军用直升机生存力标准研究

何瑞恒

(中航工业综合技术研究所，北京 100028)

军用直升机生存力标准研究

何瑞恒

(中航工业综合技术研究所，北京 100028)

研究了国内外军用直升机生存力标准的发展现状，分析了军用直升机敏感性和易损性方面的标准化要求，提出了国内军用直升机生存力标准的发展建议。

直升机；生存力；标准

在现代战争中，军用直升机的战场生存力是决定其性能品质的一项重要指标。军用直升机为配合地面部队作战，一般要在低空、战斗前沿或敌方纵深地域执行任务，面临着恶劣的战场环境。敌方战机，防空武器，甚至步兵武器都能严重威胁直升机的战场生存能力。现代军用直升机的造价和维护成本越来越高，因此其生存力要求也更加突出。

为了提高军用直升机的战场生存力，国内外开展了一系列的生存力标准研究工作，并制定了各层次标准用于规范军用直升机的研制和使用。本文对军用直升机生存力要素进行分析，跟踪研究国内外军用直升机生存力标准发展现状，为国内相关标准的制定及装备研制工作提供参考和借鉴。

1 直升机生存力要素分析

军用直升机的生存力是指直升机抗御或经受人为敌对环境的影响而不引起持久的性能降低，并能连续有效地完成规定任务的能力，取决于该直升机的敏感性和易损性。

敏感性是指直升机被敌方发现和命中的概率，主要是要降低直升机的可探测性，即提高直升机的隐身性能和电子对抗能力。易损性是指直升机在敌对环境下，由于遭受某种等级的威胁机理使完成任务的能力受到限定等级的降低，取决于直升机的设计以及直升机在承受一次或多次打击时，任何可以减少损伤的生存力措施。

为了提高直升机的生存力，就必须采取措施降低直升机的敏感性和易损性，可分解为5个层次的要求：在战场上不易被敌人发现和识别、发现后不易被击中、击中后不易损伤、遭受损伤后能迅速修复、损伤严重坠落时能保证乘员的安全。

2 生存力顶层标准

美军的生存力标准大都是各类航空器通用的，同时涵盖固定翼飞机和直升机的生存力要求。其中，MIL-HDBK-2069《航空器生存力》为美军航空器生存力领域大纲性、管理性的顶层标准，针对侦察、巡航、格斗和运输任务等不同情况下军用航空器的生存力要求进行了详细的说明，对生存力程序、确认程序、维护/监督、任务威胁分析、临界状态的分析、失效模式、损伤模式、核武器和非核武器的威胁、电磁性、潜在威胁探测、增强生存力训练、格斗损伤修理等都进行了详细的论述。

与之配套的航空器生存力标准还有MILSTD-2072《航空器生存力大纲的制定和实施》、MIL-HDBK-2089《航空器生存力术语》、MILHDBK-273《在核武器威胁下提高航空器生存力的设计和评估指南》、MIL-HDBK-3361《航空器非核生存力通用准则》等。

目前，美国正在逐步将航空系统、分系统规范由MIL规范转化为JSSG（联合军种规范指南）文件，其中JSSG-2000《航空器系统》和JSSG-2001《航空器》是系统规范编制的依据，规定了航空器生存力的顶层要求。

JSSG-2000主要从军方的作战使用角度提出航空器生存力指标的要求，包括任务生存力以及特定任务阶段的一对一情形的生存力，主要考虑航空器的任务类型、任务阶段、损毁级别和生存概率等，在损毁级别的划分中规定了直升机常用的紧急迫降损毁。由于航空器在基地时没有自我防卫和避免威胁的能力，而关键保障设备的损失对于系统生存力也是极为重要的，因此，JSSG-2000还规定了停放的航空器和地面保障设备的生存力。

JSSG-2001《航空器》主要体现对于航空器平台本身的生存力要求，是对JSSG-2000的细化。从雷达散射截面（RCS）、红外特征信号、可视特征信号、声音特征信号和辐射控制几个方面描述了敏感性要求；将降低易损性的要求分解为威胁探测、识别和威胁等级排序能力，防御干扰，地形跟随和地形回避能力，弹道威胁生存力，电磁威胁生存力，激光威胁生存力，生化威胁生存力和核武器下的生存力。

国内军用直升机生存力的大纲性的、管理性的顶层标准是GJB 3696-1999《军用直升机生存力要求》，分别从降低被探测性、降低被击中概率、降低易损性、提高抗坠毁性能和战场损伤修理5个方面规定了军用直升机在战场环境条件下的生存力要求，是军用直升机生存力论证、设计、生产和验证等工作的依据。

该标准要求进行生存力的权衡优化，从防探测、防击中、防击落、防伤亡4个环节进行综合分析，提出各种生存力技术的相对效能与采取相应技术所付出的代价，通过权衡，达到直升机性能、重量、成本等因素的最佳优化，在保证直升机总体作战效能的基础上，使直升机具有合理的生存能力。

该标准制定于1999年，未能涵盖技术发展产生的新的生存力要求。例如，JSSG-2000提出的停放航空器和地面保障设备的生存力在GJB 3696-1999中并未体现；JSSG-2001规定了降低电磁威胁易损性的设计和使用要求，在现代化战争中，电子战水平不断提高，军用直升机暴露于电磁威胁下的可能性显著增加，应具有经受电磁威胁的基本能力，GJB 3696-1999未规定相关内容；JSSG系列规范强调对生存力要求的验证，采用描述、检查、分析、仿真、演示和试验等多种验证方法，结合各种生存力评估与设计方面的计算程序，充分考虑各种验证方法的精确程度，相比而言，GJB 3696-1999仅规定了在生存力大纲的基础上制订详细的试验计划和进行首飞前试验，对生存力要求的验证不够充分。

3 敏感性相关标准

目前收集到的美军标准中主要是JSSG-2001详细规定了航空器的敏感性要求，能够用于指导军用直升机的设计和使用。该指南提出对RCS等级和红外特征信号限值的要求应与任务阶段的威胁状态相适应；可视特征信号要求应依据监测者的能力、灵敏度、全部外来威胁的特点以及具体的任务剖面来确定。这些敏感性控制要求表明美军不再一味追求航空器的高隐身性能，而是更加强调与具体使用环境和任务需求相适应的防探测能力，这也能从一个侧面解释强调理想化隐身性能的“科曼奇”直升机最终下马的原因。

在军用直升机敏感性控制方面，国内主要是在GJB 3696-1999中提出了概括性的要求，专用标准也相对较少。其中，GJB 1470-1992《军用直升机动力装置红外抑制系统通用规范》要求在型号规范中给出装有红外抑制系统的直升机动力装置在3μm～5μm和8μm～14μm两个波段内的红外辐射强度随飞行高度和飞行速度变化的估算性能，并规定了地面试验和飞行试验时的红外辐射测试要求。

4 易损性相关标准

在军用直升机的降低易损性要求中设计和使用部门最为关注的主要是耐弹伤和抗坠毁性能。

美军对军用直升机的耐弹伤能力有详细的规定，并经过一系列的试验验证和实战检验。例如，黑鹰直升机的桨叶被要求在速度770m/s、7.62mm穿甲弹距离100m击中后，不影响作战任务的概率不低于99%；在速度500m/s、12.7mm穿甲弹距离800m击中后，能安全飞行30min的概率不低于97%；被一发23mm口径炮弹击中不得损毁。

MIL-HDBK-3362《航空器非核生存力 机体》规定了航空器耐弹伤设计要求，相关条款可以在直升机耐弹伤设计中进行借鉴。JSSG-2006《航空器结构》规定了航空器主要结构、飞行操纵面、风挡/座舱盖和其它结构件的耐弹伤性能，以及损伤后的可用性。JSSG-2009《航空器子系统》规定了JSSG-2001分配给特定子系统的易损性要求，包括常规性弹药和导弹带来的弹道性损伤，以及激光、定向能量武器、核武器、鸟撞等的影响。

国内规范军用直升机耐弹伤性能的标准主要是GJB 720.8A-2012《军用直升机强度规范 第8部分：结构生存力》，规定了机体结构、旋翼系统、动力装置、传动系统、操纵系统、燃油系统和润滑系统的耐弹伤设计要求，以及装甲防护和弹伤情况下的防火和灭火设计措施等。另外，GJB 5196-2003《直升机防弹抗坠毁燃油箱通用规范》规定了直升机燃油箱的抗弹击设计、性能、制造、安装、验证和验收等方面的要求。其它可借鉴的标准有GJB 501A-1999《飞机防弹玻璃规范》和GJB 3019A-2008《航空防弹钢板规范》等。

在直升机抗坠毁设计方面，美国从上个世纪60年代初就开始由陆军进行系统的研究工作，包括变形分析、全尺寸坠落试验，以及坠毁防护系统的设计/研制等方面的内容。1965年美国陆军将研究过程中的系列报告提升为第一版TR67-22《坠毁生存设计指南》，指南发布后，美国继续开展相关的研究工作，在后续研究工作的基础上，该指南先后修订、扩充了4次。上个世纪70、80年代后，直升机的抗坠毁研究工作除由军方开展外，政府及企业也参与到其中，包括民用航空医学研究院等单位也参与到相应的研究工作中。在指南第3版及相关研究工作的基础上，1974年1月美国颁布了抗坠毁方面的MIL-STD-1290《轻型固定翼及旋翼机抗坠毁要求》。该标准颁布以前，抗坠毁的工作主要致力于分系统及部件各自的抗坠毁能力，只有在该标准中才正式提出了用系统设计方法研制航空器坠毁防护系统。1988年12月MIL-STD-1290修订为MIL-STD-1290A。在MIL-STD-1290等标准的基础上，1998年10月颁布了联合规范指南JSSG-2010-7《乘员系统坠毁防护手册》。

西欧直升机的主要国家，如意大利、法国、英国等在普遍采用美国抗坠毁标准MIL-STD-1290要求的同时，在抗坠毁方面也有所创新。典型的例子就是，MIL-STD-1290要求95%的生存概率，抗坠毁设计是在此基础上开展工作的，而西欧将生存概率作为权衡的折衷数值。如：经综合权衡后，意大利的A-129将乘员生存概率要求降为90%，相应的垂直坠落速度降为11m/s，结构重量减轻7%；法国宇航公司的“超美洲豹”AS-332则为85%，相应的垂直撞地速度为10.5m/s。西欧对MIL-STD-1290的创新式采用，对抗坠毁技术的发展做出了有益的贡献，推动了抗坠毁思想与技术的丰富、完善。

我国军用直升机抗坠毁设计方面的标准主要是GJB 2681-1996《军用直升机抗坠毁要求》。该标准是参照MIL-STD-1290A《轻型固定翼和旋翼航空器抗坠毁要求》、MIL-S-58095A《抗坠毁座椅系统及机组通用规范》和MIL-S-85510《直升机座舱座椅抗坠毁通用规范》中有关内容而制定的，规定了不同坠撞条件下军用直升机的抗坠毁要求，以及乘员的约束、货物与设备的约束、坠撞后的应急撤离措施和坠撞后防火等内容，并给出了相应的试验方法。

此外，GJB 6408-2008《直升机抗坠毁供输油软管组件通用规范》和GJB 3838-1999《直升机抗坠毁座椅通用规范》规定了直升机特定零部件抗坠毁设计的具体要求。

5 结束语

军用直升机的战场生存力是决定其作战效能的重要因素，国外航空发达国家已基本形成了一套体系完备的生存力标准体系，除设计和使用要求外，尤其重视生存力指标的验证方法。国家军用标准中与军用直升机生存力直接相关的标准中有1项为生存力顶层要求，1项为结构生存力要求，1项为抗坠毁要求，其余4项为产品通用规范，几份标准技术内容有交叉，没有形成体系，且验证部分较简略，缺乏有效的标准验证措施。

近年来，国内提高军用直升机生存力的设计技术快速发展，在长期使用过程中也积累了丰富的生存力验证和使用维护经验，有必要从全局角度协调开展该领域的标准制修订工作，合理规划军用直升机生存力标准体系，细化不同任务阶段的生存力要求，并逐层分解至各个子系统和部组件，更好地支撑装备研制工作。

（编辑：雨晴）

[文献标志码]C

1003–6660（2014）04–0010–03

10.13237/j.cnki.asq.2014.05.003

2014-03-26