世界军用直升机装备及技术发展趋势

魏彦廷

世界军用直升机装备及技术发展趋势

魏彦廷

导语

模块化、无人化是国外军用直升机装备体系结构发展的两大新趋势，数字化、网络化和信息化是世界军用直升机技术发展的最新方向，新概念和新技术的研究与使用是促进军用直升机更快、更好发展的基础和保障。本文从新军事变革、现代化升级、无人化和新概念旋翼机四个方面总结、归纳国外军用直升机装备发展趋势，探讨、分析国外军用直升机技术的未来发展。

魏彦廷，解放军总参陆航研究所所长，直升机装备科研与保障领域专家，对直升机技术及发展有深入的研究。长期从事直升机装备科研与维修保障工作，曾负责组织国庆60周年阅兵直升机方队装备保障工作。

AH-64“阿帕奇”直升机

当前，世界各国拥有的各类军用直升机总数在3.8万架左右，美军一直是世界上军用直升机拥有量最多的国家，拥有6600余架（陆航4700余架），俄军大约有3560架，英军约有650架，法军约有800架，德军约有740架，意大利约有560架，日军约有850架。在世界各国军队中，每万名陆军拥有军用直升机数量居前五位的依次是美军（82架）、俄军（66架）、日军（39架）、法军（29架）、英军（22架）。

装备发展趋势

新军事变革推动军用直升机装备体系进一步优化

综观世界各国，特别是美俄两大军事强国的新军事变革，其核心就是：利用现代化高技术军事装备，打造机动灵活、快速反应、具备信息化作战能力的部队。具体特征就是部队建制模块化，军事装备标准化。反映在军用直升机装备方面，就是军用直升机装备体系的进一步优化。

例如，为适应新军事变革的需要，美国陆军航空兵正在实施重大转型，对建制进行全面调整，编制模块化、多功能的航空旅。航空旅内以连级为最基本的模块化单位，其编制、编配的装备都高度模块化、标准化。例如，美国陆军航空兵未来的全谱航空旅中，每个旅将装备攻击直升机24架、运输直升机50架、战勤直升机36架，总计110架。同时，为了在保证作战应用有效性的前提下便于管理和指挥，有利于构建战场信息网络，减轻后勤保障、补给和维护压力，保证在役直升机的战备完好率，配备的军用直升机型号种类已大幅度减少。美国陆军航空兵已经把其主战机种从以前的12种减少到只有AH-64、CH-47、UH-60和OH-58这4种。而俄罗斯陆军航空兵希望最终实现由米-28、卡-52武装直升机和卡-60多用途直升机组成主战直升机机群，以大幅度提高陆军航空兵的作战能力。这充分表明，新军事变革正在推动军用直升机装备体系进一步优化。

持续的现代化升级改造延伸直升机装备生命周期

长期以来，世界各国持续对在役的军用直升机进行现代化升级改造，以提高其技术水平和性能，提升其作战效能，延伸军用直升机装备的生命周期。同时，减少新机的采购、培训等各种相关费用，从而确保在役军用直升机装备的先进性和战备完好率。美国的CH-47和UH-60、俄罗斯的米-8和米-24、法国的SA321、英国的“山猫”等，便是典型的机型。

例如，为了满足武器装备发展的要求，美国陆军航空兵利用撤消“科曼奇”项目所节余的146亿美元，以及该项目所取得的技术成就，实施三大改进项目和三大新机研制项目。三大改进项目包括：将AH-64A改造成AH-64D，并将以前改造的AH-64D升级为AH-64E；将UH-60升级为UH-60M，并筹划进一步的改进；将CH-47D升级为CH-47F，并使其服役至2030年，全生命周期超过50年。可以断言，这种通过持续的现代化升级改造延伸军用直升机装备生命周期的途径，仍将是世界各国军用直升机装备未来发展的重要方向。

无人直升机的研制受到各军事强国重视

无人直升机具有作战零伤亡优势，能够有效保障作战人员的生命，降低战争成本，特别是现代信息化战争中，无人直升机将成为一种理想的空中信息网络节点，因此，它已引起世界各国各兵种的高度重视。

20世纪90年代以来，国外无人直升机的发展势头十分强劲，除研制无人直升机的国家数量大幅增加外，在研和在役的无人直升机型号也大幅攀升。据不完全统计，全世界现有的各类无人旋翼飞行器型号已超过100种。例如，美国陆军正在研制MQ-8B“火力侦察兵”无人直升机，并进行了一系列相关试验。美军打算将这种无人直升机作为主战装备发展使用。此外，英国、法国、德国、俄罗斯等国也在大力开展无人直升机的研制。可以预料，一旦这些无人直升机研制成功，必将成为世界各国一种全新的军事装备。

新一代装备研制催生新构型、新概念旋翼飞行器

常规构型直升机由于自身固有的空气动力特点限制，飞行速度一直难以突破360千米/小时，这不仅极大限制了其应用，也不利于其在现代威胁严重的环境中生存。因此，在发展新一代军用直升机装备的过程中，国外一直在努力探索新构型、新概念旋翼飞行器，其中最重要的有复合式直升机和倾转旋翼机两大类。

复合式直升机是新构型直升机中最简单的，只需在常规直升机上加装固定的升力机翼和辅助推进装置即可。这种复合式直升机的速度可提高到445千米/小时，实用升限达6000米，而且航程也有所增大，典型机种是美国研制的X-2直升机。2014年12月，美国以X-2直升机为基础研发的S-97“入侵者”高速直升机进行了首飞。该机采用了共轴式双旋翼加推进螺旋桨的布局，不挂弹最大速度可达500千米/小时。

新概念旋翼机最成功的例子是倾转旋翼机，能高速远距飞行，巡航速度可达500千米/小时以上。现在不仅已有几种军民用设计方案，如四旋翼倾转旋翼机，而且美国的V-22“鱼鹰”倾转旋翼机已经进入部队服役，并被派到伊拉克参加实战。2014年8月，美国以V-22为基础改进的新一代倾转旋翼机V-280成为了美国下一代直升机的技术验证机。V-280计划在2017年首飞，其设计速度达518千米/小时，航程1480千米。

随着世界各国对军用直升机技术性能和任务能力的要求越来越高，可以预料，各种新构型、新概念旋翼飞行器未来必将成为各国军用直升机装备中重要的组成部分。

V-22“鱼鹰”倾转旋翼机

技术发展趋势

对军用直升机而言，大力提高生存性和作战效能，是其追求的最高目标，军用直升机技术未来的发展将围绕这个核心目标。概括起来，国外军用直升机技术发展呈现以下趋势。

设计与制造技术数字化和一体化

数字化、信息化、互联网、数值分析、数控等各个领域技术的迅猛发展和直升机制造业国际合作的不断深入，大大推动了数字化、信息化技术在新型直升机型号设计方面的一体化进程。例如，V-22、AH-64D、EH101、NH90等先进军用直升机，都采用了设计制造/试验一体化技术，并取得了巨大的效益。

新型旋翼系统得到大力开发

先进旋翼系统的技术开发与研究主要集中在旋翼动力学、旋翼气动优化设计、先进翼型和平面形状、先进桨毂系统、高性能尾桨系统等方面，包括采用矢量推力技术设计的尾部结构，旨在提高军用直升机的机动能力和敏捷性，从而提高其生存性和任务能力。

复合材料与智能材料应用更广泛

先进复合材料将获得更广泛的使用，从而大大提高直升机零部件的使用寿命，降低维护工作负荷、使用成本和结构重量。例如，“虎”式直升机机体复合材料占结构重量的80%以上；NH90采用全复合材料机身，整个机身一次浇铸而成，使空机重量大为降低。随着复合材料技术的不断发展，还将会出现集复合材料桨叶、复合材料桨毂和无轴承旋翼于一体的全复合材料旋翼系统，全复合材料直升机将成为可能。

航空电子系统向网络化和智能化方向发展

近年来，各种新型军用直升机大量移植固定翼飞机上已经采用的先进航电系统，使军用直升机航电系统进入模块化、数字化、集成化和综合化发展阶段。

针对未来网络化信息战作战环境，一些主要国家如美国已将军用直升机特别是无人直升机作为信息网络节点纳入未来作战系统体系建设中，正在进行全面的开发和广泛的作战评估。可以预料，未来军用直升机航电系统将从目前的数字化、集成化、综合化向网络化和智能化方向发展。

光传操纵系统将逐步成熟并获得应用

当前，新型军用直升机普遍采用电传操纵系统，如NH90、V-22“鱼鹰”、“虎”式直升机等，但电传操纵系统存在可靠性低、成本高、易受雷击和电磁脉冲干扰等缺点，而光传操纵系统具有抗电磁干扰、抗电磁脉冲辐射和防雷电优点。此外，光纤本身不辐射能量、电隔离性好、频带宽、容量大、传输速率高，采用光缆可减轻控制系统的重量；缩小体积，从而大大改进军用直升机的稳定性和可操纵性；使自动驾驶仪系统具有更大的灵活性，同时也能减轻飞行员的工作负担。目前，一些国家正在大力开发这项技术，预计光传操纵系统在未来将逐步投入实际应用。

生存性设计技术进一步优化

提高生存性仍将是军用直升机当前及未来发展的关键。军用直升机生存性技术主要包括以下几个方面：一是隐身技术：主要是防目视、噪音、红外和雷达探测技术。通过各种技术措施，全面提高军用直升机的隐身性能。二是降低易损性技术：主要是多余度设计、破损安全设计以及装甲保护设计技术。三是耐坠毁设计技术：主要是机体耐坠毁设计、起落架耐坠毁设计、座椅耐坠毁设计以及耐坠毁燃油系统设计技术。四是自防御措施：主要是提高军用直升机的自我保护能力，其中包括电子、雷达干扰措施和高效诱骗技术。五是逃生技术：当军用直升机被击中而不能继续飞行时，必须为飞行员提供有效的逃生途径，确保飞行员安全逃离直升机并等待救援。

动力装置技术大大提高

现代军用直升机动力装置正朝着改善维护性、提高可靠性、降低使用成本、提升直升机性能的方向发展。发动机结构尺寸小、重量轻、功率大、燃油消耗少，实现了模块化结构、数字化控制和状态实时监控；传动系统不仅传输功率大，并且具有抗弹击和干运转能力，因此大大提高了动力装置的可靠性；发动机进气道除/防冰技术日趋成熟，有效扩展了军用直升机应用范围；发动机红外抑制技术广泛采用，全面提高了军用直升机生存性；模块化设计减少了发动机零部件数量，便于更换和维护；数字化控制和状态实时监控实现了视情维护，降低了使用成本，提高了直升机的安全性；更大的功重比促进了直升机全机性能的提高，提升了直升机的机动能力。

新构型技术研究日益深入

开展新构型研究，主要目的就是利用各种技术手段突破常规构型直升机的速度限制，提高飞行性能，改善操纵品质，以满足未来对高速远航程军用直升机装备的需求。

在新构型探索领域，美国一直走在世界的前沿。例如，西科斯基公司在进行S-97升力（旋翼）-推力（推进螺旋桨）复合式直升机的技术验证；皮亚塞基公司在开展H-60升力（旋翼-机翼）-推力（涵道螺旋桨)复合式直升机的研究；波音公司则一直在进行一种“鸭”式旋翼/机翼概念验证机X-50A“蜻蜒”的研究；美国NASA和西科斯基公司正在开展可变直径旋翼研究，以便将这种旋翼应用于倾转旋翼机，使其飞行速度可达800千米/小时。一旦这些新构型得到验证，技术获得突破，必将深刻影响到世界军用直升机的技术发展方向和应用前景。

NH90直升机

结 语

通过以上分析可以看出：新军事变革和现代战争的需求是推动世界军用直升机型号及技术不断发展的原动力，模块化和无人化是国外军用直升机装备体系结构发展的两大新趋势，数字化、网络化和信息化是世界军用直升机技术发展的最新方向，新概念和新技术的研究与使用是促进军用直升机更快更好发展的基础和保障。

为顺应世界军用直升机装备与技术发展潮流，有力推动我国军用直升机装备和技术的快速发展，满足我国国防军事装备现代化建设需要，我们必须做到：

自主创新。把发展基点放在自主创新和引进消化吸收再创新上，努力解决制约因素，不断提高直升机的自我发展能力。

重点突破。坚持需求牵引，技术推动，聚焦力量，集中资源，努力在影响军用直升机装备建设的关键问题上求突破。建立健全以军事需求为牵引，以军队科研机构为龙头，联合工业部门的军民融合直升机技术创新体系，为实现军用直升机装备可持续发展奠定基础。

统筹协调。正确处理质量与数量、机械化与信息化、当前急需与长远发展的关系，努力实现军用直升机装备全面、协调和可持续发展。

完善体系。固强补弱，优化结构，军地融合，系统配套，逐步形成完善的军用直升机装备体系。

责任编辑：刘璐瑶