韩国“完美雄鹰”直升机

熊佳   2016-11-25 03:38:59

文/熊佳3月14日进行演习的KUH-1“完美雄鹰”直升机3月14日,参加“鹞鹰”军事演习的韩国陆军第二作战司令部投入了250多名特种部队官兵和20余架直升机,展开了机降渗透演练。其中在大邱地区的特种部队官兵搭乘多架由韩国航宇工业公司(KAI)生产的KUH-1“完美雄鹰”通用直升机在“敌军”阵地进行了机降。这表明该型直升机在去年6月首次装备韩国第二作战司令部之后已正式成军并形成了战斗力。

国产雄心与现实需求催生

韩国在进入新世纪后日益重视国防自主,在武器方面越来越强调自主研制和生产。2006年初,韩国决定研制国产新型通用直升机(简称KUH),主要目的有两个。一是取代韩国陆军现役的美制UH-1H和MD-500D轻型直升机。这两款直升机都是韩国在上世纪70年代引进的,最早装备的在进入新世纪后已经退役,仍在韩国陆军服役的寿命也有20年以上了,机体已很老旧,性能也难以满足韩国陆军的要求了,所以必须替换。二是提升韩国的军工水平尤其是航空工业水平,使韩国逐步成为航空强国。

经过竞标,韩国航宇工业公司联手法国空客旗下的欧洲直升机公司在2006年6月赢得这份价值1万3千亿韩元(约合12亿美元)的韩国通用直升机研发合同,这也是韩国和美国之外的公司合作的最昂贵的装备项目。在整个研制成本中,84%由韩国政府承担,16%由韩国航宇工业公司和欧直公司承担。

按照两家企业的分工,韩国航宇工业公司作为主承包商,负责通用直升机的总体设计、试飞和生产;作为首要子承包商的欧直公司负责派出专家到庆尚南道泗川的韩国航宇工业公司总部,向韩国工程师传授设计经验、方法,并提供现场指导。此外,欧直公司还要向韩国航宇工业公司进行动力传动系统、主减速器、尾梁、尾减速器、自动飞行控制系统和桨毂的技术转让。

2007年7月,韩国航宇工业公司选择三星集团旗下的三星泰科公司为发动机、动力传动系统的子承包商。同年12月,欧直公司与三星泰科签署了动力传动系统的技术转让合同。

2009年8月31日,KUH基本型KUH-1“完美雄鹰”的第1架原型机在韩国航宇工业公司泗川工厂下线。次年3月,KUH原型机成功进行了首飞,这也让韩国成为世界上第11个有能力研发和生产直升机的国家。2011年,韩国陆军与韩国航宇工业公司签署了采购245架基本型KUH-1“完美雄鹰”直升机的合同,总价值高达4.4兆亿韩元(约合43亿美元)。

“完美雄鹰”总共试飞了大约2 000架次,包括2012年12月至2013年2月在美国阿拉斯加成功完成的50架次极端严寒天气试飞,航程超过1.1万千米。

3月14日的演习中,韩国特种兵从“完美雄鹰”上索降按计划,韩国陆军订购的KUH-1“完美雄鹰”应该在2012年6月开始交付,但由于2008年金融危机的影响以及韩、法双方在技术转让上出现问题,KUH-1的批量生产被迫推迟。直到2013年5月22日,韩国官方才宣布首批10架KUH-1直升机部署到忠清南道论山市的陆军航空学校。韩国总统亲自到场参加了KUH-1直升机的交付仪式。

2015年6月,KUH-1 开始进入韩国陆军第二作战司令部服役。而从今年开始,韩国航宇工业公司计划将KUH-1的产量提高到每月3架。

除韩国陆军这个最大客户外,韩国国家警察厅在2012年和2013年陆续采购了4架衍生型KUH-1P“黄头海雕”,其中3架已经交付,剩余1架将在2017年交付;韩国海军也对KUH很感兴趣,拟采购一批KUH-ASW型,搭载到水面舰艇上从事反潜作战和反水面作战;海军陆战队则希望采购40架KUH两栖型直升机,主要搭载于两栖舰艇上,以提高垂直登陆能力和两栖运输能力。2015年11月,韩国海军陆战队明确了采购计划,正式采购合同有望在今年内签署。此外,韩国航宇工业公司还在今年1月25日首次试飞了KUH医疗型直升机,预计可以在2018年正式交付(但韩国没有说明具体用户)。

技术性能

KUH-1“完美雄鹰”通用直升机并非原创设计,而是以欧直公司的AS332“超美洲豹”直升机为基础改进,在外形上与“超美洲豹”很相似,都为单旋翼、带尾桨、并列座舱的常规布局;机身为全金属半硬壳结构;尾桨位于尾梁右侧,左侧装有水平安定面;尾梁末端下方有一个尾撬,作用是对尾梁进行支撑,防止在机尾朝下着陆时尾桨受损;两台发动机并列安装在驾驶舱上方;桨毂顶端护罩形似一个倒扣的碗;采用液压前三点式起落架,前轮为自定中心双轮,后轮单轮,装双腔油-气减振器。KUH-1也有一些与“超美洲豹”区别明显的地方,如:机身流线型更好,飞行阻力更小;发动机两侧的排气口加装了导流罩;尾梁后下方取消了鳍板;起落架改为不可收放式,并取消了机身两侧的后轮起落架舱。

KUH-1的机身由铝锂合金隔框和蒙皮组成。锥形机头、驾驶舱上部的整流罩、驾驶员/乘员舱门和尾梁后段上部及多数尾部部件使用凯夫拉材料,驾驶舱外部结构采用碳纤维增强塑料和凯夫拉混合材料,安置燃油箱的地板结构采用铝蜂窝夹层材料,机身夹板和尾梁前段采用铝锂合金材料,尾梁后段下部和垂尾中心板采用碳纤维材料。KUH-1的复合材料用量按全机重量计算超过了一半,这有几个好处:一是有效降低了全机结构重量;二是提高了隐身能力;三是提高了抗冲击、抗坠毁能力。

KUH-1的桨毂采用纤维弹性体设计,由复合材料板、钛合金中心件和弹性轴承组成。这种柔性桨毂安全、可靠,可以避免采用挥舞铰、摆振铰和变距铰的全铰接式桨毂所存在的结构复杂、重量大、维护量大以及寿命低的不足,对减少维护量和提高出勤率都大有好处。主旋翼为4片桨叶、全铰接结构。复合材料制成的桨叶采用优化的抛物线外形,桨叶叶尖后掠,当直升机在高速飞行时具有低噪声特性并能提高升力。利用桨叶剖面的复合材料挠曲特性,桨叶可作挥舞和摆振运动。尾桨也是采用4片由复合材料制成的桨叶,前缘用金属防蚀片加以保护。与全金属桨叶相比,复合材料桨叶重量大为降低、升力效率高,而且使用寿命更长(几乎与直升机的服役年限相同),噪声更低,并且不会出现金属桨叶易出现而又不易被发现的金属疲劳问题。新一代电子监控系统可随时对旋翼系统及外界温度进行监测,通过除冰系统防止旋翼结冰,保证飞行安全性。

KUH-1采用的涡轴发动机是由美国通用电气与韩国三星泰科联合研制的T700-ST-701K,每台输出功率1 647轴马力。所谓的联合研制实际上是韩国仿制。T700-ST-701K与美国“黑鹰”直升机的T700-GE-701C涡轴发动机在结构上基本相同,只是改用了T700-ST-701D的核心机,功率也有所下降(美国原版为1 800轴马力)。不过,T700-ST-701K采用了新的全权限数字式发动机控制系统(FADEC),能更好地发挥发动机性能,降低油耗,提高可靠性。发动机两侧排气口加装的导流罩可将废气引向后上方,降低了被红外制导的便携式防空导弹打击的概率。与发动机配套的传动系统、主减速器、尾减速器等都由欧直公司提供技术,三星泰科负责生产。韩国国家警察厅采购的KUH-1P“黄头海雕”

韩国海军型“完美雄鹰”KUH-1的驾驶舱实现了“玻璃化”,用四块大尺寸多功能彩色液晶显示器、三块中等尺寸的彩色液晶显示器和两块小尺寸彩色液晶显示器来显示各类信息,大大减轻了飞行员的操作负担,而且使驾驶舱变得更加整洁。

机载航电系统包括四通道自动飞行控制系统、全球定位系统、惯性导航系统、高频和特高频电台、内部通话系统、敌我识别系统、自动测向仪、雷达高度表、航向传感器、气象雷达、三轴陀螺稳定系统及机头前下方加装的前视红外吊舱等。此外,飞行员还配备有以色列埃尔比特公司生产的头盔综合显示器(HMD)。飞行控制系统完全数字化,可以保证直升机长时间悬停时的精确性和稳定性,并提高了飞行操纵的灵敏性、飞行品质以及安全性。

驾驶舱内装有抗坠毁座椅,可根据飞行员体型调节,以达到最舒适的乘坐状态,两侧舱门为向前开启式。在机身中部两侧各有一扇推拉式舱门,可供载员快速出入或者快速装卸小件货物。

KUH-1的驾驶舱前面有两块尺寸很大的弧形防弹玻璃风挡,两侧机身以及舱门上也都有防弹玻璃观察窗,因此全机的向外视野良好。

KUH-1的防御系统包括雷达告警传感器、激光告警传感器、导弹逼近告警传感器、红外干扰机、干扰弹系统等。

KUH-1可根据需要灵活加装武器。现在韩国陆军就经常在KUH-1机身两侧中部的舱门口分别加装1个旋转枪架,上面装有1挺7.62毫米XK13通用机枪,配有大容量弹箱及弹壳收集袋。如需加强火力,KUH-1可在机身两侧加装外挂架,每侧可挂载3枚BGM-71“陶”式反坦克导弹或2具火箭发射巢。

作为通用直升机,KUH-1运送人员是一项重要任务。该机配备的飞行员为2名,这是固定编制。载员有多种方案,采用比较多的有两种:2名飞行员+2名机枪手+9名全副武装的士兵,或者2名飞行员+16名全副武装的士兵。

KUH-1“完美雄鹰”通用直升机基本技术数据:机全长19米,机身长15.09米,旋翼直径15.8米,机身宽2米,机高4.5米,空重4 973千克,最大起飞重量为8 709千克,最大有效载荷3 753千克,巡航速度259千米,航程500千米以上,悬停升限3 048米。

国产化的苦涩

韩国现在实现了“完美雄鹰”90%零部件的国产化,只有10%的零部件依靠进口,但这10%却是决定“完美雄鹰”生产进度和数量的关键,因为这10%都是涡轴发动机和传动系统的零部件。

在研制KUH-1之初,韩国就把动力传动系统、旋翼系统、自动飞行控制系统并称直升机国产化的三大核心要素,然而发达国家并不愿意向韩国进行技术转让。通用电气提供的T700-ST-701K涡轴发动机就将功率进行了缩水,而且只向韩国转让生产技术却不传授设计奥秘,此外在发动机的一些关键零部件上也是只提供成品。欧直公司更是抠的厉害,原先答应的旋翼系统、传动系统、主减速器技术都没给韩国进行转让,而自动飞行控制系统也是降低了功能才转让给韩国。最后急得团团转的韩国人还是依靠自己的力量解决了旋翼系统的国产化问题,但是对于传动系统、主减速器等技术,韩国人无力解决,只能一遍遍催欧直公司,然而欧直公司却坚称“已经切实履行了包括技术转移在内的合同要求”。

根据韩国监查院的调查,在构成传动系统的450多个零部件中,宣称要实现国产化而与欧直公司签订合同的零部件只有134个,其中真正获得技术转让并可以进行量产的零部件迄今只有80多个。另外经证实,2012年6月至今生产的所有“完美雄鹰”和“黄头海雕”直升机,传动系统均是欧直公司提供的成品。

动力传动系统对任何航空器项目都是关乎生死的核心技术,而这些核心技术却长期被航空发达国家垄断。“完美雄鹰”10%不能国产的零部件说明了韩国和发达国家在航空技术方面的巨大差距。也正因如此,韩国监查院认为,投入1.3万亿韩元进行的KUH-1“完美雄鹰”的国产化工作已经宣告失败。

KUH-1“完美雄鹰”舱门口加装的XK13型7.62毫米通用机枪(左)和驾驶舱(右)

在阿拉斯加进行极寒性能测试的KUH-1“完美雄鹰”直升机

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