被央視記者獨家探訪,卡-52直升機的優缺點都很突出


也同樣在近期,俄國防部宣布與俄直升機公司簽署訂購卡-52M直升機的合同。作為卡-52直升機的最新改型,該機目前還處於測試中,如果進度順利,第一架產品將在2022年交付俄軍服役。

卡-52

基於卡-52的現代性改進

正如大多數後綴帶有「M」的俄式裝備一樣,卡-52M也是一種主要基於已有裝備平台、通過各種現代化改進措施來提升作戰能力的發展型號。

根據現有的公開信息,該機的改進工作主要圍繞著全天候作戰能力開展,主要的幾個關鍵點如下:

1.傳感器大幅度升級

卡-52M安裝了全新的主動相控陣雷達。原有的光電探測系統也得到了升級,對目標的探測、識別能力有了明顯的提升。

2.機載任務處理設備大幅度升級

卡-52M對於數據的計算能力更強。結合傳感器性能的提升,目前俄方宣稱尤其是在夜間,卡-52M對目標的探測、識別範圍比原來要增加一倍。

3.更強的通信和信息處理能力

卡-52M可能將獲得「直升機-無人機協同作戰」的能力。但從目前公開的消息看,無人機的作用主要在於向K-52M提供戰場信息,而尚不具備協同攻擊目標的能力。此外,目前也尚不清楚俄軍有哪些型號的無人機能與卡-52M進行協同。

4.更強的複雜環境適應能力

旋翼系統採用了更大功率的加熱設計,以提升防冰除冰能力,這使直升機能適應包括北極地帶在內、更為寒冷地區的作戰需求。起落架改善了輪胎的承重和耐磨性能,並增加了照明防護設計。

5.更大的作戰半徑

據說卡-52M的作戰半徑將增大,但俄方未透露技術詳情。推測是基於機載設備減重、以及發動機改進帶來的油耗下降。

6.配備更先進、射程更大的飛彈

作為俄羅斯最為知名的軍用直升機之一,卡-50/52系列直升機是前蘇聯卡莫夫設計局的經典作品。

其最大設計特色在於採用了共軸式雙旋翼設計。這種布局的主要特點在於兩個方面:

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在蘇聯時代晚期的武裝直升機競爭中,卡-50的最大懸停高度甚至超過米-28A高達500至1000米。二者的差距直到卡-52雙人化顯著增重、米-28N更換大功率發動機後才明顯縮小。

首先,它取消了直升機常規布局中的尾槳——尾槳為了產生一個側向的拉力,保持直升機的飛行平衡,需要消耗掉10-15%的發動機功率,而且需要更長更重的尾梁。其次在共軸的雙旋翼中,上層的旋翼能有效提升下層旋翼的氣動效率,所需要的旋翼直徑更小。

因此在同噸位級別的直升機中,共軸布局的機型往往尺寸最為緊湊,結構重量更輕,轉向更敏捷靈活,爬升和懸停能力更強——特別是在大重量載荷(燃油、聲吶、武器)任務下,在高溫、較高海拔等不利條件下飛行時。

這也是數十年以來,蘇聯與俄羅斯海軍在艦載直升機的裝備論證和採購上對於共軸布局的型號特別偏愛的關鍵所在。

緊湊靈活的卡-28直升機極其適合機庫和飛行甲板狹小的軍艦

一架卡式艦載直升機在甲板上出現地面耦合共振。上下槳葉的揮舞幅度越來越大,相互撞擊後導致全機損毀

但是共軸直升機最大的隱患也源自對轉的槳葉。

受限於材料等方面的性能,傳統直升機的槳葉實際上都是柔性的,在高速旋轉過程中會不停的上下彎曲揮舞。

因此共軸直升機相較於常規尾槳布局、縱列旋翼布局等設計;從幾何空間的結構分布因素上,就多出了上下兩組旋翼相互撞擊的可能性。

人類航空史上第一架現代概念上的直升機,就是義大利人 Corradino D’Ascanio在1930年製造的共軸直升機

卡-50在最初的試飛中就因此連續出現了兩次機毀人亡的事故,並為此先後多次修改飛行手冊——比如將最大飛行過載從3.5G降低到3.0G。

特別是1998年6月17日的第二次試飛事故,俄羅斯少將試飛員沃羅比約夫不幸遇難,一度衝擊了整個卡-50的命運——1998年9月,俄羅斯國防部以經濟困難為由,宣布取消訂購卡-50;2004年,俄羅斯國防部甚至一度宣布未來將以米-28作為主力攻擊直升機,僅採購少量卡-52。

猛烈的氣流和突然的飛行動作都可能使槳葉的揮舞幅度超過安全限制

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阿帕奇直升機在研發的早期階段也出現過旋翼在前推駕駛杆做飛行機動時,旋翼擊打座艙頂部的事故。為此,設計團隊先後將旋翼的主軸高度增加25公分、15公分,兩次累計增高了40公分。

這也是共軸類直升機,迄今為止始終沒有出現過類似CH-47或者米-26這樣重型或者超重型機種的原因——

因為噸位越大,需要的旋翼尺寸越大、揮舞變形幅度也越大,最終出現互撞事故的機率也會更大。全球已經實現實用化的共軸直升機中,最大起飛重量均不到13噸。

為戰而生,死傷概率卻……

共軸直升機的這一設計特點及其可能存在的安全問題,使得它一旦遭遇槳葉互撞的事故時,難以採用傳統直升機的救生方式。

傳統直升機的救生主要是依靠旋翼的自旋,減緩機體的下墜速度,結合座椅支撐結構的被動變形進行吸能緩衝,儘可能減少人員受傷死亡的概率。

直升機自旋迫降原理圖

但在共軸直升機上,一旦出現槳葉互撞嚴重損毀,那麼就不可能再有自旋減速的餘地了。這是卡-52作為專業武裝直升機,必然面臨較高戰損概率時,不得不另闢蹊徑,選擇火箭牽引式救生原理的一個關鍵因素。

火箭牽引式救生原理

火箭牽引系統最早由美國在60年代發明,這是揚基系統的彈射試驗照片,目前它廣泛引用在美歐低速飛機上

在飛行員在需要緊急逃生時,卡-50/52直升機首先會首先引爆火工品,炸斷並拋離旋翼;隨後引爆座艙風擋玻璃上的爆炸索,開闢出飛行員離機通道;最後座椅的K-37救生座椅開始工作,將飛行員牽引出機外,在一段時間後打開降落傘。

雖然這種救生方式在原理上是可行的。但從實際事故的統計數據來看,卡-50/52一旦出現墜機事故,飛行員獲救的概率可以說相當不理想,其救生系統的總體效能、特別是性價比,顯著低於主流直升機的被動式設計。

在此前的一次卡-52事故中,一名飛行員當場死亡,另一名幾天內傷重不治

總體來說,卡-52直升機是一種設計上優缺點都非常顯著的型號。在目前俄軍的裝備體系中,它與傳統構型的米-28在數量上大體相當,這其中有多少是看重卡-52的性能表現,有多少是為了平衡不同企業的生存發展,箇中細節大概只有俄羅斯人自己才清楚了。

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