军事需求驱动直升机产业发展

于琦

（中国直升机设计研究所，江西景德镇 333000）

0.引言

直升机在军事领域的成功应用促进了直升机技术的发展，随着军用直升机需求的增加，世界各国都非常重视军用直升机的研制与发展[1]。在直升机研制过程中，军方与直升机的工业部门有着必然的联系，军方与工业部门的良性对接和互动促进了军用直升机的快速发展。

1.典型的直升机项目

1.1 美国海军陆战队计划

美国海军陆战队于1952年提出一种突击运输直升机，能运载36名全副武装士兵，或23副担架，或3辆吉普车，或1门口径105mm榴弹炮。由此可以看出，其能力重点是运输能力。由此催生的型号是S-56。该机是由美国西科斯基飞机公司研制的单旋翼双发运输直升机，是当时世界上最大的直升机，其机身长度达19.16m，空重为9448kg，起飞重量14t，以两台活塞发动机为动力。

1.2 “通用战术运输直升机系统”（UTTAS）

20世纪60年代中期，随着越战不断升温，UH-1“休伊”系列直升机在战场上暴露出不少缺陷，美国陆军开始考虑改型的后继型号，与此同时随着战争持续10年，突击运输直升机的替换要求也愈加迫切。于是美国陆军于1972年1月颁布了“通用战术运输直升机系统”（UTTAS）方案征询书，要求该直升机要在性能、生存力和维护性方面达到新的标准，以取代UH-1系列直升机用于部队运送、指挥控制、伤员撤离以及侦察。

1.3 “先进攻击直升机”（AAH）

为更新美国陆军陈旧的第1代武装直升机AH-1系列，满足美国陆军在20世纪末和21世纪初对先进攻击直升机的需求，在研究了越南战争中直升机使用以及美国洛克希德公司在20世纪60年代研制“夏安”武装直升机的经验教训的基础上，美国陆军于1972年8月正式提出了“先进攻击直升机”（AAH）研制计划。本质上是对“先进空中火力支援系统”（AAFSS）计划的替代，该计划并不将伴随地面部队并提供火力支援作为武装直升机的首要任务，而是考虑到弥补固定翼攻击机在反坦克能力上的不足，并把欧陆战场上北约国家相对于华约国家在陆军装甲武力数量上的巨大劣势，定义为一种能携带反坦克导弹、格外注重猎杀硬性目标和与多目标接战能力的专业反坦克武装直升机。

1.4 英军“未来旋翼机能力（FRC）”需求计划

英军于2005年提出的“未来旋翼机能力（FRC）”需求是一项总额30亿英镑的计划，基本与美国FVL计划对等，其本质也是军用直升机的现代化计划。

1.5 法国未来轻型联合直升机计划（HIL）

2019年5月27日，法国国防部长宣布正式启动法国军方来轻型联合直升机计划（HIL）。空客直升机公司的H160于2017年被选中作为法军未来轻型联合直升机的蓝本在该型号基础上打造的军用型H160M“猎豹”直升机计划2021年启动采购，预计三军共交付169架，并于2026年进入服役。根据HIL计划，H160M将取代法国军中除了NH90中型直升机、“虎”式武装直升机和H225“山猫”之外的所有轻型直升机，实现法国轻型直升机型号一统。

1.6 德国重型运输直升机项目（STH）

2018年11月，德国联邦议院为德国空军未来的“重型运输直升机项目（STH）”拨款56亿欧元（约63亿美元），这是一个国家项目，用来指导采购重型运输直升机以满足德国空军的需求。根据该计划的条款，德国计划替换其过时的西科斯基CH-53/GA/GS等运输直升机，因为现役的该系列直升机的使用寿命疆域2030年结束。

1.7 印度ALH计划与LUH计划

ALH于1984年推出，目标是发展一型4.5t级的地吨位中型通用直升机，目的是取代“印度豹”直升机执行高原任务。该计划的研制过程总共持续了20余年，首批2架机2002年3月8日开始服役。LUH于2008年推出，该计划包含一种印度国产的轻型通用直升机和一种从国外进口的轻型高原型通用直升机，2种直升机将平分印度陆军与空军共计384架机的订单。其中国产LUH直升机于2020年2月获得了初始运营许可，并在2020年完成了主要的测试，印度军方确定LUH直升机可以进入初始战备状态，并预定了187架机。

2.作战理论与直升机项目相辅相成

2.1 美陆军作战理论发展

美国陆军诞生于1775年，历经240余年的发展，已经成为当今世界上最具战斗力的地面部队。其作战理论发展脉络较为明确，最初在20世纪中叶出现了现代陆军空中机动战术，之后从20世纪80年代初确立的空地一体战理论，到20世纪90年代初确立的空地海天一体战理论，再到21世纪的陆、海、空、太空和网络空间“多域战”作战概念。美国陆军的作战理论始终保持着对当前作战环境的高度适应性，其目的明确而简单，就是在战争这个最残酷的竞争中胜出，直接影响了对武器装备的需求，因此美国直升机项目的提出与推进与此紧密相关。

2.2 现代陆军空中机动战术与AAH项目

1962年，时任美国国防部长的罗伯特在“霍兹论坛”上建议陆军自身要具备空中机动能力，这实际上就是后来的空中机动战术。越南战争是直升机第一次大规模参战的战争，被称为第一次直升机战争，虽然这一战争让美军付出了沉重的代价，但是从军事角度来看，让空中机动作战概念在实战中得到了检验和完善。在战争中，美军通过在机舱门安装机枪，用于直升机上的掩护和压制火力，但这毕竟是权宜之计。美国很快开始研制专用武装直升机并要求比“休伊”直升机有更强的火力、机动和保护，贝尔直升机公司的AH-1“休伊眼镜蛇“脱颖而出，该机具备了现代攻击直升机的主要特征，即窄机身、具有装甲保护、串列双座、机头下方的转动炮塔装备有机枪，机身两侧挂载火箭和导弹。但是该机是作为过渡型攻击直升机设计的，与美军心目中理想的攻击直升机还相差甚远，因此，提出了“先进攻击直升机”（AAH）研制计划。此项目中诞生的AH-64“阿帕奇“直升机在战场上的优异表现，进一步强化了三维作战的思维观念，空战一体战理论也若隐若现。

2.3 空地一体战理论与LHX计划

空战一体战理论于1982年提出，1986年写入《作战纲要》，该理论根据现代战争的结构、战斗力的发展变化以及当代战场的要求，强调了现代战争固有的主体性质。其主要特征是综合使用常规、核、化和电子战手段，在作战时间和空间上把战场从友邻部队前沿向前延伸，向敌人纵深发起攻击。基本原则包括主动、灵敏、纵深和协调。

在这一理论下，美国陆军根据当时的政治与军事形势认为在越战时期投入使用的直升机不能适应未来核、生、化战场的需求，为此提出了“实验轻型直升机”（LHX）。此项目中诞生的RAH-66“科曼奇”直升机。该机是为美国陆军适应21世纪的战场环境而设计的，其先进的导航与目标瞄准系统能在夜间提供高清晰度的战场红外图像，从而使直升机具有优良的作战能力，主要执行武装侦察、反坦克和空战等任务，最突出的优点是采用了前所未有的全面隐身设计，被称为直升机中的F-117[2]。

海外战争之初，正是“阿帕奇”直升机首先撕开了伊拉克防空系统的缺口，为“沙漠风暴”空中打击行动开了通道，自此一发而不可收。辉煌的战绩证明武装直升机对装甲部队具有良好的克制能力，“阿帕奇”直升机一战成名，而地面装甲部队与直升机的完美配合也将空地一体战的优势发挥得淋漓尽致。海湾战争之后各国陆军在海湾战争以后对现代化装甲地面战争有了清晰的认识，那就是要么夺取制空权，要么加强防空防止被夺取制空权。坦克与反坦克、防空探测与反探测就像“矛”和“盾”一样此消彼长，于是“阿帕奇”直升机有了以“长弓阿帕奇”为代表的一系列改型。

2.4 空地海天一体战与FVL

空地海天一体战是指在网络化信息系统支持下，综合运用空中、地面、海上、太空和特种作战的各种手段和战法，在多维空间打击敌人的作战。20世纪90年代初，美军将空地一体战进一步扩展到海上和外层空间，并在1993年版《作战纲要》中将空地一体战扩大到“空地海天一体化”的“联合作战”。空地海天一体战严格意义上来讲不属于美陆军作战理论，该理论是由美海空军推动发展的，仅仅是拉陆军入伙，但是陆军装备发展滞后于海空军，因此在这一构想中作用有限，处于边缘化局面。这从一定程度上刺激美陆军必须加快包括直升机在内的陆军装备发展，以确保美陆军在联合作战中的站位。在这样的大背景下，美国陆军自2004年开始推进“未来垂直升力计划”（FVL），美国国防部于2012年10月予以签署。作为该计划的先导项目“联合多任务计划”（JMR）对催生了4种新构型直升机。

2.5 陆、海、空、太空和网络空间多域战与FVL

2013年，兰德公司开展“西太平洋地区陆基反舰导弹的运用”，得出了结论：在西太平洋地区部署陆基反舰导弹可以有效举止敌人的机动自由和军事行动。美陆军对此表示认可，并由此提出“战略地面力量”的概念，这一概念单纯强调了陆军本身的地位和作用，其他军种不感兴趣。为了提升陆军在美军未来联合作战体系中的地位和作用，并以此构建新的作战和装备发展体系。2014年美陆军提出“跨域”的概念，认为陆军作战天生就是跨域作战，要求陆军要具备联合作战的多种能力，强调美军是联合部队，在陆、海、空、太空和网络空间跨域作战，陆军依赖并支援空中和海上力量。2016年“多域战”正式列入美陆军纲领性文件《ADP3-0：作战概则》。2017年“多域战”成为美陆军新版野战手册《FM3-0：作战纲要》的一个核心作战概念。美陆军总结了多域战所需的八大关键能力，已有的FVL计划与“未来垂直起降飞行器”这一关键能力完美契合。

3.直升机装备能力需求与技术发展互促互进

3.1 直升机装备能力需求加速了相关技术的发展

直升机项目是对某一阶段直升机装备能力需求的集中体现，为了满足这些需求，竞标者大力发展相关的技术，即使竞标失败，技术成果依然是一笔宝贵的财富。

越南战争中美军先后把超过10000架直升机投入到东南亚丛林，被击毁的近5000架，战损率高达50%。经过这场残酷战争，美国陆军对直升机装备战场生存力的需求愈加清晰，为此在“先进空中火力支援系统”（AAFSS）、过渡武直计划以及“先进攻击直升机”（AAH）项目中均对战场生存力提出了非常明确的指标要求。尽管AH-56“夏安”直升机与AH-1“眼镜蛇”均未能逃脱被淘汰的命运，但是由此极大推动了抗坠毁、红外对抗、装甲座舱等技术的发展，其成果在AH-64“阿帕奇”、UH-60“黑鹰”等80年代的新型军用直升机上得到了广泛的应用。

在这些技术成果的基础上，为了提高打击能力，弥补AH-1眼镜蛇上没有夜间瞄准功能和机载激光指示器等缺点，AH-64“阿帕奇”在设计之初就明确采用最先进的航电系统，包括激光、红外、普通光学、电视摄像等探测手段，同时采用随动的夜视头盔瞄准具，推动了激光、红外等探测技术的发展。为了避开热寻的导弹的攻击，发动机上采用了休斯公司研制的“黑洞”红外抑制器，取消了发动机舱中的冷却风扇。这种红外抑制器能够有效降低发动机尾喷气流及热金属部件的温度，从而减小了直升机红外特征信号，第一代红外抑制器研制技术由此诞生。“沙漠风暴”行动结束后，为适应沙漠环境使用美国陆军这次提出在AH-64上改进甚高频/调频贴地飞行通信系统，加装防沙装置及近地告警系统，提高TADS/PNVS及机炮精度，加装全球定位系统、新型高频无线电台及SINCGARS保密电台，改进敌我识别应答器及飞行控制计算机等要求，这些要求再一次推动了通信导航等技术的发展。

2011年，美国在执行猎杀本·拉登的特种作战行动中大获全胜，现场遗留的直升机残骸被猜测为带有具有隐蔽突击能力的特战“黑鹰”直升机。分析认为该机在“黑鹰”直升机基础上极大地增强了声/雷达/红外综合隐身性能，被探测距离大幅度缩短，并通过航迹规划以低空飞行方式避开了巴基斯坦雷达警戒，直到直升机接近目标都未被发现，为此次特战行动的成功提供了强有力的保障。

最近在FVL计划中提出的“未来攻击侦察飞行器”FARA是美国陆军在近30年内第五次尝试新武装侦察机的研发。在经历了RAH-66“科曼奇”、ARH-70A“阿拉帕霍”、武装空中侦察（AAS）项目和OH-58F座舱和传感器升级项目的相继夭折后，陆军此次的FARA项目改换了策略和要求。与取消的“科曼奇”直升机相比，FARA没有“隐身”或“低可探测性”的要求。但是生存力仍然是核心要求之一。美国陆军认为对于直升机来讲，噪声是暴露直升机的最主要因素，而不是雷达信号。因此，FARA提高生存力的途径有2条：一是应用“科曼奇”先进的声隐身技术，二是利用地形及其与其他作战力量的协同。由此不难看出，这些要求必将进一步推动降噪，贴地飞行以及有人-有人协同、有人-无人协同等技术的发展。

3.2 技术发展赋予型号旺盛的生命力

美国是世界技术大国之一，几大明星直升机持续升级的家族式发展无一不依赖于技术的发展。以“黑鹰”家族为例，UH-60通用直升机衍生出了许多型号，彰显了近乎完美的通用性，作为世界上生产数量最多的直升机之一，其设计的优异性也得到了证明。UH-60的改装升级主要体现在以下3个方面：

（1）动力装置：从最初的T700-GE-700涡轴发动机，到T700-GE-700C涡轴发动机，到T700-GE-701D再到未来的ITEP称之为改进涡轮发动机，动力系统的持续升级为平台升级奠定了坚实的基础，也确保了持续升级带来的重量增加不会导致性能的下降。（2）飞控系统：从最初的机械操纵升级到自动飞行控制系统，一方面可以在确保发动机升级带来的功率提升能够得到充分利用，另一方面大幅提升飞行品质，而且为实现无人驾驶“黑鹰”奠定基础。西科斯基公司于2014年宣布开发UH-60A无人驾驶版的计划，并开始了飞行员远程操纵的试飞。随后加大了自主飞行硬软件包Matrix的开发力度，以便为该机提供更好的自导向能力。2015年10月27日，一架自主飞行版“黑鹰”成功将一辆小型水陆两用全地形机器人车运送至位于佛罗里达州的空投区，通过了一项关于自主直升机飞行以及与机器人协同的关键测试，期间共完成了包括进场、吊起车辆、沿航线飞行5km～7km、将车辆运送至地面定点位置、投放等数个指令，这次测试是对“该技术以及直升机与机器人车的协同合作”最为关键的一次验证。（3）航电系统：“黑鹰”直升机的航电系统从UH-60A到UH-60M实现了质的飞跃。UH-60M采用了基于MIL-STD 1553B总线的综合化架构，全数字化座舱、数字地图系统、新的飞行记录仪、GPS-惯导系统、计算机任务规划系统等。目前，美国陆军于西科斯基已经开始研究UH-60M的后继机，被称为UH-60X，也被称为未来通用旋翼机（FUR）。该机将采用健康和使用诊断系统、主动振动控制系统等。

4.启示与建议

4.1 坚持需求牵引

在直升机研发过程中坚持以需求为牵引，使技术不断创新，再以成熟技术的应用推动直升机产业的发展。同时要努力在影响军用直升机装备建设的关键问题上寻求突破。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。

4.2 以军事需求驱动技术发展

直升机发展计划是对直升机装备能力需求的集中体现，为了满足这些需求，工业部门大力攻关相关的技术。因此，技术得以不断突破。每项发展计划的提出与推进都与当时的军事环境紧密结合，各项发展计划之间或相互递进、或相互补充，形成了一个有机的整体，形成合力推动军直升机装备的快速发展。因此，军事需求不仅造就了通用直升机之王“黑鹰”系列、武装直升机之王“阿帕奇”系列、运输直升机之王“支奴干”系列以及侦察直升机之王“基奥瓦”系列等明星直升机，同时也带动了隐身、降噪、飞控、航电等技术飞速发展。

4.3 采取军民机融合的发展模式

军用直升机方面主要依据国防需要，民用直升机方面则根据市场导向以及民机发展规划进行研制，最终形成军民直升机共同发展的局面。因为直升机产品的军民平台通用性很强，采取军民机平台融合的模式，一方面维持其军/民市场占有率，另一方面保持自身的长足发展。总之，军方投资发展新型号促进直升机技术的发展，从而帮助民用直升机提高到新水平。而民用直升机在使用条件下的经验积累又促进了军用直升机技术的发展，二者相互促进，推动着直升机事业的发展。