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被央视记者独家探访,卡-52直升机的优缺点都很突出

2021-09-14 18:00:49 中国航空新闻网 看航空专栏

9月11日,央视客户端发布了一则总台记者探访俄罗斯卡-52武装直升机制造厂的消息。

也同样在近期,俄国防部宣布与俄直升机公司签署订购卡-52M直升机的合同。作为卡-52直升机的最新改型,该机目前还处于测试中,如果进度顺利,第一架产品将在2022年交付俄军服役。

卡-52

基于卡-52的现代性改进

正如大多数后缀带有“M”的俄式装备一样,卡-52M也是一种主要基于已有装备平台、通过各种现代化改进措施来提升作战能力的发展型号。

根据现有的公开信息,该机的改进工作主要围绕着全天候作战能力开展,主要的几个关键点如下:

1.传感器大幅度升级

卡-52M安装了全新的主动相控阵雷达。原有的光电探测系统也得到了升级,对目标的探测、识别能力有了明显的提升。

2.机载任务处理设备大幅度升级

卡-52M对于数据的计算能力更强。结合传感器性能的提升,目前俄方宣称尤其是在夜间,卡-52M对目标的探测、识别范围比原来要增加一倍。

3.更强的通信和信息处理能力

卡-52M可能将获得“直升机-无人机协同作战”的能力。但从目前公开的消息看,无人机的作用主要在于向K-52M提供战场信息,而尚不具备协同攻击目标的能力。此外,目前也尚不清楚俄军有哪些型号的无人机能与卡-52M进行协同。


4.更强的复杂环境适应能力

旋翼系统采用了更大功率的加热设计,以提升防冰除冰能力,这使直升机能适应包括北极地带在内、更为寒冷地区的作战需求。起落架改善了轮胎的承重和耐磨性能,并增加了照明防护设计。

5.更大的作战半径

据说卡-52M的作战半径将增大,但俄方未透露技术详情。推测是基于机载设备减重、以及发动机改进带来的油耗下降。

6.配备更先进、射程更大的导弹

共轴式设计:是经典也是桎梏

作为俄罗斯最为知名的军用直升机之一,卡-50/52系列直升机是前苏联卡莫夫设计局的经典作品。

其最大设计特色在于采用了共轴式双旋翼设计。这种布局的主要特点在于两个方面:

在苏联时代晚期的武装直升机竞争中,卡-50的最大悬停高度甚至超过米-28A高达500至1000米。二者的差距直到卡-52双人化显著增重、米-28N更换大功率发动机后才明显缩小。

首先,它取消了直升机常规布局中的尾桨——尾桨为了产生一个侧向的拉力,保持直升机的飞行平衡,需要消耗掉10-15%的发动机功率,而且需要更长更重的尾梁。其次在共轴的双旋翼中,上层的旋翼能有效提升下层旋翼的气动效率,所需要的旋翼直径更小。

因此在同吨位级别的直升机中,共轴布局的机型往往尺寸最为紧凑,结构重量更轻,转向更敏捷灵活,爬升和悬停能力更强——特别是在大重量载荷(燃油、声呐、武器)任务下,在高温、较高海拔等不利条件下飞行时。

这也是数十年以来,苏联与俄罗斯海军在舰载直升机的装备论证和采购上对于共轴布局的型号特别偏爱的关键所在。

紧凑灵活的卡-28直升机极其适合机库和飞行甲板狭小的军舰

一架卡式舰载直升机在甲板上出现地面耦合共振。上下桨叶的挥舞幅度越来越大,相互撞击后导致全机损毁

但是共轴直升机最大的隐患也源自对转的桨叶。

受限于材料等方面的性能,传统直升机的桨叶实际上都是柔性的,在高速旋转过程中会不停的上下弯曲挥舞。

因此共轴直升机相较于常规尾桨布局、纵列旋翼布局等设计;从几何空间的结构分布因素上,就多出了上下两组旋翼相互撞击的可能性。

人类航空史上第一架现代概念上的直升机,就是意大利人 Corradino D'Ascanio在1930年制造的共轴直升机

卡-50在最初的试飞中就因此连续出现了两次机毁人亡的事故,并为此先后多次修改飞行手册——比如将最大飞行过载从3.5G降低到3.0G。

特别是1998年6月17日的第二次试飞事故,俄罗斯少将试飞员沃罗比约夫不幸遇难,一度冲击了整个卡-50的命运——1998年9月,俄罗斯国防部以经济困难为由,宣布取消订购卡-50;2004年,俄罗斯国防部甚至一度宣布未来将以米-28作为主力攻击直升机,仅采购少量卡-52。

猛烈的气流和突然的飞行动作都可能使桨叶的挥舞幅度超过安全限制

阿帕奇直升机在研发的早期阶段也出现过旋翼在前推驾驶杆做飞行机动时,旋翼击打座舱顶部的事故。为此,设计团队先后将旋翼的主轴高度增加25公分、15公分,两次累计增高了40公分。

这也是共轴类直升机,迄今为止始终没有出现过类似CH-47或者米-26这样重型或者超重型机种的原因——

因为吨位越大,需要的旋翼尺寸越大、挥舞变形幅度也越大,最终出现互撞事故的几率也会更大。全球已经实现实用化的共轴直升机中,最大起飞重量均不到13吨。

为战而生,死伤概率却……

共轴直升机的这一设计特点及其可能存在的安全问题,使得它一旦遭遇桨叶互撞的事故时,难以采用传统直升机的救生方式。

传统直升机的救生主要是依靠旋翼的自旋,减缓机体的下坠速度,结合座椅支撑结构的被动变形进行吸能缓冲,尽可能减少人员受伤死亡的概率。

直升机自旋迫降原理图

但在共轴直升机上,一旦出现桨叶互撞严重损毁,那么就不可能再有自旋减速的余地了。这是卡-52作为专业武装直升机,必然面临较高战损概率时,不得不另辟蹊径,选择火箭牵引式救生原理的一个关键因素。

火箭牵引式救生原理

火箭牵引系统最早由美国在60年代发明,这是扬基系统的弹射试验照片,目前它广泛引用在美欧低速飞机上

在飞行员在需要紧急逃生时,卡-50/52直升机首先会首先引爆火工品,炸断并抛离旋翼;随后引爆座舱风挡玻璃上的爆炸索,开辟出飞行员离机通道;最后座椅的K-37救生座椅开始工作,将飞行员牵引出机外,在一段时间后打开降落伞。

虽然这种救生方式在原理上是可行的。但从实际事故的统计数据来看,卡-50/52一旦出现坠机事故,飞行员获救的概率可以说相当不理想,其救生系统的总体效能、特别是性价比,显著低于主流直升机的被动式设计。

在此前的一次卡-52事故中,一名飞行员当场死亡,另一名几天内伤重不治

总体来说,卡-52直升机是一种设计上优缺点都非常显著的型号。在目前俄军的装备体系中,它与传统构型的米-28在数量上大体相当,这其中有多少是看重卡-52的性能表现,有多少是为了平衡不同企业的生存发展,个中细节大概只有俄罗斯人自己才清楚了。

责任编辑:实习编辑