阿帕奇直升机工作原理.pdf

阿帕奇直升机工作原理阿帕奇直升机工作原理 阿帕奇是美国军械库中主要的武装直升机 其他国家 地区 包括英国 以色 列和沙特阿拉伯 也为其部队配备了阿帕奇 第一款阿帕奇直升机由休斯直升机公司在 20 世纪 70 年代设计 并于 1985 年开始服役 美军正逐渐用更先进的长弓阿帕奇 AH 64D 取代最初设计的 AH 64A 阿帕奇 1984 年 麦道公司收购了休斯直升机公司 1997 年 波音公 司与麦道公司合并 现在 阿帕奇直升机由波音公司制造 而总部位于英国的 GKN 韦斯特兰直升机公司则制造英系阿帕奇 WAH 64 阿帕奇直升机是战争史上的一次革命 它就像一部飞翔的坦克 一架能够 抵御猛烈的攻击并重创对手的直升机 无论白天还是晚上 无论天气条件多么恶 劣 它都能瞄准特定目标 它是一种令地面部队望而生畏的武器 本文将介绍阿帕奇那令人称奇的飞行系统 武器系统 传感器系统以及装甲 系统 分开来看 每个系统都属于尖端技术 而当它们组合在一起时 就构成了 一件难以置信的武器 迄今为止最具杀伤力的直升机 就其核心功能来说 阿帕奇和其他任何直升机的工作方式几乎一样 有两个 螺旋桨 带动多个桨叶旋转 桨叶像飞机的机翼一样翘起 螺旋桨旋转时 桨叶 产生上升力 主螺旋桨位于直升机顶部 带动 4 个约 6 米长的桨叶旋转 飞行员通过调整 旋转斜盘来操纵直升机 旋转斜板通过改变桨叶的姿态角 倾斜角度 来增加上 升力 均匀地调整所有桨叶的姿态角可使直升机垂直升降 当浆叶旋转起来后改 变姿态角可以产生不均匀的上升力 从而使直升机沿特定方向侧飞 在主螺旋桨旋转时 会给整个直升机施加一种旋转力 尾部螺旋桨桨叶产生 抗拒力 从而将尾桁推向相反方向 通过改变尾部螺旋桨桨叶的迎角 飞行员可 以让直升机向任意方向旋转或根本不让它转向 而阿帕奇有两个尾部螺旋桨 每 个螺旋桨有两个桨叶 AH 64A阿帕奇直升机上的螺旋桨装置 最新的阿帕奇直升机装备有两个通用电气 T700 GE 701C 涡轮轴引擎 每个 引擎的功率大约为 1 700 马力 1249 5 千瓦 1 马力 0 735 千瓦 分别驱动一个 传动轴 而传动轴和一个简单的传动箱相连接 传动箱将旋转角度改变大约 90 度并将动力传递给传动装置 传动装置将动力传递给主螺旋桨和通向尾部螺旋桨 的一根长轴 螺旋桨已经过优化 可以提供普通直升机所不具备的高灵活性 桨叶的核心结构由五个称为 桁条 的不锈钢臂组成 由一个玻璃纤维骨架 包裹着 每个桨叶的后缘都覆盖有坚硬的石墨合成材料 前缘由钛制成 钛非常 坚硬 经得起树枝和其他较小障碍物的剐蹭 这有助于阿帕奇进行贴地飞行 沿 着地表巡航 为了悄悄地逼近目标或躲避攻击 阿帕奇时常需要贴地飞行 尾 翼可协助阿帕奇在贴地飞行或盘旋时保持平稳 为了方便运输 阿帕奇的桨片和机翼被拆卸下来 基于上述介绍 您可能会说 阿帕奇只不过是一架高级直升机罢了 这就像 把詹姆斯 邦德的阿斯顿 马丁战车说成是高级轿车一样荒谬 事实上 正如下面 各节所述 阿帕奇直升机先进的武器系统将其归入了一种完全不同的类别 海尔法导弹海尔法导弹 阿帕奇的主要作战任务是摧毁地面的重装甲目标 如坦克和碉堡等 如此强 大的摧毁力需要有重型火炮 而要直升机做到这一点还需要极其精密的瞄准系 统 阿帕奇的主要武器 梅尔法 导弹可以满足这种需要 每一枚导弹都是一个 拥有自己的制导计算机 操纵系统和推进系统的小型飞行器 它有效装载的高爆 铜罩装药弹头足以穿透目前最厚重的坦克装甲 一架阿帕奇直升机在演习中发射两枚海尔法导弹 阿帕奇携带的导弹装在与机翼上的外挂架相连的四个发射滑轨上 每个机翼 有两个外挂架 每个外挂架又可携带四枚导弹 因此阿帕奇一次可以装载多达 16 枚导弹 在发射前 各导弹直接从直升机计算机接收指令 当计算机发送开 火信号时 导弹就会引燃推进剂 一旦推进剂的推动力达到大约 500 磅 225 公 斤 1 磅 0 45 公斤 导弹就会脱离发射轨 当导弹继续加速时 加速度产生的 力量将触发解除保险装置 当导弹接触到目标时 撞击感应器就会引爆弹头 最早的海尔法导弹设计使用激光制导系统来命中目标 在该系统中 阿帕奇 的炮手使用高强度激光束瞄准目标 有时由地面部队操作激光 激光按特定的 编码模式进行脉动开关 每个发射轨可携带四枚海尔法导弹 在发送开火信号之前 阿帕奇机载计算机会将特定的激光脉冲模式告知导弹 的控制系统 导弹前端有激光扫描器 可探测出目标反射回来的激光 这样导弹 就可以知道目标所在位置 激光导航系统会计算导弹需要向哪个方向偏转 从而 使导弹不偏不倚地迎上反射回来的激光 通过移动导弹的飞翼 导航系统就可以 改变导弹的路线 这和飞机的导航基本一样 激光制导的海尔法导弹虽然非常有效 但也存在一些明显的缺陷 云层或其他障碍物可能会遮挡激光束 使激光束无法到达目标 导弹穿过云层时可能会丢失目标 在导弹接触到目标之前 直升机 或地勤人员 必须保持激光锁定在目标上 这意味着直升机必须暴露在外 因而容易受到攻击 长弓阿帕奇直升机上使用的海尔法 II 型导弹则克服了上述缺点 这种导弹 使用雷达追踪器来代替激光追踪系统 直升机上的雷达负责定位目标 而导弹则 负责瞄准目标 由于云层和障碍物不会阻碍无线电波 所以导弹更容易找到目标 另外 由于不使用激光聚焦目标 直升机可以在发射导弹后立即躲藏起来 火箭和链式枪火箭和链式枪 阿帕奇通常用两个海德拉火箭发射器取代两枚海尔法导弹 每个火箭发射器 装有 19 个存放在发射筒中的 2 75 英寸 6 99 厘米 1 英寸 2 54 厘米 可折叠翼 火箭弹 发射火箭时 火箭发射器触发火箭筒后部的点火装置 阿帕奇的炮手可 以一次发射一枚 也可以成批发射 当火箭离开发射器后 其侧翼会展开 从而 起到平衡的作用 AH 64A阿帕奇直升机上的海德拉火箭发射器 右 和海尔法导弹发射滑轨 左 火箭会使用不同的弹头 例如 弹头装载的可能是高能炸药 也可能只是产 生烟雾的材料 还有一种配置是携有若干炸弹的弹头 这是一种从火箭上弹射开 并从空中冲向地面目标的小炸弹 对于近距离目标 枪手可以用一门安装在直升机机鼻下方的旋转枪架上的 M230 30 毫米口径自动机关枪进行射击 机枪手利用座舱内的高精度计算机系统 进行瞄准 计算机控制液压系统上下左右移动和旋转枪架 AH 64A阿帕奇上的 M 230A1 型 30 毫米口径自动机关枪 自动加农炮为链式枪设计 并装配有电动马达 马达使链条转动 链条来回 滑动枪栓来完成装弹 射击 抽出和弹出弹壳等动作 这和常见的利用炸药爆炸 力或子弹飞行的力量来移动枪栓的机关枪不同 子弹由机枪上方的弹仓经输弹槽进入枪膛 弹仓最多可装 1 200 发子弹 而 机关枪每分钟可发射 600 到 650 发子弹 机关枪连续发射的高爆子弹可穿透轻型 装甲 阿帕奇直升机驾驶舱分为前后相连的两部分 飞行员坐在后排 副驾驶兼机 枪手坐在前排 驾驶员操纵直升机 机枪手瞄准目标并开火 考虑到一个飞行员 可能需要进行全盘操控的情况 座舱的这两个部分均包含飞行和开火控制系统 阿帕奇的驾驶舱分为两部分 飞行员坐在后排 机枪手坐在前排 后排座椅比前排高 因此飞行员可以看 清楚前面的情况 飞行员采用集中和循环控制系统驾驶阿帕奇 这和其他直升机上的情况相 似 控制系统利用机械液压系统和数字稳定系统操纵螺旋桨 数字稳定系统调整 液压系统的压力 使直升机平稳飞行 稳定系统还可以在短时间内使直升机自动 盘旋 在长弓阿帕奇上 三个显示屏为飞行员提供大部分的导航和飞行信息 这些 数字显示屏比传统的仪表盘更容易阅读 飞行员只要按显示屏一侧的按钮就可以 找到所需信息 长弓阿帕奇驾驶舱内部 阿帕奇最大的亮点是其精密的传感器装备 长弓阿帕奇利用安装在天线杆上 的雷达来探测周围地面武装 飞行器和建筑 雷达天线使用毫米无线电波进行工 作 这种电波可以探测出射程内所有物体的形状 雷达信号处理器将这些形状和 数据库中的坦克 卡车以及其他飞行器和装置进行比较 从而识别出各个潜在目 标的大致种类 计算机则将这些目标显示在飞行员和机枪手的显示屏上 长弓阿帕奇在天线杆上装有醒目的雷达罩 飞行员和机枪手在夜间作战时均使用夜视仪 夜视仪使用前视红外 FLIR 系统 可检测发热物体释放的红外线 有关更多信息 请参见夜视仪工作原理 飞行员的夜视仪和阿帕奇机鼻上方的旋转枪架相连 机枪手的夜视仪则和机 鼻下方单独的枪架相连 下方枪架还装备有机枪手白天使用的普通摄像机和望远 镜 阿帕奇直升机上的传感器阵列 计算机将夜视或视频图像传输到每个飞行员头盔上的一个小型显示装置 视 频显示将图像投射到飞行员右眼前面的单目透镜上 驾驶舱中的红外感应器追踪 飞行员头盔的位置并将此信息反馈到枪架控制系统 每个飞行员通过简单地移动 头部就能瞄准这些传感器 当然也可以手动控制这些传感器 阿帕奇直升机中的头盔瞄准系统 下面 让我们来看一下飞行员和机枪手的战时保护系统 躲避与装甲躲避与装甲 阿帕奇的第一道防线是使自己远离攻击范围 如上所述 它经过专门的设计 可以贴地飞行 并且只要有可能 还可以隐藏在掩体后面 阿帕奇还可以避开敌 人的雷达扫描 如果飞行员通过机载扫描器发现了雷达信号 他们可以启动雷达 干扰仪来干扰敌人 通过减少红外信号 释放的热能 阿帕奇还可以躲避热追踪导弹 黑洞 红外辐射抑制系统能通过混合引擎排放的热气与直升机周围的气流来驱散引擎 产生的热量 冷却的气体随后通过一个进一步吸热的特制过滤器 长弓阿帕奇还 装有一个红外干扰仪 它可以生成变频红外能量来干扰热追踪导弹 阿帕奇全身覆盖有厚重的装甲 有些部位还加盖了 Kevlar 纤维软装甲以增 强防护 驾驶员座舱则用多层加固装甲和防弹玻璃保护起来 据波音公司称 阿 帕奇直升机的所有部位都能抵挡 12 7 毫米子弹的攻击 而至关重要的引擎和螺 旋桨部件则可承受 23 毫米口径的火力 驾驶员座舱周围的区域在遭受撞击时会