為所有感測器提供了360度覆蓋范圍。另外,該艦藉助於集成桅桿為電子支援接收機和高功率寬頻通信發射機提供天線罩,有效緩解了電磁干擾問題。
該級艦上層建築部分採用復合材料,尺寸也被有效限制,盡可能地減少了雷達反射截面。綜合採用的聲、光(熱)、電、磁信號抑制手段使其綜合隱身效果領先全球。
除此之外,追風級研製人員的一些細節考慮也讓人贊嘆。如鑒於高速圓舭艦型能在整個航速范圍內提供最佳動力性能,其採用了這種傳統艦型,但為了達到最佳效果,研究人員還是利用計算流體力學對其進行了優化。
再者,為解決動力平衡問題,防止航行阻力增大,該級艦引入了可動擾流板,確保在高航速范圍內實現最佳動力平衡,在巡航速度下減小航行阻力,同時有助於減小縱傾。最後,為增加穩定性,追風級在艦尾設置了穩定系統,該系統包括兩對鰭外加一個鋼制減阻裝置,後者可減少艦艇航行時的阻力和縱傾。
5. 法國追風級輕型護衛艦的技術特點
該級艦的艦體設計簡潔緊湊,其上層建築與拉斐特級護衛艦有些類似,都採用側壁內傾和干舷部外傾設計,消除了所有露天的兩面角和三面角,以避免敵方雷達入射波反射。由於採用單個封閉式綜合桅桿,減少了上層建築上的各種電子設備布置,使得整個上層建築簡潔而有序。該級艦的艦橋巧妙的與上層建築相融合,使之成為360度全景艦橋,在艦橋前部是隱匿在主甲板下的導彈垂直發射系統以及位於艦艇首部的艦炮。在艦首甲板上也沒有明顯的錨鏈機械設備。該級艦還同時在前後甲板採用了封閉設計,放置無人潛航器或無人水面艇的艙室入口均遮以反射網,導彈則布置在甲板下方。另外,在艦艇尾部還配備有直升機甲板。
為降低紅外信號,追風級取消了傳統的煙囪,而是用海水先將發動機排出的廢氣冷卻,然後通過水線以下排放口排出,相較於拉菲特級採用不易產生紅外輻射的玻璃鋼來製造煙囪,再塗以一種低輻射塗料的方法,追風級「不僅治標、更要治本」的措施顯然效果更好。此外,該級艦的前、後發動機以及柴油發電機產生的廢氣,首先將由海水注入系統進行冷卻,然後再從水線或者水線以下排放。其中後發動機的廢氣經冷卻後將被導入中央助推器,從而避免了推進系統產生的煙霧排向直升機甲板。追風級還利用彈性材料將艦殼與主發動機、柴油發電機及大多數雜訊設備相隔離;精心布置管道與電纜,盡可能避免機械設備的振動傳至艦殼;必要時採用柔性液壓管道;優化艦艇外形設計,從而將航行時的雜訊降到了最低限度。由於瀕海作戰將不可避免的遇到敵方水雷的攔截,因此該級艦安裝有M、L和A型三種消磁環以降低磁信號。 追風級設計上的一大創新是傾斜封閉式導彈發射裝置。到目前為止,包括拉斐特級在內的大部分護衛艦反艦導彈發射裝置都是採用傾斜20度固定發射架。這種布置方式的最大缺點是增加了整個艦艇的雷達信號特徵。與拉斐特級的「飛魚」導彈發射裝置布置在上層建築的中部不同,追風級的反艦導彈發射系統布置在上層建築前側,並且可水平放置在甲板下。當需要發射反艦導彈時,發射裝置可以抬升一定角度發射。這種設計不僅有效降低了艦艇的雷達信號特徵,也使得發射裝置可在波濤洶涌的海上得到很好的保護。
作為輕型護衛艦,追風級選擇了中口徑的奧托-梅萊拉76毫米或博福斯57毫米艦炮系統,用於瀕海支援、反水面或防空作戰;此外,該級艦還安裝有30毫米防空速射炮。這種武器搭配模式充分保證了其作為輕型瀕海艦艇的任務彈性。
三種型號的追風級均可配備16枚馬特拉MBDA海軍型「米卡」導彈。其中,170和200型採用DCNS的「席瓦爾」垂直發射系統,用於發射射程更遠的「紫菀」15艦空導彈。此外,200型還可使用增程型「海麻雀」艦空導彈,但需要在艦橋前部和後部分別安裝I/J波段火控照射雷達。
近海作戰將面臨十分復雜的水下環境。為此,追風級護衛艦安裝了避雷聲吶(「追風」200為艇殼反潛聲吶),該聲吶採用了可伸縮設計,必要時還可提供獨立的導航功能。魚雷探測系統是一種候選的自衛手段,一旦選用,誘餌發射器將配用聲誘餌彈。200型追風配有變深聲吶和2具三管魚雷發射裝置,提供了較完善的反潛能力 追風級設計上的最大的特點就是淘汰了拉斐特級前後桅的傳統設計,代之以一個先進的綜合封閉式桅桿,這種單桅設計的主要優點是省出了大量上層建築空間,既有利於隱身,也為在不大的艦體上安裝更全面的武器系統提供了方便。拉斐特級在前桅上安裝有紅外探測器、衛星通信、雷達偵察等設備,在後桅桿上安裝了「海虎」MK2對空/海警戒雷達。這種設計的主要目的是避免設備之間電子信號的相互干擾。現在DCNS已經成功解決了電磁兼容問題。新型桅桿的結構分為上下兩部分。下半部分是可承受一定重量的圓錐形雷達罩,其內容納了一部C波段對空監視和目標指示雷達。由於圓錐形雷達罩的獨特設計,不僅有效保護了雷達免受海上環境的侵蝕,也使C波段雷達真正實現了360度旋轉探測,不留下探測盲區。同時,傾斜式圓錐面減少了雷達信號反射特徵,提高了艦艇隱身性能。為支撐整個上半部桅桿的重量和運動感應載荷,DCNS正在為圓錐形雷達罩開發一種新型復合材料,新材料具有足夠的強度和厚度,還可確保雷達波透過雷達罩後不發生衰減。在桅桿上半部則安裝了電子對抗裝置和高功率寬頻通信天線。
封閉式綜合桅桿中集成了各種功能的雷達電子設備。如導航雷達主要提供導航和水面戰術態勢信息;C波段三坐標雷達則是艦艇在瀕海環境下獲取空中戰術態勢信息的主感測器;電子支援系統作為無源措施,可成為強電磁環境下探測手段的有效補充,或在一般情況下對空中目標提供更好的識別能力。
需要特別指出的是,追風級利用先進的SETIS戰斗管理系統,將上述武器和感測器的功能有效融合在一起,使其戰斗系統具備了高度集成化的特點。SETIS屬於最新一代的艦艇戰斗管理系統,以DCNS的SETIS系統和泰利斯的TAVITAC系統為基礎,並大量引入了多種前沿信息網路技術。其主要部件包括多功能操控台、大型彩色顯示屏、計算機以及將各種武器和感測器連接起來的專用數據線,這些部件通過DINNA網路完成信息交換。事實上,採用國際標准和互聯網協議的DINNA網不但可以完成一艘艦艇上不同系統之間的信息交換,還可以完成不同艦艇系統之間以及艦艇與外部環境之間的信息交換。 追風級輕護艦可根據用戶的需求選擇多種動力系統。如追風170型要求24兆瓦的功率航速才可以達到30節,它既可採用6台4兆瓦的主機,也可採用4台6兆瓦的主機。鑒於噴水推進技術在瀕海條件下具有便於布局、高速航行時效率高、艦艇吃水淺且機動性高等優點,DCNS在分別考察了使用2個、3個、4個噴水推進器對重量、成本、布局和效率的影響後認為,追風級使用3個噴水推進器最適合,可分別發揮「控制」、「反向」和「助推」功能。
推進系統的各部分分別置於三個艙室中,即噴水推進艙、後主機室和前主機室,追風200型還另設一個專用傳動室。這種設計有助於提高艦艇的生存力,即使某一艙室發生損壞,也不至於令整艦徹底癱瘓。與機艙通常布置在艦艇中後部,而將生活和居住區布置在艦艇前部不同,追風級將所有與推進有關的設備都集中布置在尾部,由於減少了復雜的推進軸系,因此艦內空間大幅增加。
推進系統目前有兩種方案可供選擇。一是CODAD(全柴推進)方案,也是基本方案,基於三個獨立的驅動系,提供超過30節的航速。位於中央的驅動系由三部分組成:1或2台柴油機,1個傳動箱,1套傳動軸(驅動控制和反向噴水推進器)。兩側的驅動系每個也由三部分組成:2台柴油機,1個傳動箱,1套傳動軸(驅動助推噴水推進器)。二是CODAG(柴-燃聯合推進)方案,提供35節航速。這一方案的主要挑戰是如何將燃氣輪機應用於小型艦艇。LM-2500或MT-30等大型燃氣輪機對於該系列來說尺寸偏大,而且這些大功率燃氣輪機排出的廢氣較多,難以完全冷卻。所以,TF-100或ST-40等小型燃氣輪機成為最佳選擇。
在推進終端方面,拉斐特級使用螺旋槳推進方式航速僅為25節。而追風級採用的噴水推進模式可達30節以上,近海作戰時在速度、機動性、吃水等方面更加具有優勢。為了防止噴水推進控制出現故障,艦尾還安裝了一套穩定系統用於操縱艦艇。這套系統由兩對穩定鰭,外加一個減阻裝置組成,可減少艦艇的阻力以及縱搖。這一點與拉斐特級安裝的一套自動化平台穩定系統相似。拉斐特級利用這套系統通過控制舵葉和減搖鰭的組合作用,不僅能控制艦艇的橫搖運動,還可控制艦艇的橫盪和首搖運動。 通過上面的技術解剖,我們可以發現追風級輕型護衛艦之所以吸引眾多眼球,主要得益於其設計上幾個突出亮點:
其一是在布局方面。它將整個推進系統布置在艦艇尾部,武器裝備(如主炮、導彈垂直發射系統)位於艦首,艦艇中後部則為生活和居住區,這是一種頗具人性化的布局,可以確保艦員在進餐、休息或娛樂時免受噪音影響,同時遠離武器和彈葯等危險區。艦橋可提供360度全景觀察,非常方便觀察者監視艦艇周圍動向。精心確定了武器和感測器的位置,在確保艦員安全的前提下,使之獲得最大的覆蓋范圍,且導彈垂直發射系統的縱向位置可最大限度控制導彈發射時噴流泄露的影響。
其二就是集成桅桿。現代作戰艦艇往往配備各種先進的感測器,並且其中許多需要有全向工作范圍,如告警接收機和多功能雷達。該艦採用集成桅桿,為所有感測器提供了360度覆蓋范圍。另外,該艦藉助於集成桅桿為電子支援接收機和高功率寬頻通信發射機提供天線罩,有效緩解了電磁干擾問題。
第三,該級艦上層建築部分採用復合材料,尺寸也被有效限制,盡可能地減少了雷達反射截面。綜合採用的聲、光(熱)、電、磁信號抑制手段使其綜合隱身效果領先全球。
除此之外,追風級研製人員的一些細節考慮也讓人贊嘆。如鑒於高速圓舭艦型能在整個航速范圍內提供最佳動力性能,其採用了這種傳統艦型,但為了達到最佳效果,研究人員還是利用計算流體力學對其進行了優化。再者,為解決動力平衡問題,防止航行阻力增大,該級艦引入了可動擾流板,確保在高航速范圍內(20-35節)實現最佳動力平衡,在巡航速度下減小航行阻力,同時有助於減小縱傾。最後,為增加穩定性,追風級在艦尾設置了穩定系統,該系統包括兩對鰭外加一個鋼制減阻裝置,後者可減少艦艇航行時的阻力和縱傾。
6. 阿帕奇武裝直升機的特點是什麼
AH-64是目前攻擊直升機的最終極表現,它的強大火力與重裝甲,使它像是一輛在戰場上空飛行的重坦克。不管白天或黑夜,也不管天氣有多惡劣,它都能夠隨心所欲地找出敵人並摧毀敵人,而且幾乎完全無懼於敵人的任何武器。
詳細介紹
性能就如同「坦克車輛司令部」規范所有新車輛設計的機動性能必須完全一樣,位於密蘇里州聖路易市的「陸軍航空中心」也規定,所有的新直升機設計必須符合某些標准,像機動性、對敵人炮火的防護能力,以及載重量等。例如,AH-64不怕7.62毫米子彈,也抵擋得住12.7毫米(.50口徑)子彈,同時,就算它被對毫米的高爆彈擊中,也還能夠支撐著飛返基地。
機身的設計可以承受20G(地心引力的20倍)的墜毀撞擊,而不會傷到機上人員,而且油箱的設計也可以經得起墜毀的撞擊,同時還會自動封閉。
美軍新型直升機從設計之初就有抑制紅外線訊號的裝置。紅外線導彈是低空飛機的最主要威脅,敵人發射的紅外線導彈彈頭上的尋標器,主要是尋找燃氣渦輪發動機的熱排氣管。想要減少這種導彈尋標器的功效,方法之一是把直升機發動機排出的熱氣和大量的冷空氣混和,把它們排除到機身外,同時隔絕排氣管,如此,導彈才不會「看到」熱金屬。AH-64A阿帕奇的「黑洞」紅外線抑制器在這方面的功能很強。
設備
直升機也需要電子反制器(ECM)才能在現代戰場中生存。電子反制器是一種高度機密且一直在演進中的技術,而這方面的儀器與性能通常都是保密的,但一個典型的「黑盒子」大概包括以下幾種儀器和設備:
(一)雷達警告接收機——用以警告機上人員,使他們知道自己已遭到敵人雷達的追蹤,如此才能採取規避行動。
(二)雷達干擾器——會發出干擾訊號,用來妨礙並干擾敵人的雷達。
(三)干擾絲散布器——會發出一團包覆金屬的雲團,可以強吸射特定的雷達頻率,干擾敵人雷達幕,隱匿真正的目標。
(四)熱焰彈發射器——可以用來「誤導」紅外線導彈。
(五)紅外線干並好擾器——一般來說,這是裝在直升機尾部的一個電子加熱「磚」,可以發射出很強烈的特定波長的紅外線,使敵人導彈彈頭上的敏感尋標器被迷惑而產生困擾。現有的紅外線干擾器的機型是ALQ-144,同時,由於它的外形獨特,使它被取了一個綽號,就叫「迪斯科球」。
以上種種先進的裝備,使得美國直升機成為世界上最好的直升機。這並不是說它銳不可當,而是和越戰時期的美軍直升機比較起來相當堅固。至於載重量方面,東南亞叢林的作戰經驗,已勝得在炎熱氣候下作戰的能力,成為所有新直升機設計的必要條件之一。「4000/95」這個神奇的數字,被用來衡量直升機的性能。這個數字代表一架直升機在標准載重量下,在華氏95度(攝氏35度)氣溫中以95%油門垂直爬升的絕派鉛性能。這種狀況接近最惡劣的發動機狀況(燃氣渦輪在冷空氣中才能產生最大的馬力,在炎熱、潮濕的氣候中,所產生的馬力最少),而且可能在波斯灣和巴拿馬地區遭遇到。如果考慮到全世界動亂地點的地理位置,這種規范是很合理的。
繞著阿帕奇四周走一圈,會產生一種感覺:實際上並沒有人設計這種飛機,而是由一群戴著眼罩的人,用漿糊和膠帶把一些組件組合起來。它的旋轉翼低垂,機身上仰的角度幾乎可說不合理,而且很多部位從這邊或那邊突出。千萬不要因為這些而對阿帕奇產生錯誤的觀念,要知道,阿帕奇是世界上表現最好、最完整的武器系統。
它的機體外殼大部分是鋁合金,發動機外罩是設計來支持維人員的重量的,並被用來當作工作平台。此外,整架飛機被設成可以折疊及包裝起來,以便利用各種空軍運輸機運送。
機上的兩具發動機是GE公司的T-700-GE-701C,每具有1800馬力。它們被接上傳統的主傳動系統,機尾旋翼由一條貫穿機尾的傳動軸帶動。這個機尾旋翼跟所有傳統的單旋翼直升機一樣,是用來制衡主旋翼的旋轉扭力的,以維持正確的飛行姿勢。機前的主旋翼裝在傳動系羨旦統上方,有四個大扇葉,因此,比先前UH-l和AH-1的兩葉旋翼,效果更好。較多的扇葉可以增加直升機的升力,而且可以更平順、更安靜地飛行,但必須有足夠的發動機力量來維持它們的高速飛行,以及要有良好的工程技術設計出一種旋翼頭,可以保持它們的平衡和控制,並且牢牢與機身連結。有些前蘇聯直升機的設計,甚至有五或六葉的旋翼。
事實上,大多數人是在聽到他們所熟悉的直升機聲音,已經從「呼呼聲」改變成低沉的怒吼聲後,才發現,直升機的旋翼已經從兩片變成四片。
編輯本段系統
大部分的航電儀器和其他「黑盒子」都裝置在前機身兩側的減阻裝置里,而這些裝置就成了台階,供人員踏著爬上阿帕奇的駕駛艙內。駕駛艙本身由一塊很厚的透明防彈板分隔成前(供副駕駛兼炮手乘坐)和後(供正駕駛乘坐)。所有的駕駛艙玻璃都是平板設計,這種特殊形狀主要是為了減少太陽光的反射,因為太陽光的反射會暴露出直升機的位置,而讓敵人發現。駕駛艙的裝甲結構可以承受23mm高爆彈的直接命中。AH-64駕駛艙的前後兩部分都裝置標準的飛行操控裝置,以及控制直升機飛行所需的顯示幕,另外,每位機上人員也都有他們自己的儀表,供他們從事特定任務之用。
其中最重要的是馬丁-馬利艾塔(現與洛克希德合並)「目標獲得標定瞄準器」和「飛行員夜視感測系統」(TADS/PNVS),這些都裝置在阿帕奇的機鼻上。「飛行員夜視感測系統」位於阿帕奇炮塔的上方,包括一具熱影像瞄準器(類似艾布拉姆斯和布萊德雷車上所使用的),而這具瞄準器和飛行員的飛行頭盔是同步移動的。這個頭盔是很傑出的設計,可以配合每個機員的頭型加以調整,使他(她)只要轉一下頭,就可以使用直升機的武器和感測器瞄準。
這套系統任何時候都可使用,不管阿帕奇是在惡劣氣候下。在濃霧中、在灰塵中或夜間都可使用。飛行員所看到的景象會顯示在連結於頭盔上的一個小圓形顯示幕上,而這個顯示幕位於右眼前。這個眼前顯示幕也會顯示其他導航與射控資料,讓飛行員隨時可取得在戰場上所需要的各種資訊。
控制板上的其餘儀表也經過特殊設計,因此,即使是在熄燈的狀況下,也不會影響到飛行員的夜視能力。它們大部分都是所謂的「細條狀」顯示器,也就是說,它們是以直線方式顯示各種資訊,但也有一些在汽車儀錶板上可以看得到的圓形儀表。當阿帕奇最初被設計時,駕駛艙內的配置被認為是最先進的。未來一代的阿帕奇(像AH-64D「長弓」阿帕奇機型),將以大型多功能電腦控制電子顯示幕取代目前大部分的儀表。
阿帕奇的主要導航系統是李頓「姿勢-飛行方向參考系統」(AHRS),這個系統目前在大部分陸軍直升機上都已經是標准裝備。這種航向參考系統可以配合ASN-137都卜勒測速系統(這是一種下視雷達,可以感受相對於地面的各種移動)。在幾個小時之內,AHRS就可以從一個固定方位「移轉」到另一個方位,因此,大部分阿帕奇在它的駕駛艙前方都裝有導航衛星「全球定位系統」接收器,讓炮手可以用手鍵人正確的資料。不久之後,將會裝置略作修改的AHRS系統,到那時就可以使AHRS自動接收「全球定位系統」的最新資訊。
在前駕駛艙內,則是阿帕奇武器系統的主要控制系統。雖然前後兩個駕駛艙都可以發射武器,但主要的是副駕駛艙的射手負責阿帕奇的武器瞄準目標,而阿帕奇機上的武器系統都是以裝置於機鼻感測旋塔下方的TADS/PNVS系統進行瞄準的。這套系統包括另一組「前現紅外線」感測器、一個日間電視攝影機、一套直視放大光學系統、一個激光測距儀和一個配合激光制導武器使用的激光目標標定儀。炮手所戴的飛行頭盔上也裝有跟後座正駕駛很相似的瞄準器,有眼前顯示幕,可以顯示目標和相關資料。射手想要對付某個目標時,只需選定合適的武器,把頭盔瞄準器上的「死亡點」對准目標,然後扣下扳機。接下來的工作大部分都由機上的射控系統完成。
任何武器的目的主要是摧毀敵人,而AH-64幾乎可以摧毀它所偵測出來的任何種類的目標。阿帕奇機首下方是一門30毫米M230鏈炮(麥道公司所製造的),這種鏈炮所發射的是一種重量很輕的30毫米炮彈,而不是A-10攻擊機GAU-8機炮所使用的那種重量型25毫米格林機炮。這種炮彈的編號是M789,有著很小的錐形裝葯彈頭,可以射穿幾公分厚的裝甲。這表示,它可以從上方或後上方摧毀一輛坦克,而且幾乎可以摧毀目前使用中的任何種類的裝甲人員運輸車,或是戰斗車輛(也許只有布萊德雷戰斗車和英國的「戰士」戰斗車例外)。M789炮彈也有人員殺傷破片彈,對於暴露在炮火下的敵人地面部隊最有效果。這門M230鏈炮的裝填器可以裝填1200發炮彈。
阿帕奇其餘的武器都掛在機身兩邊的粗短機翼上,每個機翼下都有掛架用來裝置導彈和火箭發射器。目前有計劃在機翼上方增設一個掛架,用來裝置兩枚小型的空對空導彈。美國陸軍的部分阿帕奇直升機使用刺針導彈進行空對空的戰斗。雖然在「沙漠風暴」中沒有機會使用到刺針導彈和M230鏈炮,但從使用這兩種武器進行的空戰實驗中可以看出,阿帕奇的武器裝備足以對付飛進它的射程內的任何飛機。這並不是說,阿帕奇機上的人員可以擊落高性能的噴射戰斗機,而是說,他們可以擊落其他直升機和地面支援機,例如,俄羅斯的SU-25「蛙足」式攻擊機。
自從直升機開始加裝武器以來,小型的非制導式火箭一直就是它們的武器裝備之一,AH-64也不例外,它裝置了威力強大的2.75英寸(7O毫米)火箭(由BEI防衛系統公司製造)。這種火箭的綽號是「九頭蛇-70」,可以攜帶各式各樣的彈頭,從10磅(4.5公斤)的高爆(M151)彈頭,到煙幕彈(M264)和照明彈(M257)彈頭、次口徑彈葯彈頭(M261)都有,甚至還有一種小鋼矛彈頭(M255)。每一枚火箭包括一個MK66火箭推進器、一個彈頭,和一個合適的引信(觸發引爆、延遲引爆或是半空引爆)。「九頭蛇-70』通常攜帶可以發射19發火箭的發射莢艙,AH-64可以攜帶四個這樣的莢艙,但在「沙漠風暴」期間,通常只攜帶兩個。在深入敵境的攻擊行動中,阿帕奇通常加掛延長飛行范圍的副油箱,並因此減少一或更多個火箭發射莢艙。
阿帕奇直升機從設計之初,就深切了解長程反裝甲導彈的必要性。拖式導彈(TOW)的反裝甲效果相當好,但由於受到制導電纜的限制,使得它的射程只有大約3.7公里,而且,在射出拖式導彈後,發射的直升機必須保持靜止不動,直到導彈擊中目標為止。因此,在「攻擊直升機」計劃的細節規格中,規定它的武器系統中必須包括全新的反裝甲導彈。「洛克威爾國際公司」和「馬丁-馬利艾塔公司」負責開發及生產這種全新導彈,這就是被編號為AGM-114的「地獄火」導彈。
「地獄火」是比拖式導彈稍大的導彈,重量大概為99.6磅(45.3公斤)。跟拖式導彈不一樣的是,「地獄火」導彈是由阿帕奇直升機鼻端的TADS/PNVS系統的激光目標標定儀引導,因此,射程更遠(超過5英里/8公里),而且,速度更快(超音速)。它的前後排列的彈頭(有兩個錐形裝葯,一前一後)也比TOW-2大得多,裡面裝有20多磅(9.l公斤)的高爆炸葯。如果你不清楚這樣數量的炸葯會造成何種程度的損壞,那麼,我可以告訴你,早期的AGM-114C彈頭雖然只有一個錐形裝葯,但不僅能夠炸穿伊拉克T-72的裝甲,甚至還能把它從焊接處炸成兩半!
「地獄火」導彈之所以能找到目標,是因為在它彈頭前端的光學尋標器已經設定好,可以尋找由阿帕奇TADS/PNVS系統以激光光點標定的目標,或是其他機種如OH-58D的激光目標標定儀所標定的目標。甚至連空軍F-15E機腹下的激光目標標定莢艙,也可以替「地獄火」導彈指定目標。
一架戰斗轟炸機一次只能對單一目標投擲一枚激光制導炸彈,阿帕奇直升機則可以在同一戰場上同一時間,發射很多「地獄火」導彈攻擊很多不同的目標。每一枚「地獄火」導彈必須「知道」要攻擊哪一個激光光點,因此,「地獄火」導彈(以及其他現階段的激光制導武器)只會攻擊某個閃爍特定數位信號的激光光點,而這個信號則是由發射出這個激光光點的飛機所設定的。這不僅解決了使多枚導彈保持射向不同位置目標的問題,同時也使由一架直升機或地面觀測員指定攻擊目標,然後指引其餘直升機把「地獄火」導彈射向這些目標的方式成為可能。
於是,發射導彈的直升機可以躲在山後,以免遭到敵人的炮火攻擊(「地獄火」導彈的自動導航器可以設定讓導彈飛越山頭,飛向目標),而另一架裝有激光目標標定儀的直升機,則可,以從完全不同的另一個方向「標定」所要攻擊的目標。OH-58D裝置的是架在桅桿上的瞄準具,它可以把這種瞄準具的頭部伸出樹梢或山脊線上,然後引導「地獄火」導彈射向目標,而不會暴露任何其他直升機的位置。阿帕奇另外一項有趣的功能是可以連續發射導彈,彼此間隔時間很短(例如,可以間隔5秒)。如果阿帕奇的射手准備攻擊三或四輛排在一起的坦克,他可以發射第一枚激光制導導彈攻擊第一輛坦克,然後快速攻擊另一輛坦克,接著又攻擊旁邊的坦克,直到所有的坦克都被摧毀,或是射光機上所有的導彈為止。萬一阿帕奇沒有刺針導彈可用,「地獄火」導彈甚至可以被當作空對空導彈使用。如果像直升機大小的飛機被「地獄火」導彈擊中,准死無疑!
在「地獄火」導彈開發期間,一切都按照進度進行,而且未超出預算,技術上也沒有發生太大的問題,只是增加了一些修改而已。在基本的A型阿帕奇直升機上加裝雙重模式彈頭(用來對付爆炸反應裝甲)和新的數位自動制導儀器(使炮手可以選擇讓導彈以高或低的拋射物飛行路線飛向目標),使得現有的AH-64A阿帕奇和OH-58D「奇歐瓦戰士」一樣,都擁有AGM-114F反坦克導彈。另一方面,還計劃發展一種利用毫米波制導的新型導彈,名叫「長弓地獄火」導彈,准備在幾年後推出使用。
7. 阿帕奇武裝直升機的特點是什麼
AH-64是目前攻擊直升機的最終極表現,它的強大火力與重裝甲,使它像是一輛在戰場上空飛行的重坦克。不管白天或黑夜,也不管天氣有多惡劣,它都能夠隨心所欲地找出敵人並摧毀敵人,而且幾乎完全無懼於敵人的任何武器。x0dx0ax0dx0a詳細介紹x0dx0a性能就如同「坦克車輛司令部」規范所有新車輛設計的機動性能必須完全一樣,位於密蘇里州聖路易市的「陸軍航空中心」也規定,所有的新直升機設計必須符合某些標准,像機動性、對敵人炮火的防護能力,以及載重量等。例如,AH-64不怕7.62毫米子彈,也抵擋得住12.7毫米(.50口徑)子彈,同時,就算它被對毫米的高爆彈擊中,也還能夠支撐著飛返基地。x0dx0a機身的設計可以承受20G(地心引力的20倍)的墜毀撞擊,而不會傷到機上人員,而且油箱的設計也可以經得起墜毀的撞擊,同時還會自動封閉。x0dx0a美軍新型直升機從設計之初就有抑制紅外線訊號的裝置。紅外線導彈是低空飛機的最主要威脅,敵人發射的紅外線導彈彈頭上的尋標器,主要是尋找燃氣渦輪發動機的熱排氣管。想要減少這種導彈尋標器的功效,方法之一是把直升機發動機排出的熱氣和大量的冷空氣混和,把它們排除到機身外,同時隔絕排氣管,如此,導彈才不會「看到」熱金屬。AH-64A阿帕奇的「黑洞」紅外線抑制器在這方面的功能很強。x0dx0a設備x0dx0a直升機也需要電子反制器(ECM)才能在現代戰場中生存。電子反制器是一種高度機密且一直在演進中的技術,而這方面的儀器與性能通常都是保密的,但一個典型的「黑盒子」大概包括以下幾種儀器和設備:x0dx0a(一)雷達警告接收機——用以警告機上人員,使他們知道自己已遭到敵人雷達的追蹤,如此才能採取規避行動。x0dx0a(二)雷達干擾器——會發出干擾訊號,用來逗亮辯妨礙並干擾敵人的雷達。x0dx0a(三)干擾絲散布器——會發出一團包覆金屬的雲團,可以鍵卜強吸射特定的雷達頻率,干擾敵人雷達幕,隱匿真正的目標。x0dx0a(四)熱焰彈發射器——可以用來「誤導」紅外線導彈。x0dx0a(五)紅外線干擾器—山缺—一般來說,這是裝在直升機尾部的一個電子加熱「磚」,可以發射出很強烈的特定波長的紅外線,使敵人導彈彈頭上的敏感尋標器被迷惑而產生困擾。現有的紅外線干擾器的機型是ALQ-144,同時,由於它的外形獨特,使它被取了一個綽號,就叫「迪斯科球」。x0dx0a以上種種先進的裝備,使得美國直升機成為世界上最好的直升機。這並不是說它銳不可當,而是和越戰時期的美軍直升機比較起來相當堅固。至於載重量方面,東南亞叢林的作戰經驗,已勝得在炎熱氣候下作戰的能力,成為所有新直升機設計的必要條件之一。「4000/95」這個神奇的數字,被用來衡量直升機的性能。這個數字代表一架直升機在標准載重量下,在華氏95度(攝氏35度)氣溫中以95%油門垂直爬升的性能。這種狀況接近最惡劣的發動機狀況(燃氣渦輪在冷空氣中才能產生最大的馬力,在炎熱、潮濕的氣候中,所產生的馬力最少),而且可能在波斯灣和巴拿馬地區遭遇到。如果考慮到全世界動亂地點的地理位置,這種規范是很合理的。x0dx0a繞著阿帕奇四周走一圈,會產生一種感覺:實際上並沒有人設計這種飛機,而是由一群戴著眼罩的人,用漿糊和膠帶把一些組件組合起來。它的旋轉翼低垂,機身上仰的角度幾乎可說不合理,而且很多部位從這邊或那邊突出。千萬不要因為這些而對阿帕奇產生錯誤的觀念,要知道,阿帕奇是世界上表現最好、最完整的武器系統。x0dx0a它的機體外殼大部分是鋁合金,發動機外罩是設計來支持維人員的重量的,並被用來當作工作平台。此外,整架飛機被設成可以折疊及包裝起來,以便利用各種空軍運輸機運送。x0dx0a機上的兩具發動機是GE公司的T-700-GE-701C,每具有1800馬力。它們被接上傳統的主傳動系統,機尾旋翼由一條貫穿機尾的傳動軸帶動。這個機尾旋翼跟所有傳統的單旋翼直升機一樣,是用來制衡主旋翼的旋轉扭力的,以維持正確的飛行姿勢。機前的主旋翼裝在傳動系統上方,有四個大扇葉,因此,比先前UH-l和AH-1的兩葉旋翼,效果更好。較多的扇葉可以增加直升機的升力,而且可以更平順、更安靜地飛行,但必須有足夠的發動機力量來維持它們的高速飛行,以及要有良好的工程技術設計出一種旋翼頭,可以保持它們的平衡和控制,並且牢牢與機身連結。有些前蘇聯直升機的設計,甚至有五或六葉的旋翼。x0dx0a事實上,大多數人是在聽到他們所熟悉的直升機聲音,已經從「呼呼聲」改變成低沉的怒吼聲後,才發現,直升機的旋翼已經從兩片變成四片。x0dx0a編輯本段系統x0dx0a大部分的航電儀器和其他「黑盒子」都裝置在前機身兩側的減阻裝置里,而這些裝置就成了台階,供人員踏著爬上阿帕奇的駕駛艙內。駕駛艙本身由一塊很厚的透明防彈板分隔成前(供副駕駛兼炮手乘坐)和後(供正駕駛乘坐)。所有的駕駛艙玻璃都是平板設計,這種特殊形狀主要是為了減少太陽光的反射,因為太陽光的反射會暴露出直升機的位置,而讓敵人發現。駕駛艙的裝甲結構可以承受23mm高爆彈的直接命中。AH-64駕駛艙的前後兩部分都裝置標準的飛行操控裝置,以及控制直升機飛行所需的顯示幕,另外,每位機上人員也都有他們自己的儀表,供他們從事特定任務之用。x0dx0a其中最重要的是馬丁-馬利艾塔(現與洛克希德合並)「目標獲得標定瞄準器」和「飛行員夜視感測系統」(TADS/PNVS),這些都裝置在阿帕奇的機鼻上。「飛行員夜視感測系統」位於阿帕奇炮塔的上方,包括一具熱影像瞄準器(類似艾布拉姆斯和布萊德雷車上所使用的),而這具瞄準器和飛行員的飛行頭盔是同步移動的。這個頭盔是很傑出的設計,可以配合每個機員的頭型加以調整,使他(她)只要轉一下頭,就可以使用直升機的武器和感測器瞄準。x0dx0a這套系統任何時候都可使用,不管阿帕奇是在惡劣氣候下。在濃霧中、在灰塵中或夜間都可使用。飛行員所看到的景象會顯示在連結於頭盔上的一個小圓形顯示幕上,而這個顯示幕位於右眼前。這個眼前顯示幕也會顯示其他導航與射控資料,讓飛行員隨時可取得在戰場上所需要的各種資訊。x0dx0a控制板上的其餘儀表也經過特殊設計,因此,即使是在熄燈的狀況下,也不會影響到飛行員的夜視能力。它們大部分都是所謂的「細條狀」顯示器,也就是說,它們是以直線方式顯示各種資訊,但也有一些在汽車儀錶板上可以看得到的圓形儀表。當阿帕奇最初被設計時,駕駛艙內的配置被認為是最先進的。未來一代的阿帕奇(像AH-64D「長弓」阿帕奇機型),將以大型多功能電腦控制電子顯示幕取代目前大部分的儀表。x0dx0a阿帕奇的主要導航系統是李頓「姿勢-飛行方向參考系統」(AHRS),這個系統目前在大部分陸軍直升機上都已經是標准裝備。這種航向參考系統可以配合ASN-137都卜勒測速系統(這是一種下視雷達,可以感受相對於地面的各種移動)。在幾個小時之內,AHRS就可以從一個固定方位「移轉」到另一個方位,因此,大部分阿帕奇在它的駕駛艙前方都裝有導航衛星「全球定位系統」接收器,讓炮手可以用手鍵人正確的資料。不久之後,將會裝置略作修改的AHRS系統,到那時就可以使AHRS自動接收「全球定位系統」的最新資訊。x0dx0a在前駕駛艙內,則是阿帕奇武器系統的主要控制系統。雖然前後兩個駕駛艙都可以發射武器,但主要的是副駕駛艙的射手負責阿帕奇的武器瞄準目標,而阿帕奇機上的武器系統都是以裝置於機鼻感測旋塔下方的TADS/PNVS系統進行瞄準的。這套系統包括另一組「前現紅外線」感測器、一個日間電視攝影機、一套直視放大光學系統、一個激光測距儀和一個配合激光制導武器使用的激光目標標定儀。炮手所戴的飛行頭盔上也裝有跟後座正駕駛很相似的瞄準器,有眼前顯示幕,可以顯示目標和相關資料。射手想要對付某個目標時,只需選定合適的武器,把頭盔瞄準器上的「死亡點」對准目標,然後扣下扳機。接下來的工作大部分都由機上的射控系統完成。x0dx0a任何武器的目的主要是摧毀敵人,而AH-64幾乎可以摧毀它所偵測出來的任何種類的目標。阿帕奇機首下方是一門30毫米M230鏈炮(麥道公司所製造的),這種鏈炮所發射的是一種重量很輕的30毫米炮彈,而不是A-10攻擊機GAU-8機炮所使用的那種重量型25毫米格林機炮。這種炮彈的編號是M789,有著很小的錐形裝葯彈頭,可以射穿幾公分厚的裝甲。這表示,它可以從上方或後上方摧毀一輛坦克,而且幾乎可以摧毀目前使用中的任何種類的裝甲人員運輸車,或是戰斗車輛(也許只有布萊德雷戰斗車和英國的「戰士」戰斗車例外)。M789炮彈也有人員殺傷破片彈,對於暴露在炮火下的敵人地面部隊最有效果。這門M230鏈炮的裝填器可以裝填1200發炮彈。x0dx0a阿帕奇其餘的武器都掛在機身兩邊的粗短機翼上,每個機翼下都有掛架用來裝置導彈和火箭發射器。目前有計劃在機翼上方增設一個掛架,用來裝置兩枚小型的空對空導彈。美國陸軍的部分阿帕奇直升機使用刺針導彈進行空對空的戰斗。雖然在「沙漠風暴」中沒有機會使用到刺針導彈和M230鏈炮,但從使用這兩種武器進行的空戰實驗中可以看出,阿帕奇的武器裝備足以對付飛進它的射程內的任何飛機。這並不是說,阿帕奇機上的人員可以擊落高性能的噴射戰斗機,而是說,他們可以擊落其他直升機和地面支援機,例如,俄羅斯的SU-25「蛙足」式攻擊機。x0dx0a自從直升機開始加裝武器以來,小型的非制導式火箭一直就是它們的武器裝備之一,AH-64也不例外,它裝置了威力強大的2.75英寸(7O毫米)火箭(由BEI防衛系統公司製造)。這種火箭的綽號是「九頭蛇-70」,可以攜帶各式各樣的彈頭,從10磅(4.5公斤)的高爆(M151)彈頭,到煙幕彈(M264)和照明彈(M257)彈頭、次口徑彈葯彈頭(M261)都有,甚至還有一種小鋼矛彈頭(M255)。每一枚火箭包括一個MK66火箭推進器、一個彈頭,和一個合適的引信(觸發引爆、延遲引爆或是半空引爆)。「九頭蛇-70』通常攜帶可以發射19發火箭的發射莢艙,AH-64可以攜帶四個這樣的莢艙,但在「沙漠風暴」期間,通常只攜帶兩個。在深入敵境的攻擊行動中,阿帕奇通常加掛延長飛行范圍的副油箱,並因此減少一或更多個火箭發射莢艙。x0dx0a阿帕奇直升機從設計之初,就深切了解長程反裝甲導彈的必要性。拖式導彈(TOW)的反裝甲效果相當好,但由於受到制導電纜的限制,使得它的射程只有大約3.7公里,而且,在射出拖式導彈後,發射的直升機必須保持靜止不動,直到導彈擊中目標為止。因此,在「攻擊直升機」計劃的細節規格中,規定它的武器系統中必須包括全新的反裝甲導彈。「洛克威爾國際公司」和「馬丁-馬利艾塔公司」負責開發及生產這種全新導彈,這就是被編號為AGM-114的「地獄火」導彈。x0dx0a「地獄火」是比拖式導彈稍大的導彈,重量大概為99.6磅(45.3公斤)。跟拖式導彈不一樣的是,「地獄火」導彈是由阿帕奇直升機鼻端的TADS/PNVS系統的激光目標標定儀引導,因此,射程更遠(超過5英里/8公里),而且,速度更快(超音速)。它的前後排列的彈頭(有兩個錐形裝葯,一前一後)也比TOW-2大得多,裡面裝有20多磅(9.l公斤)的高爆炸葯。如果你不清楚這樣數量的炸葯會造成何種程度的損壞,那麼,我可以告訴你,早期的AGM-114C彈頭雖然只有一個錐形裝葯,但不僅能夠炸穿伊拉克T-72的裝甲,甚至還能把它從焊接處炸成兩半!x0dx0a「地獄火」導彈之所以能找到目標,是因為在它彈頭前端的光學尋標器已經設定好,可以尋找由阿帕奇TADS/PNVS系統以激光光點標定的目標,或是其他機種如OH-58D的激光目標標定儀所標定的目標。甚至連空軍F-15E機腹下的激光目標標定莢艙,也可以替「地獄火」導彈指定目標。x0dx0a一架戰斗轟炸機一次只能對單一目標投擲一枚激光制導炸彈,阿帕奇直升機則可以在同一戰場上同一時間,發射很多「地獄火」導彈攻擊很多不同的目標。每一枚「地獄火」導彈必須「知道」要攻擊哪一個激光光點,因此,「地獄火」導彈(以及其他現階段的激光制導武器)只會攻擊某個閃爍特定數位信號的激光光點,而這個信號則是由發射出這個激光光點的飛機所設定的。這不僅解決了使多枚導彈保持射向不同位置目標的問題,同時也使由一架直升機或地面觀測員指定攻擊目標,然後指引其餘直升機把「地獄火」導彈射向這些目標的方式成為可能。x0dx0a於是,發射導彈的直升機可以躲在山後,以免遭到敵人的炮火攻擊(「地獄火」導彈的自動導航器可以設定讓導彈飛越山頭,飛向目標),而另一架裝有激光目標標定儀的直升機,則可,以從完全不同的另一個方向「標定」所要攻擊的目標。OH-58D裝置的是架在桅桿上的瞄準具,它可以把這種瞄準具的頭部伸出樹梢或山脊線上,然後引導「地獄火」導彈射向目標,而不會暴露任何其他直升機的位置。阿帕奇另外一項有趣的功能是可以連續發射導彈,彼此間隔時間很短(例如,可以間隔5秒)。如果阿帕奇的射手准備攻擊三或四輛排在一起的坦克,他可以發射第一枚激光制導導彈攻擊第一輛坦克,然後快速攻擊另一輛坦克,接著又攻擊旁邊的坦克,直到所有的坦克都被摧毀,或是射光機上所有的導彈為止。萬一阿帕奇沒有刺針導彈可用,「地獄火」導彈甚至可以被當作空對空導彈使用。如果像直升機大小的飛機被「地獄火」導彈擊中,准死無疑!x0dx0a在「地獄火」導彈開發期間,一切都按照進度進行,而且未超出預算,技術上也沒有發生太大的問題,只是增加了一些修改而已。在基本的A型阿帕奇直升機上加裝雙重模式彈頭(用來對付爆炸反應裝甲)和新的數位自動制導儀器(使炮手可以選擇讓導彈以高或低的拋射物飛行路線飛向目標),使得現有的AH-64A阿帕奇和OH-58D「奇歐瓦戰士」一樣,都擁有AGM-114F反坦克導彈。另一方面,還計劃發展一種利用毫米波制導的新型導彈,名叫「長弓地獄火」導彈,准備在幾年後推出使用。
8. 運輸機的未來發展是怎樣的
在大型運輸機領域,俄羅斯有著非常雄厚的技術基礎,生產的運輸機被銷售往許多國家,其中就包括我國。然而,俄羅斯並沒有滿足於目前的成就,現在又開始了新一代戰略運輸機的研製,該項目為PAK TA的項目。
同傳統的運輸機相比,PAK TA新一代隱身運輸機的機身寬大得多。按照俄羅斯方面的計劃,在2024年之前總共會建造80架PAK TA隱身運輸機,這些隱身運輸機足以運送400輛最新的T-14坦克。PAK TA服役之後,意味著俄羅斯的戰略空運能力將得到極大的增強。
提出新一代運輸機項目的不僅僅有俄羅斯一家,美國也提出了新一代隱身運輸機設計概念。在我國運-20快要進入部隊的時候,這些運輸機強國已經甩開腿飛快地奔跑了。百年航空,我們沒有停歇的機會。
2014年2月18日報道通常情況下,飛機性能驅動軍用飛機設計決策,能源消耗對飛機設計的影響是次要的。但隨著燃料成本的提高以及預算的減少,這種狀態正在發生轉變。能源正迅速成為限制飛機設計的關鍵約束,這可能重塑飛機設計觀念。
目前,美國空軍努力降低燃料消耗,為此他們專注運輸機和空中加油機隊,因為運輸機和空中加油機每年消耗航空燃油占總量的三分之二。盡管近期飛機改型(如編隊飛行,翼梢小翼以及其他的減阻裝置)能夠降低燃油消耗,但這不是長遠之計。
空軍研究實驗室的RCEE高能效顛覆性布局項目表明:顯著降低燃油消耗將可能是飛機設計觀念的最大變化。
RCEE項目的第1階段於2009 年11啟動,該階段的目標是下一代空中運輸隊的燃油消耗比現在降低90%。2011年啟動了RCEE項目的第二階段,該階段將持續到2015年,在這階段,各公司將研究特殊的飛機布局來降低燃油消耗。
在第一階段,波音公司提出了混合運輸編隊,這種編隊能達到燃油消耗減少90%的目標:有效載荷為20噸的全電絎架翼型設計;有效載荷為40噸的分布式推力混電設計;有效載荷為100噸的翼身融合混電設計。在第二階段,波音公司密切關注分布式推力、混合燃料推進設計。
洛克希德·馬丁公司為了達到燃油消耗減少90%的目標,在第一階段對飛機布局以及各種技術進行了大量的研究,研究表明翼身融合混合布局(HWB)可能對降低燃油消耗
具有最大潛能。在第二階段,洛克希德馬丁公司進一步細化了HWB概念,HWB概念是翼身融合布局和傳統布局的結合,機體前部採用翼身融合布局,這種布局具有高效率的空氣動力和結構,後部採用機身加尾翼傳統布局,這種布局有利於運輸機的空運特別是空投。
採用雙發的HWB布局的飛機可以攜帶22萬磅(100噸)的有效載荷(包括C-5運輸機可以運輸的所有特大貨物),起飛距離不到6500英尺(1981米),飛行距離可達3200海里(5926公里)。由於HWB採用了新發動機,具有高效的空氣動力學和更輕的結構,與波音公司研製的C-17運輸機相比HWB布局飛機將可
以降低70%的燃油消耗。洛克希德·馬丁公司航空工程師里克·胡克說,「如今我們的技術已經成熟,我們可以製造出這種飛機並且經濟上可承受」。
洛-馬公司最近正式亮相了一款未來高度翼身融合方案運輸機。該方案經過了6年研發,才得以初步成形。按照設計要求,它可以運載目前僅有C-5戰略運輸機所能搭載全部超限物資,而耗油量僅有波音C-17的70%不到。
該方案採用上置發動機吊艙布局,可以安裝直徑更大,燃油效率更高的高涵道比發動機。