1. 什么是动车组用胶囊
动车组用胶囊是一种用于高速动车组间减阻装置上的橡胶胶囊材料,其特征在于:以三元乙丙橡胶板为底材,在所述三元乙丙橡胶板敏乎的表面喷涂有改性聚氨酯油漆层。本发明还公开这种橡胶胶囊材料的制备方此埋法。本发明产品利用新的工艺方法在三元乙丙橡胶板上喷涂改性聚氨酯漆,制备成的橡胶胶囊材料的抗挤压、抗击森拿蚂打、抗老化以及抗紫外线能力得到了很大的提升。经过试验验证,本发明材料制备的橡胶胶囊在通过小曲线半径,飞速颗粒击打以及紫外线的照射下仍能较好的保持其综合性能,大大提高了橡胶胶囊的寿命。
2. 机械动力学的理论及应用
1.分子机械动力学的研究:作为纳米科技的一个分支,分子机械和分子器件的研究工作受到普遍关注。如何针对纳机电系统(NEMS)器件建立科学适用的力学模型,成为解决纳米尺度动力学问题的瓶颈。分子机械是极其重要的一类NEMS器件.分为天然的与人工的两类。人工分子机械是通过对原子的人为操纵,合成、制造出具有能量转化机制或运动传递机制的纳米级的生物机械装置。由于分子机械具有高效节能、环保无噪、原料易得、承载能力大、速度高等特点,加之具有纳米尺度,故在国防、航天、航空、医学、电子等领域具有十分重要的应用前景,因而受到各发达国家的高度重视。已经成功研制出多种分子机械,如分子马达、分子齿轮、分子轴承等。但在分子机械实现其工程化与规模化的过程中, 由于理论研究水平的制约,使分子机械的研究工作受到了进一步得制约。 分子机械动力学研究的关键是建立科学合理的力学模型。分子机械动力学采用的力学模型有两类,第一类是建立在量子力学、分子力学以及波函数理论基础上的离散原子作用模型。在该模型中,依据分子机械的初始构象,将分子机械系统离散为大量相互作用的原子,每个原子拥有质量,所处的位置用几何点表示。通过引入键长伸缩能,键角弯曲能,键的二面角扭转能,以及非键作用能等,形成机械的势能面,使系统总势能最小的构象即为分子机械的稳定构象。采用分子力学和分子动力学等方法,对分子机械的动态构象与运动规律进行计算。从理论上讲,该模型可以获得分子机械每个时刻精确的动力学性能,但计算T作量十分庞大,特别是当原子数目较大时,其计算工作量是无法承受的。第二类模型为连续介质力学模型。该模型将分子机械视为桁架结构,原子为桁架的节点,化学键为连接节点的杆件,然后采用结构力学中的有限元方法进行动力学分析。该模型虽然克服了第一类模型计算量庞大的缺陷,但无法描述各原子中电子的运动状态,故没有考虑分子机械的光、电驱动效应和量子力学特性.所以在此模型上难以对分子机械实施运动控制研究。有学者提出将量子力学中的波函数、结构力学中的能量函数以及机构学中的运动副等理论结合,建立分子机械动力学分析的体铰群模型。在该模型中,将分子机械中的驱动光子、电子、离子等直接作用的原子以及直接构成运动副的原子称为体,联接体的力场称为铰,具有确切构象的体铰组合称为群。将群视为相对运动与形变运动相结合的杆件.用群间相对位置的变化反应分子的机械运动,而群的形变运动反映分子构象的变化,借助坐标凝聚对群进行低维描述。该模型的核心思想来自于一般力学中的子结构理论和模态综合技术。
2.往复机械的动力学分析及减振的研究:机械产生振动的原因,大致分为两种,一种是机械本身工作时力和力矩的不平衡引起的振动,另一种是由于外力或力矩作用于机架上而引起机械的振动。下面只研究机械本身由于力和力矩的不平衡而引起的振动问题。往复机械包含有大质量的活塞、联杆等组成的曲柄-活塞机构,这些大质量构件在高速周期性运动时产生的不平衡力和气缸内的燃气压力或蒸气压力的周期性变化构成了机器本身和基础的振动。这样产生的振动通过机架传给基础。此振动只要采用适当的方法克服不平衡力这一因素,便可减小振动。然而由曲柄轴的转动力矩使机架产生的反力而引起的振动将是最难解决的问题。 通过一系列的动力学分析,将产生新的减小振动的思路,即想法将往复机械工作时产生的惯性力和力矩的不平衡性,尽量在发动机内部加以平衡解决,使其不传给机架。以往解决平衡的办法是在曲柄轴中心线另一侧加上适当配重即可平衡,对多缸发动机虽然也可按同样办法来处理,但比较麻烦,且发动机结构笨大。由曲柄-活塞动力学分析可知,若作用于往复机械的力之总和等于零(静平衡条件)和上述作用力对任意点的力矩之总和等于零(动平衡条件),则作用于往复机械的力和力矩就完全平衡。从理论分析上是可行的,在实际应用上也是可以实现的,即对于多缸发动机的平衡,只要合理安排曲柄角位置和适当选择曲柄、连杆、活 塞构件的质量,则可完全满足关于转动质量的两个平衡条件,因而可达到减小整机振动的目的。
3.机械系统的碰撞振动与控制的研究:机械系统内部或边界间隙引起的碰撞振动是机械动力学的研究热点之一。该领域研究成果有:
(1)碰撞振动的间断和连续分析,包括稳定性分析、奇异性问题、擦边诱发分叉、非线性模态等研究; (2)碰撞振动控制,特别是不连续系统的控制方法和控制混沌碰撞振动;
(3)碰撞振动分析的数值方法;
(4)碰撞振动实验研究。 在稳态运行环境下,机械系统内部或边界上的间隙通常使系统产生碰撞振动, 即零部件间或零部件与边界间的往复碰撞。这会造成有害的动应力、表面磨损和高频噪声,严重影响产品的质量。在当代高技术的机电系统中,碰撞振动有时会成为影响系统性能的主要因素。
例如:
(1)在由机器人完成的柔顺插入装配中,为避免轴、孔对中误差而引起卡阻,需要同时控制操作器的位置和它与环境间的作用力。这类柔顺操作器的关键部分由弹性元件、应变测量模块及力反馈电路组成,通过控制弹性元件的变形, 产生对负载变化非常敏感的控制力。操作器研制的难点之一是,传动误差扰动经过间隙环节后成为极复杂的运动,对高灵敏度操作器的动力学特性产生影响。
(2)大型航天器中许多大柔性结构(如空间站的天线、太阳能电池帆板)需要在太空轨道装配或自动展开,为此,在关节(或套筒)中留有一定间隙。虽然这些间隙与结构尺寸相比很小,但因关节数目很多而使整个结构呈明显的松动,其振动特性变得非常复杂。另外,这类结构往往还受主动控制, 间隙显著增加了控制的难度。 因此,深入研究间隙引起的碰撞振动,才能在高技术机电系统的设计阶段把握其动力学特性,避免后继阶段的大挫折。由于碰撞振动系统是复杂的非线性动力学系统,对它的研究既有理论难度又有重要工程实际意义,得到普遍关注。
4.流体动力学在流体机械领域中的应用:空气、水、油等易于流动的物质被统称为流体。在力的作用下,流体的流动可引起能量的传递、转换和物质的传送。利用流体进行力的传递、进行功和能的转换的机械,被称为流体机械。流体力学就是一门研究流体流动规律,以及流体与固体相互作用的一门学科,研究的范围涉及到风扇的设计,发动机内气体的流动以及车辆外形的减阻设计,水利机械的工作原理,输油管道的铺设,供水系统的设计,乃至航海、航空和航天等领域内动力系统和外形的设计等。计算流体动力学(CFD),就是建立在经典流体动力学与数值计算方法基础之上的一门新型学科。CFD 应用计算流体力学理论与方法,利用具有超强数值运算能力的计算机,编制计算机运行程序,数值求解满足不同种类流体的流动和传热规律的质量守恒、动量守恒和能量守恒三大守恒规律,及附加的各种模型方程所组成的非线性偏微分方程组,得到确定边界条件下的数值解。CFD 兼有理论性和实践性的双重特点,为现代科学中许多复杂流动与传热问题提供了有效的解决方法。
5.转子动力学理论与机械故障诊断技术:以风力发电机组、水力发电机组等大型能源装备、航天器、航空发动机、汽车等机械系统为研究对象,进行转子动力学、机械故障诊断、振动主动控制等方面的研究。对带有旋转机械中常见的动静件碰摩、部件松动、转轴裂纹等故障的转子系统的非线性动力学行为进行理论与实验研究,发展了转子轴承系统非线性动力学理论。开展了动静件碰摩、转轴裂纹等旋转机械常见故障的诊断与定位,非线性系统在线辨识技术、神经网络、专家系统、小波分析等方法的研究,在国际上较早地和较系统、全面地分析了旋转机械常见故障的动力学机理,所开发的水轮发电机组和汽轮发电机组状态监测和故障诊断系统已安装在大量的机组上,为电力行业的安全生产做出了贡献。
6.航天器动力学及智能结构技术:为了解决对含间隙展开与分离机构的全局(解锁-展开-锁定)动力学预测仿真的难题,引入单边约束和变拓扑结构理论,研究了含间隙展开机构多体动力学建模方法,基于ADAMS软件平台编制了卫星-火箭分离动力学仿真模拟系统和太阳电池阵动力学仿真模拟系统,该项技术已用于星箭解锁分离、战略导弹级间段分离、大型整流罩解锁-抛离、空间站伸展机构展开-锁定等的全局预测仿真模拟。探索研究了智能材料结构机构设计理论与方法,主要解决智能元件和典型智能机构设计与分析问题。设计了一种具有感知和驱动功能的压电主动杆;研究了典型智能材料元件(压电双晶片、SMA差动弹簧驱动器、主动杆等)的机电耦合特性;研制了3种智能材料元件驱动的组合式机构:压电驱动的微动机器人、SMA驱动的柔性手爪和压电双晶片驱动的步进转动机构;进行了采用智能材料实现飞行器的变构型研究。
3. 为什么有的炸弹被空投后还有降落伞
一些细心的人会发现,现代战斗机在刚刚投下炸弹的时候,炸弹的尾部会出现一个较小的降落伞,这个降落伞在炸弹降落一段距离后就会消失。关于这个降落伞的用途,一些人认为这是飞机在低空投弹的时候为了防止被炸弹的冲击波误伤,专门用降落伞来减缓炸弹的下降速度。这个说法并不错误,但也不完全正确。在低空投掷高爆炸弹和投掷核弹的时候,降落伞的确起到了延缓爆炸时间的作用,但是在高空投弹和投掷威力较小的战术炸弹的时候,炸弹上的降落伞就不再起到延缓爆炸时间的作用。
低阻炸弹的优点是在飞行的过程中不会给飞机造成太大的阻力,缺点是投弹的时候不容易控制,很可能会偏离目标。为了更好的控制低阻炸弹,人们在设计低阻炸弹的时候都会在炸弹的尾部加装一个减阻装置,这个装置一般就是我们常见的小型降落伞。这个小型降落伞的作用主要有两个,一个是防止低阻炸弹偏离目标,另一个是保证低阻炸弹的爆炸引擎能够正对地面。
低阻炸弹的爆炸引擎一般设计在弹头上,由于低阻炸弹在空中容易失控,如果不加以控制,低阻炸弹很可能会横向落地或者反向落地,这样低阻炸弹就有可能不爆炸。而加装降落伞可以保证炸弹的弹头朝下,在落地的时候准确无误的击中目标,并且发生爆炸。现代炸弹在降落伞的使用上非常的灵活,有的炸弹在刚刚投弹的时候打开降落伞,降落一段距离后炸弹尾部的火焰会自动烧毁降落伞,在调节角度的同时,还能保证炸弹的降落速度。
4. 法国追风级轻型护卫舰有哪些技术特点
先进设计引领潮流
面对目前国际轻护舰市场的激烈竞争,DCNS的新产品除了在设计思想上必须超前外,价格上也要有一定优势。但俗话说,“好货不便宜,便宜无好货”,为此,必须在性能与价格的“博弈”中找到最佳的平衡点,而这正是法国人设计追风级轻护舰的核心理念。该级舰广泛采用了拉斐特级护卫舰的成熟技术,但在总体设计上仍不乏创新。
隐身濒海舰
该级舰的舰体设计简洁紧凑,其上层建筑与拉斐特级护卫舰有些类似,都采用侧壁内倾和干舷部外倾设计,消除了所有露天的两面角和三面角,以避免敌方雷达入射波反射。由于采用单个封闭式综合桅杆,减少了上层建筑上的各种电子设备布置,使得整个上层建筑简洁而有序。
该级舰的舰桥巧妙的与上层建筑相融合,使之成为360度全景舰桥,在舰桥前部是隐匿在主甲板下的导弹垂直发射系统以及位于舰艇首部的舰炮。在舰首甲板上也没有明显的锚链机械设备。该级舰还同时在前后甲板采用了封闭设计,放置无人潜航器或无人水面艇的舱室入口均遮以反射网,导弹则布置在甲板下方。另外,在舰艇尾部还配备有直升机甲板。
为降低红外信号,追风级取消了传统的烟囱,而是用海水先将发动机排出的废气冷却,然后通过水线以下排放口排出,相较于拉菲特级采用不易产生红外辐射的玻璃钢来制造烟囱,再涂以一种低辐射涂料的方法,追风级“不仅治标、更要治本”的措施显然效果更好。此外,该级舰的前、后发动机以及柴油发电机产生的废气,首先将由海水注入系统进行冷却,然后再从水线或者水线以下排放。
其中后发动机的废气经冷却后将被导入中央助推器,从而避免了推进系统产生的烟雾排向直升机甲板。追风级还利用弹性材料将舰壳与主发动机、柴油发电机及大多数噪声设备相隔离;精心布置管道与电缆,尽可能避免机械设备的振动传至舰壳;必要时采用柔性液压管道;优化舰艇外形设计,从而将航行时的噪声降到了最低限度。由于濒海作战将不可避免的遇到敌方水雷的拦截,因此该级舰安装有M、L和A型三种消磁环以降低磁信号。
多任务武器系统
追风级设计上的一大创新是倾斜封闭式导弹发射装置。到目前为止,包括拉斐特级在内的大部分护卫舰反舰导弹发射装置都是采用倾斜20度固定发射架。这种布置方式的最大缺点是增加了整个舰艇的雷达信号特征。与拉斐特级的“飞鱼”导弹发射装置布置在上层建筑的中部不同,追风级的反舰导弹发射系统布置在上层建筑前侧,并且可水平放置在甲板下。当需要发射反舰导弹时,发射装置可以抬升一定角度发射。这种设计不仅有效降低了舰艇的雷达信号特征,也使得发射装置可在波涛汹涌的海上得到很好的保护。
作为轻型护卫舰,追风级选择了中口径的奥托-梅莱拉76毫米或博福斯57毫米舰炮系统,用于濒海支援、反水面或防空作战;此外,该级舰还安装有30毫米防空速射炮。这种武器搭配模式充分保证了其作为轻型濒海舰艇的任务弹性。三种型号的追风级均可配备16枚马特拉MBDA海军型“米卡”导弹。其中,170和200型采用DCNS的“席瓦尔”垂直发射系统,用于发射射程更远的“紫菀”15舰空导弹。此外,200型还可使用增程型“海麻雀”舰空导弹,但需要在舰桥前部和后部分别安装I/J波段火控照射雷达。
近海作战将面临十分复杂的水下环境。为此,追风级护卫舰安装了避雷声呐,该声呐采用了可伸缩设计,必要时还可提供独立的导航功能。鱼雷探测系统是一种候选的自卫手段,一旦选用,诱饵发射器将配用声诱饵弹。200型追风配有变深声呐和2具三管鱼雷发射装置,提供了较完善的反潜能力。
综合封闭式桅杆与电子设备
追风级设计上的最大的特点就是淘汰了拉斐特级前后桅的传统设计,代之以一个先进的综合封闭式桅杆,这种单桅设计的主要优点是省出了大量上层建筑空间,既有利于隐身,也为在不大的舰体上安装更全面的武器系统提供了方便。拉斐特级在前桅上安装有红外探测器、卫星通信、雷达侦察等设备,在后桅杆上安装了“海虎”MK2对空/海警戒雷达。
这种设计的主要目的是避免设备之间电子信号的相互干扰。现在DCNS已经成功解决了电磁兼容问题。新型桅杆的结构分为上下两部分。下半部分是可承受一定重量的圆锥形雷达罩,其内容纳了一部C波段对空监视和目标指示雷达。由于圆锥形雷达罩的独特设计,不仅有效保护了雷达免受海上环境的侵蚀,也使C波段雷达真正实现了360度旋转探测,不留下探测盲区。
同时,倾斜式圆锥面减少了雷达信号反射特征,提高了舰艇隐身性能。为支撑整个上半部桅杆的重量和运动感应载荷,DCNS正在为圆锥形雷达罩开发一种新型复合材料,新材料具有足够的强度和厚度,还可确保雷达波透过雷达罩后不发生衰减。在桅杆上半部则安装了电子对抗装置和高功率宽带通信天线。
封闭式综合桅杆中集成了各种功能的雷达电子设备。如导航雷达主要提供导航和水面战术态势信息;C波段三坐标雷达则是舰艇在濒海环境下获取空中战术态势信息的主传感器;电子支援系统作为无源措施,可成为强电磁环境下探测手段的有效补充,或在一般情况下对空中目标提供更好的识别能力。
需要特别指出的是,追风级利用先进的SETIS战斗管理系统,将上述武器和传感器的功能有效融合在一起,使其战斗系统具备了高度集成化的特点。SETIS属于最新一代的舰艇战斗管理系统,以DCNS的SETIS系统和泰利斯的TAVITAC系统为基础,并大量引入了多种前沿信息网络技术。
其主要部件包括多功能操控台、大型彩色显示屏、计算机以及将各种武器和传感器连接起来的专用数据线,这些部件通过DINNA网络完成信息交换。事实上,采用国际标准和互联网协议的DINNA网不但可以完成一艘舰艇上不同系统之间的信息交换,还可以完成不同舰艇系统之间以及舰艇与外部环境之间的信息交换。
喷水推进
追风级轻护舰可根据用户的需求选择多种动力系统。如追风170型要求24000千瓦的功率航速才可以达到30节,它既可采用6台4000千瓦的主机,也可采用4台6000千瓦的主机。鉴于喷水推进技术在濒海条件下具有便于布局、高速航行时效率高、舰艇吃水浅且机动性高等优点,DCNS在分别考察了使用2个、3个、4个喷水推进器对重量、成本、布局和效率的影响后认为,追风级使用3个喷水推进器最适合,可分别发挥“控制”、“反向”和“助推”功能。
推进系统的各部分分别置于三个舱室中,即喷水推进舱、后主机室和前主机室,追风200型还另设一个专用传动室。这种设计有助于提高舰艇的生存力,即使某一舱室发生损坏,也不至于令整舰彻底瘫痪。与机舱通常布置在舰艇中后部,而将生活和居住区布置在舰艇前部不同,追风级将所有与推进有关的设备都集中布置在尾部,由于减少了复杂的推进轴系,因此舰内空间大幅增加。
推进系统目前有两种方案可供选择。CODAD(全柴推进)方案,也是基本方案,基于三个独立的驱动系,提供超过30节的航速。位于中央的驱动系由三部分组成:1或2台柴油机,1个传动箱,1套传动轴。两侧的驱动系每个也由三部分组成:2台柴油机,1个传动箱,1套传动轴。CODAG方案,提供35节航速。这一方案的主要挑战是如何将燃气轮机应用于小型舰艇。LM-2500或MT-30等大型燃气轮机对于该系列来说尺寸偏大,而且这些大功率燃气轮机排出的废气较多,难以完全冷却。所以,TF-100或ST-40等小型燃气轮机成为最佳选择。
在推进终端方面,拉斐特级使用螺旋桨推进方式航速仅为25节。而追风级采用的喷水推进模式可达30节以上,近海作战时在速度、机动性、吃水等方面更加具有优势。为了防止喷水推进控制出现故障,舰尾还安装了一套稳定系统用于操纵舰艇。这套系统由两对稳定鳍,外加一个减阻装置组成,可减少舰艇的阻力以及纵摇。这一点与拉斐特级安装的一套自动化平台稳定系统相似。拉斐特级利用这套系统通过控制舵叶和减摇鳍的组合作用,不仅能控制舰艇的横摇运动,还可控制舰艇的横荡和首摇运动。
亮点呈现
通过上面的技术解剖,我们可以发现追风级轻型护卫舰之所以吸引众多眼球,主要得益于其设计上几个突出亮点:在布局方面,它将整个推进系统布置在舰艇尾部,武器装备位于舰首,舰艇中后部则为生活和居住区,这是一种颇具人性化的布局,可以确保舰员在进餐、休息或娱乐时免受噪音影响,同时远离武器和弹药等危险区。舰桥可提供360度全景观察,非常方便观察者监视舰艇周围动向。精心确定了武器和传感器的位置,在确保舰员安全的前提下,使之获得最大的覆盖范围,且导弹垂直发射系统的纵向位置可最大限度控制导弹发射时喷流泄露的影响。
集成桅杆,现代作战舰艇往往配备各种先进的传感器,并且其中许多需要有全向工作范围,如告警接收机和多功能雷达。该舰采用集成桅杆,为所有传感器提供了360度覆盖范围。另外,该舰借助于集成桅杆为电子支援接收机和高功率宽带通信发射机提供天线罩,有效缓解了电磁干扰问题。
该级舰上层建筑部分采用复合材料,尺寸也被有效限制,尽可能地减少了雷达反射截面。综合采用的声、光(热)、电、磁信号抑制手段使其综合隐身效果领先全球。
除此之外,追风级研制人员的一些细节考虑也让人赞叹。如鉴于高速圆舭舰型能在整个航速范围内提供最佳动力性能,其采用了这种传统舰型,但为了达到最佳效果,研究人员还是利用计算流体力学对其进行了优化。
再者,为解决动力平衡问题,防止航行阻力增大,该级舰引入了可动扰流板,确保在高航速范围内实现最佳动力平衡,在巡航速度下减小航行阻力,同时有助于减小纵倾。最后,为增加稳定性,追风级在舰尾设置了稳定系统,该系统包括两对鳍外加一个钢制减阻装置,后者可减少舰艇航行时的阻力和纵倾。
5. 法国追风级轻型护卫舰的技术特点
该级舰的舰体设计简洁紧凑,其上层建筑与拉斐特级护卫舰有些类似,都采用侧壁内倾和干舷部外倾设计,消除了所有露天的两面角和三面角,以避免敌方雷达入射波反射。由于采用单个封闭式综合桅杆,减少了上层建筑上的各种电子设备布置,使得整个上层建筑简洁而有序。该级舰的舰桥巧妙的与上层建筑相融合,使之成为360度全景舰桥,在舰桥前部是隐匿在主甲板下的导弹垂直发射系统以及位于舰艇首部的舰炮。在舰首甲板上也没有明显的锚链机械设备。该级舰还同时在前后甲板采用了封闭设计,放置无人潜航器或无人水面艇的舱室入口均遮以反射网,导弹则布置在甲板下方。另外,在舰艇尾部还配备有直升机甲板。
为降低红外信号,追风级取消了传统的烟囱,而是用海水先将发动机排出的废气冷却,然后通过水线以下排放口排出,相较于拉菲特级采用不易产生红外辐射的玻璃钢来制造烟囱,再涂以一种低辐射涂料的方法,追风级“不仅治标、更要治本”的措施显然效果更好。此外,该级舰的前、后发动机以及柴油发电机产生的废气,首先将由海水注入系统进行冷却,然后再从水线或者水线以下排放。其中后发动机的废气经冷却后将被导入中央助推器,从而避免了推进系统产生的烟雾排向直升机甲板。追风级还利用弹性材料将舰壳与主发动机、柴油发电机及大多数噪声设备相隔离;精心布置管道与电缆,尽可能避免机械设备的振动传至舰壳;必要时采用柔性液压管道;优化舰艇外形设计,从而将航行时的噪声降到了最低限度。由于濒海作战将不可避免的遇到敌方水雷的拦截,因此该级舰安装有M、L和A型三种消磁环以降低磁信号。 追风级设计上的一大创新是倾斜封闭式导弹发射装置。到目前为止,包括拉斐特级在内的大部分护卫舰反舰导弹发射装置都是采用倾斜20度固定发射架。这种布置方式的最大缺点是增加了整个舰艇的雷达信号特征。与拉斐特级的“飞鱼”导弹发射装置布置在上层建筑的中部不同,追风级的反舰导弹发射系统布置在上层建筑前侧,并且可水平放置在甲板下。当需要发射反舰导弹时,发射装置可以抬升一定角度发射。这种设计不仅有效降低了舰艇的雷达信号特征,也使得发射装置可在波涛汹涌的海上得到很好的保护。
作为轻型护卫舰,追风级选择了中口径的奥托-梅莱拉76毫米或博福斯57毫米舰炮系统,用于濒海支援、反水面或防空作战;此外,该级舰还安装有30毫米防空速射炮。这种武器搭配模式充分保证了其作为轻型濒海舰艇的任务弹性。
三种型号的追风级均可配备16枚马特拉MBDA海军型“米卡”导弹。其中,170和200型采用DCNS的“席瓦尔”垂直发射系统,用于发射射程更远的“紫菀”15舰空导弹。此外,200型还可使用增程型“海麻雀”舰空导弹,但需要在舰桥前部和后部分别安装I/J波段火控照射雷达。
近海作战将面临十分复杂的水下环境。为此,追风级护卫舰安装了避雷声呐(“追风”200为艇壳反潜声呐),该声呐采用了可伸缩设计,必要时还可提供独立的导航功能。鱼雷探测系统是一种候选的自卫手段,一旦选用,诱饵发射器将配用声诱饵弹。200型追风配有变深声呐和2具三管鱼雷发射装置,提供了较完善的反潜能力 追风级设计上的最大的特点就是淘汰了拉斐特级前后桅的传统设计,代之以一个先进的综合封闭式桅杆,这种单桅设计的主要优点是省出了大量上层建筑空间,既有利于隐身,也为在不大的舰体上安装更全面的武器系统提供了方便。拉斐特级在前桅上安装有红外探测器、卫星通信、雷达侦察等设备,在后桅杆上安装了“海虎”MK2对空/海警戒雷达。这种设计的主要目的是避免设备之间电子信号的相互干扰。现在DCNS已经成功解决了电磁兼容问题。新型桅杆的结构分为上下两部分。下半部分是可承受一定重量的圆锥形雷达罩,其内容纳了一部C波段对空监视和目标指示雷达。由于圆锥形雷达罩的独特设计,不仅有效保护了雷达免受海上环境的侵蚀,也使C波段雷达真正实现了360度旋转探测,不留下探测盲区。同时,倾斜式圆锥面减少了雷达信号反射特征,提高了舰艇隐身性能。为支撑整个上半部桅杆的重量和运动感应载荷,DCNS正在为圆锥形雷达罩开发一种新型复合材料,新材料具有足够的强度和厚度,还可确保雷达波透过雷达罩后不发生衰减。在桅杆上半部则安装了电子对抗装置和高功率宽带通信天线。
封闭式综合桅杆中集成了各种功能的雷达电子设备。如导航雷达主要提供导航和水面战术态势信息;C波段三坐标雷达则是舰艇在濒海环境下获取空中战术态势信息的主传感器;电子支援系统作为无源措施,可成为强电磁环境下探测手段的有效补充,或在一般情况下对空中目标提供更好的识别能力。
需要特别指出的是,追风级利用先进的SETIS战斗管理系统,将上述武器和传感器的功能有效融合在一起,使其战斗系统具备了高度集成化的特点。SETIS属于最新一代的舰艇战斗管理系统,以DCNS的SETIS系统和泰利斯的TAVITAC系统为基础,并大量引入了多种前沿信息网络技术。其主要部件包括多功能操控台、大型彩色显示屏、计算机以及将各种武器和传感器连接起来的专用数据线,这些部件通过DINNA网络完成信息交换。事实上,采用国际标准和互联网协议的DINNA网不但可以完成一艘舰艇上不同系统之间的信息交换,还可以完成不同舰艇系统之间以及舰艇与外部环境之间的信息交换。 追风级轻护舰可根据用户的需求选择多种动力系统。如追风170型要求24兆瓦的功率航速才可以达到30节,它既可采用6台4兆瓦的主机,也可采用4台6兆瓦的主机。鉴于喷水推进技术在濒海条件下具有便于布局、高速航行时效率高、舰艇吃水浅且机动性高等优点,DCNS在分别考察了使用2个、3个、4个喷水推进器对重量、成本、布局和效率的影响后认为,追风级使用3个喷水推进器最适合,可分别发挥“控制”、“反向”和“助推”功能。
推进系统的各部分分别置于三个舱室中,即喷水推进舱、后主机室和前主机室,追风200型还另设一个专用传动室。这种设计有助于提高舰艇的生存力,即使某一舱室发生损坏,也不至于令整舰彻底瘫痪。与机舱通常布置在舰艇中后部,而将生活和居住区布置在舰艇前部不同,追风级将所有与推进有关的设备都集中布置在尾部,由于减少了复杂的推进轴系,因此舰内空间大幅增加。
推进系统目前有两种方案可供选择。一是CODAD(全柴推进)方案,也是基本方案,基于三个独立的驱动系,提供超过30节的航速。位于中央的驱动系由三部分组成:1或2台柴油机,1个传动箱,1套传动轴(驱动控制和反向喷水推进器)。两侧的驱动系每个也由三部分组成:2台柴油机,1个传动箱,1套传动轴(驱动助推喷水推进器)。二是CODAG(柴-燃联合推进)方案,提供35节航速。这一方案的主要挑战是如何将燃气轮机应用于小型舰艇。LM-2500或MT-30等大型燃气轮机对于该系列来说尺寸偏大,而且这些大功率燃气轮机排出的废气较多,难以完全冷却。所以,TF-100或ST-40等小型燃气轮机成为最佳选择。
在推进终端方面,拉斐特级使用螺旋桨推进方式航速仅为25节。而追风级采用的喷水推进模式可达30节以上,近海作战时在速度、机动性、吃水等方面更加具有优势。为了防止喷水推进控制出现故障,舰尾还安装了一套稳定系统用于操纵舰艇。这套系统由两对稳定鳍,外加一个减阻装置组成,可减少舰艇的阻力以及纵摇。这一点与拉斐特级安装的一套自动化平台稳定系统相似。拉斐特级利用这套系统通过控制舵叶和减摇鳍的组合作用,不仅能控制舰艇的横摇运动,还可控制舰艇的横荡和首摇运动。 通过上面的技术解剖,我们可以发现追风级轻型护卫舰之所以吸引众多眼球,主要得益于其设计上几个突出亮点:
其一是在布局方面。它将整个推进系统布置在舰艇尾部,武器装备(如主炮、导弹垂直发射系统)位于舰首,舰艇中后部则为生活和居住区,这是一种颇具人性化的布局,可以确保舰员在进餐、休息或娱乐时免受噪音影响,同时远离武器和弹药等危险区。舰桥可提供360度全景观察,非常方便观察者监视舰艇周围动向。精心确定了武器和传感器的位置,在确保舰员安全的前提下,使之获得最大的覆盖范围,且导弹垂直发射系统的纵向位置可最大限度控制导弹发射时喷流泄露的影响。
其二就是集成桅杆。现代作战舰艇往往配备各种先进的传感器,并且其中许多需要有全向工作范围,如告警接收机和多功能雷达。该舰采用集成桅杆,为所有传感器提供了360度覆盖范围。另外,该舰借助于集成桅杆为电子支援接收机和高功率宽带通信发射机提供天线罩,有效缓解了电磁干扰问题。
第三,该级舰上层建筑部分采用复合材料,尺寸也被有效限制,尽可能地减少了雷达反射截面。综合采用的声、光(热)、电、磁信号抑制手段使其综合隐身效果领先全球。
除此之外,追风级研制人员的一些细节考虑也让人赞叹。如鉴于高速圆舭舰型能在整个航速范围内提供最佳动力性能,其采用了这种传统舰型,但为了达到最佳效果,研究人员还是利用计算流体力学对其进行了优化。再者,为解决动力平衡问题,防止航行阻力增大,该级舰引入了可动扰流板,确保在高航速范围内(20-35节)实现最佳动力平衡,在巡航速度下减小航行阻力,同时有助于减小纵倾。最后,为增加稳定性,追风级在舰尾设置了稳定系统,该系统包括两对鳍外加一个钢制减阻装置,后者可减少舰艇航行时的阻力和纵倾。
6. 阿帕奇武装直升机的特点是什么
AH-64是目前攻击直升机的最终极表现,它的强大火力与重装甲,使它像是一辆在战场上空飞行的重坦克。不管白天或黑夜,也不管天气有多恶劣,它都能够随心所欲地找出敌人并摧毁敌人,而且几乎完全无惧于敌人的任何武器。
详细介绍
性能就如同“坦克车辆司令部”规范所有新车辆设计的机动性能必须完全一样,位于密苏里州圣路易市的“陆军航空中心”也规定,所有的新直升机设计必须符合某些标准,像机动性、对敌人炮火的防护能力,以及载重量等。例如,AH-64不怕7.62毫米子弹,也抵挡得住12.7毫米(.50口径)子弹,同时,就算它被对毫米的高爆弹击中,也还能够支撑着飞返基地。
机身的设计可以承受20G(地心引力的20倍)的坠毁撞击,而不会伤到机上人员,而且油箱的设计也可以经得起坠毁的撞击,同时还会自动封闭。
美军新型直升机从设计之初就有抑制红外线讯号的装置。红外线导弹是低空飞机的最主要威胁,敌人发射的红外线导弹弹头上的寻标器,主要是寻找燃气涡轮发动机的热排气管。想要减少这种导弹寻标器的功效,方法之一是把直升机发动机排出的热气和大量的冷空气混和,把它们排除到机身外,同时隔绝排气管,如此,导弹才不会“看到”热金属。AH-64A阿帕奇的“黑洞”红外线抑制器在这方面的功能很强。
设备
直升机也需要电子反制器(ECM)才能在现代战场中生存。电子反制器是一种高度机密且一直在演进中的技术,而这方面的仪器与性能通常都是保密的,但一个典型的“黑盒子”大概包括以下几种仪器和设备:
(一)雷达警告接收机——用以警告机上人员,使他们知道自己已遭到敌人雷达的追踪,如此才能采取规避行动。
(二)雷达干扰器——会发出干扰讯号,用来妨碍并干扰敌人的雷达。
(三)干扰丝散布器——会发出一团包覆金属的云团,可以强吸射特定的雷达频率,干扰敌人雷达幕,隐匿真正的目标。
(四)热焰弹发射器——可以用来“误导”红外线导弹。
(五)红外线干并好扰器——一般来说,这是装在直升机尾部的一个电子加热“砖”,可以发射出很强烈的特定波长的红外线,使敌人导弹弹头上的敏感寻标器被迷惑而产生困扰。现有的红外线干扰器的机型是ALQ-144,同时,由于它的外形独特,使它被取了一个绰号,就叫“迪斯科球”。
以上种种先进的装备,使得美国直升机成为世界上最好的直升机。这并不是说它锐不可当,而是和越战时期的美军直升机比较起来相当坚固。至于载重量方面,东南亚丛林的作战经验,已胜得在炎热气候下作战的能力,成为所有新直升机设计的必要条件之一。“4000/95”这个神奇的数字,被用来衡量直升机的性能。这个数字代表一架直升机在标准载重量下,在华氏95度(摄氏35度)气温中以95%油门垂直爬升的绝派铅性能。这种状况接近最恶劣的发动机状况(燃气涡轮在冷空气中才能产生最大的马力,在炎热、潮湿的气候中,所产生的马力最少),而且可能在波斯湾和巴拿马地区遭遇到。如果考虑到全世界动乱地点的地理位置,这种规范是很合理的。
绕着阿帕奇四周走一圈,会产生一种感觉:实际上并没有人设计这种飞机,而是由一群戴着眼罩的人,用浆糊和胶带把一些组件组合起来。它的旋转翼低垂,机身上仰的角度几乎可说不合理,而且很多部位从这边或那边突出。千万不要因为这些而对阿帕奇产生错误的观念,要知道,阿帕奇是世界上表现最好、最完整的武器系统。
它的机体外壳大部分是铝合金,发动机外罩是设计来支持维人员的重量的,并被用来当作工作平台。此外,整架飞机被设成可以折叠及包装起来,以便利用各种空军运输机运送。
机上的两具发动机是GE公司的T-700-GE-701C,每具有1800马力。它们被接上传统的主传动系统,机尾旋翼由一条贯穿机尾的传动轴带动。这个机尾旋翼跟所有传统的单旋翼直升机一样,是用来制衡主旋翼的旋转扭力的,以维持正确的飞行姿势。机前的主旋翼装在传动系羡旦统上方,有四个大扇叶,因此,比先前UH-l和AH-1的两叶旋翼,效果更好。较多的扇叶可以增加直升机的升力,而且可以更平顺、更安静地飞行,但必须有足够的发动机力量来维持它们的高速飞行,以及要有良好的工程技术设计出一种旋翼头,可以保持它们的平衡和控制,并且牢牢与机身连结。有些前苏联直升机的设计,甚至有五或六叶的旋翼。
事实上,大多数人是在听到他们所熟悉的直升机声音,已经从“呼呼声”改变成低沉的怒吼声后,才发现,直升机的旋翼已经从两片变成四片。
编辑本段系统
大部分的航电仪器和其他“黑盒子”都装置在前机身两侧的减阻装置里,而这些装置就成了台阶,供人员踏着爬上阿帕奇的驾驶舱内。驾驶舱本身由一块很厚的透明防弹板分隔成前(供副驾驶兼炮手乘坐)和后(供正驾驶乘坐)。所有的驾驶舱玻璃都是平板设计,这种特殊形状主要是为了减少太阳光的反射,因为太阳光的反射会暴露出直升机的位置,而让敌人发现。驾驶舱的装甲结构可以承受23mm高爆弹的直接命中。AH-64驾驶舱的前后两部分都装置标准的飞行操控装置,以及控制直升机飞行所需的显示幕,另外,每位机上人员也都有他们自己的仪表,供他们从事特定任务之用。
其中最重要的是马丁-马利艾塔(现与洛克希德合并)“目标获得标定瞄准器”和“飞行员夜视感测系统”(TADS/PNVS),这些都装置在阿帕奇的机鼻上。“飞行员夜视感测系统”位于阿帕奇炮塔的上方,包括一具热影像瞄准器(类似艾布拉姆斯和布莱德雷车上所使用的),而这具瞄准器和飞行员的飞行头盔是同步移动的。这个头盔是很杰出的设计,可以配合每个机员的头型加以调整,使他(她)只要转一下头,就可以使用直升机的武器和感测器瞄准。
这套系统任何时候都可使用,不管阿帕奇是在恶劣气候下。在浓雾中、在灰尘中或夜间都可使用。飞行员所看到的景象会显示在连结于头盔上的一个小圆形显示幕上,而这个显示幕位于右眼前。这个眼前显示幕也会显示其他导航与射控资料,让飞行员随时可取得在战场上所需要的各种资讯。
控制板上的其余仪表也经过特殊设计,因此,即使是在熄灯的状况下,也不会影响到飞行员的夜视能力。它们大部分都是所谓的“细条状”显示器,也就是说,它们是以直线方式显示各种资讯,但也有一些在汽车仪表板上可以看得到的圆形仪表。当阿帕奇最初被设计时,驾驶舱内的配置被认为是最先进的。未来一代的阿帕奇(像AH-64D“长弓”阿帕奇机型),将以大型多功能电脑控制电子显示幕取代目前大部分的仪表。
阿帕奇的主要导航系统是李顿“姿势-飞行方向参考系统”(AHRS),这个系统目前在大部分陆军直升机上都已经是标准装备。这种航向参考系统可以配合ASN-137都卜勒测速系统(这是一种下视雷达,可以感受相对于地面的各种移动)。在几个小时之内,AHRS就可以从一个固定方位“移转”到另一个方位,因此,大部分阿帕奇在它的驾驶舱前方都装有导航卫星“全球定位系统”接收器,让炮手可以用手键人正确的资料。不久之后,将会装置略作修改的AHRS系统,到那时就可以使AHRS自动接收“全球定位系统”的最新资讯。
在前驾驶舱内,则是阿帕奇武器系统的主要控制系统。虽然前后两个驾驶舱都可以发射武器,但主要的是副驾驶舱的射手负责阿帕奇的武器瞄准目标,而阿帕奇机上的武器系统都是以装置于机鼻感测旋塔下方的TADS/PNVS系统进行瞄准的。这套系统包括另一组“前现红外线”感测器、一个日间电视摄影机、一套直视放大光学系统、一个激光测距仪和一个配合激光制导武器使用的激光目标标定仪。炮手所戴的飞行头盔上也装有跟后座正驾驶很相似的瞄准器,有眼前显示幕,可以显示目标和相关资料。射手想要对付某个目标时,只需选定合适的武器,把头盔瞄准器上的“死亡点”对准目标,然后扣下扳机。接下来的工作大部分都由机上的射控系统完成。
任何武器的目的主要是摧毁敌人,而AH-64几乎可以摧毁它所侦测出来的任何种类的目标。阿帕奇机首下方是一门30毫米M230链炮(麦道公司所制造的),这种链炮所发射的是一种重量很轻的30毫米炮弹,而不是A-10攻击机GAU-8机炮所使用的那种重量型25毫米格林机炮。这种炮弹的编号是M789,有着很小的锥形装药弹头,可以射穿几公分厚的装甲。这表示,它可以从上方或后上方摧毁一辆坦克,而且几乎可以摧毁目前使用中的任何种类的装甲人员运输车,或是战斗车辆(也许只有布莱德雷战斗车和英国的“战士”战斗车例外)。M789炮弹也有人员杀伤破片弹,对于暴露在炮火下的敌人地面部队最有效果。这门M230链炮的装填器可以装填1200发炮弹。
阿帕奇其余的武器都挂在机身两边的粗短机翼上,每个机翼下都有挂架用来装置导弹和火箭发射器。目前有计划在机翼上方增设一个挂架,用来装置两枚小型的空对空导弹。美国陆军的部分阿帕奇直升机使用刺针导弹进行空对空的战斗。虽然在“沙漠风暴”中没有机会使用到刺针导弹和M230链炮,但从使用这两种武器进行的空战实验中可以看出,阿帕奇的武器装备足以对付飞进它的射程内的任何飞机。这并不是说,阿帕奇机上的人员可以击落高性能的喷射战斗机,而是说,他们可以击落其他直升机和地面支援机,例如,俄罗斯的SU-25“蛙足”式攻击机。
自从直升机开始加装武器以来,小型的非制导式火箭一直就是它们的武器装备之一,AH-64也不例外,它装置了威力强大的2.75英寸(7O毫米)火箭(由BEI防卫系统公司制造)。这种火箭的绰号是“九头蛇-70”,可以携带各式各样的弹头,从10磅(4.5公斤)的高爆(M151)弹头,到烟幕弹(M264)和照明弹(M257)弹头、次口径弹药弹头(M261)都有,甚至还有一种小钢矛弹头(M255)。每一枚火箭包括一个MK66火箭推进器、一个弹头,和一个合适的引信(触发引爆、延迟引爆或是半空引爆)。“九头蛇-70’通常携带可以发射19发火箭的发射荚舱,AH-64可以携带四个这样的荚舱,但在“沙漠风暴”期间,通常只携带两个。在深入敌境的攻击行动中,阿帕奇通常加挂延长飞行范围的副油箱,并因此减少一或更多个火箭发射荚舱。
阿帕奇直升机从设计之初,就深切了解长程反装甲导弹的必要性。拖式导弹(TOW)的反装甲效果相当好,但由于受到制导电缆的限制,使得它的射程只有大约3.7公里,而且,在射出拖式导弹后,发射的直升机必须保持静止不动,直到导弹击中目标为止。因此,在“攻击直升机”计划的细节规格中,规定它的武器系统中必须包括全新的反装甲导弹。“洛克威尔国际公司”和“马丁-马利艾塔公司”负责开发及生产这种全新导弹,这就是被编号为AGM-114的“地狱火”导弹。
“地狱火”是比拖式导弹稍大的导弹,重量大概为99.6磅(45.3公斤)。跟拖式导弹不一样的是,“地狱火”导弹是由阿帕奇直升机鼻端的TADS/PNVS系统的激光目标标定仪引导,因此,射程更远(超过5英里/8公里),而且,速度更快(超音速)。它的前后排列的弹头(有两个锥形装药,一前一后)也比TOW-2大得多,里面装有20多磅(9.l公斤)的高爆炸药。如果你不清楚这样数量的炸药会造成何种程度的损坏,那么,我可以告诉你,早期的AGM-114C弹头虽然只有一个锥形装药,但不仅能够炸穿伊拉克T-72的装甲,甚至还能把它从焊接处炸成两半!
“地狱火”导弹之所以能找到目标,是因为在它弹头前端的光学寻标器已经设定好,可以寻找由阿帕奇TADS/PNVS系统以激光光点标定的目标,或是其他机种如OH-58D的激光目标标定仪所标定的目标。甚至连空军F-15E机腹下的激光目标标定荚舱,也可以替“地狱火”导弹指定目标。
一架战斗轰炸机一次只能对单一目标投掷一枚激光制导炸弹,阿帕奇直升机则可以在同一战场上同一时间,发射很多“地狱火”导弹攻击很多不同的目标。每一枚“地狱火”导弹必须“知道”要攻击哪一个激光光点,因此,“地狱火”导弹(以及其他现阶段的激光制导武器)只会攻击某个闪烁特定数位信号的激光光点,而这个信号则是由发射出这个激光光点的飞机所设定的。这不仅解决了使多枚导弹保持射向不同位置目标的问题,同时也使由一架直升机或地面观测员指定攻击目标,然后指引其余直升机把“地狱火”导弹射向这些目标的方式成为可能。
于是,发射导弹的直升机可以躲在山后,以免遭到敌人的炮火攻击(“地狱火”导弹的自动导航器可以设定让导弹飞越山头,飞向目标),而另一架装有激光目标标定仪的直升机,则可,以从完全不同的另一个方向“标定”所要攻击的目标。OH-58D装置的是架在桅杆上的瞄准具,它可以把这种瞄准具的头部伸出树梢或山脊线上,然后引导“地狱火”导弹射向目标,而不会暴露任何其他直升机的位置。阿帕奇另外一项有趣的功能是可以连续发射导弹,彼此间隔时间很短(例如,可以间隔5秒)。如果阿帕奇的射手准备攻击三或四辆排在一起的坦克,他可以发射第一枚激光制导导弹攻击第一辆坦克,然后快速攻击另一辆坦克,接着又攻击旁边的坦克,直到所有的坦克都被摧毁,或是射光机上所有的导弹为止。万一阿帕奇没有刺针导弹可用,“地狱火”导弹甚至可以被当作空对空导弹使用。如果像直升机大小的飞机被“地狱火”导弹击中,准死无疑!
在“地狱火”导弹开发期间,一切都按照进度进行,而且未超出预算,技术上也没有发生太大的问题,只是增加了一些修改而已。在基本的A型阿帕奇直升机上加装双重模式弹头(用来对付爆炸反应装甲)和新的数位自动制导仪器(使炮手可以选择让导弹以高或低的抛射物飞行路线飞向目标),使得现有的AH-64A阿帕奇和OH-58D“奇欧瓦战士”一样,都拥有AGM-114F反坦克导弹。另一方面,还计划发展一种利用毫米波制导的新型导弹,名叫“长弓地狱火”导弹,准备在几年后推出使用。
7. 阿帕奇武装直升机的特点是什么
AH-64是目前攻击直升机的最终极表现,它的强大火力与重装甲,使它像是一辆在战场上空飞行的重坦克。不管白天或黑夜,也不管天气有多恶劣,它都能够随心所欲地找出敌人并摧毁敌人,而且几乎完全无惧于敌人的任何武器。x0dx0ax0dx0a详细介绍x0dx0a性能就如同“坦克车辆司令部”规范所有新车辆设计的机动性能必须完全一样,位于密苏里州圣路易市的“陆军航空中心”也规定,所有的新直升机设计必须符合某些标准,像机动性、对敌人炮火的防护能力,以及载重量等。例如,AH-64不怕7.62毫米子弹,也抵挡得住12.7毫米(.50口径)子弹,同时,就算它被对毫米的高爆弹击中,也还能够支撑着飞返基地。x0dx0a机身的设计可以承受20G(地心引力的20倍)的坠毁撞击,而不会伤到机上人员,而且油箱的设计也可以经得起坠毁的撞击,同时还会自动封闭。x0dx0a美军新型直升机从设计之初就有抑制红外线讯号的装置。红外线导弹是低空飞机的最主要威胁,敌人发射的红外线导弹弹头上的寻标器,主要是寻找燃气涡轮发动机的热排气管。想要减少这种导弹寻标器的功效,方法之一是把直升机发动机排出的热气和大量的冷空气混和,把它们排除到机身外,同时隔绝排气管,如此,导弹才不会“看到”热金属。AH-64A阿帕奇的“黑洞”红外线抑制器在这方面的功能很强。x0dx0a设备x0dx0a直升机也需要电子反制器(ECM)才能在现代战场中生存。电子反制器是一种高度机密且一直在演进中的技术,而这方面的仪器与性能通常都是保密的,但一个典型的“黑盒子”大概包括以下几种仪器和设备:x0dx0a(一)雷达警告接收机——用以警告机上人员,使他们知道自己已遭到敌人雷达的追踪,如此才能采取规避行动。x0dx0a(二)雷达干扰器——会发出干扰讯号,用来逗亮辩妨碍并干扰敌人的雷达。x0dx0a(三)干扰丝散布器——会发出一团包覆金属的云团,可以键卜强吸射特定的雷达频率,干扰敌人雷达幕,隐匿真正的目标。x0dx0a(四)热焰弹发射器——可以用来“误导”红外线导弹。x0dx0a(五)红外线干扰器—山缺—一般来说,这是装在直升机尾部的一个电子加热“砖”,可以发射出很强烈的特定波长的红外线,使敌人导弹弹头上的敏感寻标器被迷惑而产生困扰。现有的红外线干扰器的机型是ALQ-144,同时,由于它的外形独特,使它被取了一个绰号,就叫“迪斯科球”。x0dx0a以上种种先进的装备,使得美国直升机成为世界上最好的直升机。这并不是说它锐不可当,而是和越战时期的美军直升机比较起来相当坚固。至于载重量方面,东南亚丛林的作战经验,已胜得在炎热气候下作战的能力,成为所有新直升机设计的必要条件之一。“4000/95”这个神奇的数字,被用来衡量直升机的性能。这个数字代表一架直升机在标准载重量下,在华氏95度(摄氏35度)气温中以95%油门垂直爬升的性能。这种状况接近最恶劣的发动机状况(燃气涡轮在冷空气中才能产生最大的马力,在炎热、潮湿的气候中,所产生的马力最少),而且可能在波斯湾和巴拿马地区遭遇到。如果考虑到全世界动乱地点的地理位置,这种规范是很合理的。x0dx0a绕着阿帕奇四周走一圈,会产生一种感觉:实际上并没有人设计这种飞机,而是由一群戴着眼罩的人,用浆糊和胶带把一些组件组合起来。它的旋转翼低垂,机身上仰的角度几乎可说不合理,而且很多部位从这边或那边突出。千万不要因为这些而对阿帕奇产生错误的观念,要知道,阿帕奇是世界上表现最好、最完整的武器系统。x0dx0a它的机体外壳大部分是铝合金,发动机外罩是设计来支持维人员的重量的,并被用来当作工作平台。此外,整架飞机被设成可以折叠及包装起来,以便利用各种空军运输机运送。x0dx0a机上的两具发动机是GE公司的T-700-GE-701C,每具有1800马力。它们被接上传统的主传动系统,机尾旋翼由一条贯穿机尾的传动轴带动。这个机尾旋翼跟所有传统的单旋翼直升机一样,是用来制衡主旋翼的旋转扭力的,以维持正确的飞行姿势。机前的主旋翼装在传动系统上方,有四个大扇叶,因此,比先前UH-l和AH-1的两叶旋翼,效果更好。较多的扇叶可以增加直升机的升力,而且可以更平顺、更安静地飞行,但必须有足够的发动机力量来维持它们的高速飞行,以及要有良好的工程技术设计出一种旋翼头,可以保持它们的平衡和控制,并且牢牢与机身连结。有些前苏联直升机的设计,甚至有五或六叶的旋翼。x0dx0a事实上,大多数人是在听到他们所熟悉的直升机声音,已经从“呼呼声”改变成低沉的怒吼声后,才发现,直升机的旋翼已经从两片变成四片。x0dx0a编辑本段系统x0dx0a大部分的航电仪器和其他“黑盒子”都装置在前机身两侧的减阻装置里,而这些装置就成了台阶,供人员踏着爬上阿帕奇的驾驶舱内。驾驶舱本身由一块很厚的透明防弹板分隔成前(供副驾驶兼炮手乘坐)和后(供正驾驶乘坐)。所有的驾驶舱玻璃都是平板设计,这种特殊形状主要是为了减少太阳光的反射,因为太阳光的反射会暴露出直升机的位置,而让敌人发现。驾驶舱的装甲结构可以承受23mm高爆弹的直接命中。AH-64驾驶舱的前后两部分都装置标准的飞行操控装置,以及控制直升机飞行所需的显示幕,另外,每位机上人员也都有他们自己的仪表,供他们从事特定任务之用。x0dx0a其中最重要的是马丁-马利艾塔(现与洛克希德合并)“目标获得标定瞄准器”和“飞行员夜视感测系统”(TADS/PNVS),这些都装置在阿帕奇的机鼻上。“飞行员夜视感测系统”位于阿帕奇炮塔的上方,包括一具热影像瞄准器(类似艾布拉姆斯和布莱德雷车上所使用的),而这具瞄准器和飞行员的飞行头盔是同步移动的。这个头盔是很杰出的设计,可以配合每个机员的头型加以调整,使他(她)只要转一下头,就可以使用直升机的武器和感测器瞄准。x0dx0a这套系统任何时候都可使用,不管阿帕奇是在恶劣气候下。在浓雾中、在灰尘中或夜间都可使用。飞行员所看到的景象会显示在连结于头盔上的一个小圆形显示幕上,而这个显示幕位于右眼前。这个眼前显示幕也会显示其他导航与射控资料,让飞行员随时可取得在战场上所需要的各种资讯。x0dx0a控制板上的其余仪表也经过特殊设计,因此,即使是在熄灯的状况下,也不会影响到飞行员的夜视能力。它们大部分都是所谓的“细条状”显示器,也就是说,它们是以直线方式显示各种资讯,但也有一些在汽车仪表板上可以看得到的圆形仪表。当阿帕奇最初被设计时,驾驶舱内的配置被认为是最先进的。未来一代的阿帕奇(像AH-64D“长弓”阿帕奇机型),将以大型多功能电脑控制电子显示幕取代目前大部分的仪表。x0dx0a阿帕奇的主要导航系统是李顿“姿势-飞行方向参考系统”(AHRS),这个系统目前在大部分陆军直升机上都已经是标准装备。这种航向参考系统可以配合ASN-137都卜勒测速系统(这是一种下视雷达,可以感受相对于地面的各种移动)。在几个小时之内,AHRS就可以从一个固定方位“移转”到另一个方位,因此,大部分阿帕奇在它的驾驶舱前方都装有导航卫星“全球定位系统”接收器,让炮手可以用手键人正确的资料。不久之后,将会装置略作修改的AHRS系统,到那时就可以使AHRS自动接收“全球定位系统”的最新资讯。x0dx0a在前驾驶舱内,则是阿帕奇武器系统的主要控制系统。虽然前后两个驾驶舱都可以发射武器,但主要的是副驾驶舱的射手负责阿帕奇的武器瞄准目标,而阿帕奇机上的武器系统都是以装置于机鼻感测旋塔下方的TADS/PNVS系统进行瞄准的。这套系统包括另一组“前现红外线”感测器、一个日间电视摄影机、一套直视放大光学系统、一个激光测距仪和一个配合激光制导武器使用的激光目标标定仪。炮手所戴的飞行头盔上也装有跟后座正驾驶很相似的瞄准器,有眼前显示幕,可以显示目标和相关资料。射手想要对付某个目标时,只需选定合适的武器,把头盔瞄准器上的“死亡点”对准目标,然后扣下扳机。接下来的工作大部分都由机上的射控系统完成。x0dx0a任何武器的目的主要是摧毁敌人,而AH-64几乎可以摧毁它所侦测出来的任何种类的目标。阿帕奇机首下方是一门30毫米M230链炮(麦道公司所制造的),这种链炮所发射的是一种重量很轻的30毫米炮弹,而不是A-10攻击机GAU-8机炮所使用的那种重量型25毫米格林机炮。这种炮弹的编号是M789,有着很小的锥形装药弹头,可以射穿几公分厚的装甲。这表示,它可以从上方或后上方摧毁一辆坦克,而且几乎可以摧毁目前使用中的任何种类的装甲人员运输车,或是战斗车辆(也许只有布莱德雷战斗车和英国的“战士”战斗车例外)。M789炮弹也有人员杀伤破片弹,对于暴露在炮火下的敌人地面部队最有效果。这门M230链炮的装填器可以装填1200发炮弹。x0dx0a阿帕奇其余的武器都挂在机身两边的粗短机翼上,每个机翼下都有挂架用来装置导弹和火箭发射器。目前有计划在机翼上方增设一个挂架,用来装置两枚小型的空对空导弹。美国陆军的部分阿帕奇直升机使用刺针导弹进行空对空的战斗。虽然在“沙漠风暴”中没有机会使用到刺针导弹和M230链炮,但从使用这两种武器进行的空战实验中可以看出,阿帕奇的武器装备足以对付飞进它的射程内的任何飞机。这并不是说,阿帕奇机上的人员可以击落高性能的喷射战斗机,而是说,他们可以击落其他直升机和地面支援机,例如,俄罗斯的SU-25“蛙足”式攻击机。x0dx0a自从直升机开始加装武器以来,小型的非制导式火箭一直就是它们的武器装备之一,AH-64也不例外,它装置了威力强大的2.75英寸(7O毫米)火箭(由BEI防卫系统公司制造)。这种火箭的绰号是“九头蛇-70”,可以携带各式各样的弹头,从10磅(4.5公斤)的高爆(M151)弹头,到烟幕弹(M264)和照明弹(M257)弹头、次口径弹药弹头(M261)都有,甚至还有一种小钢矛弹头(M255)。每一枚火箭包括一个MK66火箭推进器、一个弹头,和一个合适的引信(触发引爆、延迟引爆或是半空引爆)。“九头蛇-70’通常携带可以发射19发火箭的发射荚舱,AH-64可以携带四个这样的荚舱,但在“沙漠风暴”期间,通常只携带两个。在深入敌境的攻击行动中,阿帕奇通常加挂延长飞行范围的副油箱,并因此减少一或更多个火箭发射荚舱。x0dx0a阿帕奇直升机从设计之初,就深切了解长程反装甲导弹的必要性。拖式导弹(TOW)的反装甲效果相当好,但由于受到制导电缆的限制,使得它的射程只有大约3.7公里,而且,在射出拖式导弹后,发射的直升机必须保持静止不动,直到导弹击中目标为止。因此,在“攻击直升机”计划的细节规格中,规定它的武器系统中必须包括全新的反装甲导弹。“洛克威尔国际公司”和“马丁-马利艾塔公司”负责开发及生产这种全新导弹,这就是被编号为AGM-114的“地狱火”导弹。x0dx0a“地狱火”是比拖式导弹稍大的导弹,重量大概为99.6磅(45.3公斤)。跟拖式导弹不一样的是,“地狱火”导弹是由阿帕奇直升机鼻端的TADS/PNVS系统的激光目标标定仪引导,因此,射程更远(超过5英里/8公里),而且,速度更快(超音速)。它的前后排列的弹头(有两个锥形装药,一前一后)也比TOW-2大得多,里面装有20多磅(9.l公斤)的高爆炸药。如果你不清楚这样数量的炸药会造成何种程度的损坏,那么,我可以告诉你,早期的AGM-114C弹头虽然只有一个锥形装药,但不仅能够炸穿伊拉克T-72的装甲,甚至还能把它从焊接处炸成两半!x0dx0a“地狱火”导弹之所以能找到目标,是因为在它弹头前端的光学寻标器已经设定好,可以寻找由阿帕奇TADS/PNVS系统以激光光点标定的目标,或是其他机种如OH-58D的激光目标标定仪所标定的目标。甚至连空军F-15E机腹下的激光目标标定荚舱,也可以替“地狱火”导弹指定目标。x0dx0a一架战斗轰炸机一次只能对单一目标投掷一枚激光制导炸弹,阿帕奇直升机则可以在同一战场上同一时间,发射很多“地狱火”导弹攻击很多不同的目标。每一枚“地狱火”导弹必须“知道”要攻击哪一个激光光点,因此,“地狱火”导弹(以及其他现阶段的激光制导武器)只会攻击某个闪烁特定数位信号的激光光点,而这个信号则是由发射出这个激光光点的飞机所设定的。这不仅解决了使多枚导弹保持射向不同位置目标的问题,同时也使由一架直升机或地面观测员指定攻击目标,然后指引其余直升机把“地狱火”导弹射向这些目标的方式成为可能。x0dx0a于是,发射导弹的直升机可以躲在山后,以免遭到敌人的炮火攻击(“地狱火”导弹的自动导航器可以设定让导弹飞越山头,飞向目标),而另一架装有激光目标标定仪的直升机,则可,以从完全不同的另一个方向“标定”所要攻击的目标。OH-58D装置的是架在桅杆上的瞄准具,它可以把这种瞄准具的头部伸出树梢或山脊线上,然后引导“地狱火”导弹射向目标,而不会暴露任何其他直升机的位置。阿帕奇另外一项有趣的功能是可以连续发射导弹,彼此间隔时间很短(例如,可以间隔5秒)。如果阿帕奇的射手准备攻击三或四辆排在一起的坦克,他可以发射第一枚激光制导导弹攻击第一辆坦克,然后快速攻击另一辆坦克,接着又攻击旁边的坦克,直到所有的坦克都被摧毁,或是射光机上所有的导弹为止。万一阿帕奇没有刺针导弹可用,“地狱火”导弹甚至可以被当作空对空导弹使用。如果像直升机大小的飞机被“地狱火”导弹击中,准死无疑!x0dx0a在“地狱火”导弹开发期间,一切都按照进度进行,而且未超出预算,技术上也没有发生太大的问题,只是增加了一些修改而已。在基本的A型阿帕奇直升机上加装双重模式弹头(用来对付爆炸反应装甲)和新的数位自动制导仪器(使炮手可以选择让导弹以高或低的抛射物飞行路线飞向目标),使得现有的AH-64A阿帕奇和OH-58D“奇欧瓦战士”一样,都拥有AGM-114F反坦克导弹。另一方面,还计划发展一种利用毫米波制导的新型导弹,名叫“长弓地狱火”导弹,准备在几年后推出使用。
8. 运输机的未来发展是怎样的
在大型运输机领域,俄罗斯有着非常雄厚的技术基础,生产的运输机被销售往许多国家,其中就包括我国。然而,俄罗斯并没有满足于目前的成就,现在又开始了新一代战略运输机的研制,该项目为PAK TA的项目。
同传统的运输机相比,PAK TA新一代隐身运输机的机身宽大得多。按照俄罗斯方面的计划,在2024年之前总共会建造80架PAK TA隐身运输机,这些隐身运输机足以运送400辆最新的T-14坦克。PAK TA服役之后,意味着俄罗斯的战略空运能力将得到极大的增强。
提出新一代运输机项目的不仅仅有俄罗斯一家,美国也提出了新一代隐身运输机设计概念。在我国运-20快要进入部队的时候,这些运输机强国已经甩开腿飞快地奔跑了。百年航空,我们没有停歇的机会。
2014年2月18日报道通常情况下,飞机性能驱动军用飞机设计决策,能源消耗对飞机设计的影响是次要的。但随着燃料成本的提高以及预算的减少,这种状态正在发生转变。能源正迅速成为限制飞机设计的关键约束,这可能重塑飞机设计观念。
目前,美国空军努力降低燃料消耗,为此他们专注运输机和空中加油机队,因为运输机和空中加油机每年消耗航空燃油占总量的三分之二。尽管近期飞机改型(如编队飞行,翼梢小翼以及其他的减阻装置)能够降低燃油消耗,但这不是长远之计。
空军研究实验室的RCEE高能效颠覆性布局项目表明:显著降低燃油消耗将可能是飞机设计观念的最大变化。
RCEE项目的第1阶段于2009 年11启动,该阶段的目标是下一代空中运输队的燃油消耗比现在降低90%。2011年启动了RCEE项目的第二阶段,该阶段将持续到2015年,在这阶段,各公司将研究特殊的飞机布局来降低燃油消耗。
在第一阶段,波音公司提出了混合运输编队,这种编队能达到燃油消耗减少90%的目标:有效载荷为20吨的全电绗架翼型设计;有效载荷为40吨的分布式推力混电设计;有效载荷为100吨的翼身融合混电设计。在第二阶段,波音公司密切关注分布式推力、混合燃料推进设计。
洛克希德·马丁公司为了达到燃油消耗减少90%的目标,在第一阶段对飞机布局以及各种技术进行了大量的研究,研究表明翼身融合混合布局(HWB)可能对降低燃油消耗
具有最大潜能。在第二阶段,洛克希德马丁公司进一步细化了HWB概念,HWB概念是翼身融合布局和传统布局的结合,机体前部采用翼身融合布局,这种布局具有高效率的空气动力和结构,后部采用机身加尾翼传统布局,这种布局有利于运输机的空运特别是空投。
采用双发的HWB布局的飞机可以携带22万磅(100吨)的有效载荷(包括C-5运输机可以运输的所有特大货物),起飞距离不到6500英尺(1981米),飞行距离可达3200海里(5926公里)。由于HWB采用了新发动机,具有高效的空气动力学和更轻的结构,与波音公司研制的C-17运输机相比HWB布局飞机将可
以降低70%的燃油消耗。洛克希德·马丁公司航空工程师里克·胡克说,“如今我们的技术已经成熟,我们可以制造出这种飞机并且经济上可承受”。
洛-马公司最近正式亮相了一款未来高度翼身融合方案运输机。该方案经过了6年研发,才得以初步成形。按照设计要求,它可以运载目前仅有C-5战略运输机所能搭载全部超限物资,而耗油量仅有波音C-17的70%不到。
该方案采用上置发动机吊舱布局,可以安装直径更大,燃油效率更高的高涵道比发动机。