阿帕奇將迎重大升級！AESA主動相控陣雷達加持，打擊更準 俄計劃研製具有垂直起降能力的五代機，參考上世紀蘇聯垂直起降

根據美國戰區網站消息,美國陸軍已經開始計劃在麾下的AH-64阿帕奇直升機上測試AESA有源相控陣雷達,這種雷達在追蹤、搜索以及攻擊敵軍目標上都具備獨特優勢。 波音甚至在考慮淘汰傳統的長弓阿帕奇,或許在不久之後的某一天,我們在阿帕奇的主旋翼上方也就再也看不見毫米波雷達的圓盤了。 今天我們就來聊一聊美軍阿帕奇的升級。 我們都知道長弓阿帕奇和普通阿帕奇在外觀上最顯著的區別,就是在於主旋翼的上方是否加掛了圓盤狀的AN-APG78長弓毫米波雷達。 這款雷達的加入能在多個方面提升阿帕奇的作戰能力。 升級長弓套件之後的阿帕奇能夠克服惡劣天氣,在雨霧環境中繼續探測和跟蹤目標,從而提升自己的全天候作戰能力,並且還能憑藉毫米波雷達的多目標跟蹤能力發射多枚地獄火導彈掌控戰局。 即使是較遠距離的超視距作戰,長弓阿帕奇處理起來也可以說是得心應手。 但在如今的美國陸軍看來,阿帕奇要應對未來的戰場環境,光是裝備長弓套件已經不夠用了。 越來越多速度更快、體積更小、運動軌跡更靈活的飛行器與陸上裝備都開始活躍在戰場上。 況且長弓能做的事情,AESA主動相控陣雷達基本都能做。 而毫米波雷達所欠缺的一些方面,主動相控陣雷達也能彌補。 美國陸軍甚至還進一步表示,如果阿帕奇的AESA雷達測試能夠順利通過,陸軍就會將其推廣到更多的麾下的旋轉翼和固定翼的作戰平臺上。 相比之下,美國海軍的動作似乎更快。MQ-8C火力偵察兵輕型直升機已經用上了新款主動相控陣雷達。 好在陸軍方面也已經跟進,美國政府已經爲陸軍公開發布了RFI方案招標,正式開始面對各家公司徵集在阿帕奇直升機上加裝AESA雷達的方案。 阿帕奇的直升機項目經理也開始對雷達設備的潛在供應商進行市場調研。 至於最終的實機測試環節將會在阿拉巴馬州的紅石濱工廠進行,新雷達將會由最新的AH-64E V6版本直升機搭載運行。 根據招標內容,阿帕奇的主動相控陣雷達需要具備多方面的功能,除了傳統的火力控制、導航、飛行員視覺輔助、危險告警以及TF地形跟蹤與TA地形規避能力之外, 雷達還要支持AR增強現實技術來實現海岸線測繪的功能。 與虛擬現實技術不同,AR並不會爲飛行員生成虛擬環境,而是在人們原本就能看到的畫面上進行圖形計算與分析,並在畫面中添加各種電子圖形引導和提示。 美軍最早在RQ-7暗影無人機與MQ-1C灰鷹無人機的操控系統中引入了AR技術,現在也是時候進一步推廣了。 並且按照美國陸軍一貫的傳統,大兵認爲,阿帕奇在本輪測試中會先試用幾款主動相控陣雷達,再去做橫向對比,以充分檢驗不同供應商的技術優勢。 畢竟整個測試周期長達三週,從時間上講,這麼做並無問題。 在這21天的時間裏,阿帕奇搭載的主動相控陣雷達需要對陸地、沿海以及空中三個方向的目標做出反應。 以便陸軍收集測試數據,從摩托車、摩托艇到無人機這樣的小型移動目標都會考驗雷達的作戰性能。 體積較小的MD-530攻擊直升機也很有可能會充當此輪測試的假想目標。 而就飛行演示環節來看,美國陸軍尤其關注新雷達的攻擊引導能力,以及飛行路線導引和着陸輔助的功能。 有朋友看到這裏可能要問,上述的這些測試內容和演示情景,阿帕奇已經面對了很多年。 爲什麼直到今天,美國陸軍才突然加快了阿帕奇換裝主動相控陣雷達的進程呢? 這主要還是與毫米波雷達的侷限性與俄羅斯K-52直升機的更新動作有關。 長弓阿帕奇現在使用的ANAPG-78套件雷達,在上世紀80年代開始研發,並從1998年開始正式服役,已經走過了將近30年的歷程。 值得一提的是,長弓雖然是一套火控雷達,但在研發初期,美軍最關注的反而是其應對惡劣天氣的能力。 連長弓雷達最初的項目名稱都叫做《機載惡劣天氣武器系統》。 有了長弓套件的加持,阿帕奇可以在雨天、雪天以及霧天等各種不利於直升機作戰的環境中行動,實現全天候作戰。 即使是在漆黑的夜晚,阿帕奇也不會錯失目標,並且毫米波雷達的探測距離要顯著優於光學設備, 能夠幫助飛行員提前鎖定目標,對樹葉、草叢以及薄霧等障礙物的穿透能力也是光學瞄準設備所無法匹及的。 APG-78長弓套件能夠同時跟蹤多達128個目標,並指引地獄火導彈同時攻擊其中的16個。 整個發現鎖定攻擊的流程可以在30秒內完成,並且長弓套件已經集成了無線電調制解調器。 一架長弓阿帕奇直升機檢測到的目標可以同時被戰區內的其他阿帕奇以及陸地部隊接收到。 這在今天或許不是什麼新鮮的功能,但在1998年是非常具有前瞻性的設計,也在很大程度上啓發了其他國家對武裝直升機雷達的研究方向。 並且到了AH-64E衛士之後,AN-APG-78還針對水上目標打擊做了部分技術升級,算是在一定程度上彌補了原先的短板。 不過話又說回來,這種局部性升級終究還是無法讓30年前服役的長弓雷達完全適應今天的作戰環境,這也是美國陸軍萌生雷達換裝念頭的主要原因之一。 並且在這裏我們需要交代一個大背景,那就是世界上的絕大多數軍用直升機,尤其是武裝直升機,都是沒有裝備主動相控陣雷達的。 大家通常是在軍艦和戰機上見到這種重量較大的裝備,對於本身載重重量有限,追求飛行性能,還要留出載荷空間,裝載導彈與火箭彈的武裝直升機而言, 雷達的性能通常是夠用就好,裝上一個沉重的主動相控陣雷達並不一定是最佳選擇。 不僅如此,主動相控陣雷達的適配成本與使用成本都是比較高的,直升機機體內部的設備安裝空間有限,難以安裝同一級較大的天線陣列與相關設備。 在升級相控陣雷達時,要考慮機體結構、電源系統以及冷卻系統的排兵佈陣與工作,這無疑會帶來較高的成本投入。 並且在進入使用環節之後,主動相控陣雷達的較高耗電水平也是一個需要解決的問題,畢竟直升機不是軍艦和戰鬥機內自身電能充沛的裝備,軍艦不缺電我們很容易理解。 由於龐大動力機組的加持,近期問世的新式軍艦甚至可以實現全電推進。 戰鬥機的航空發動機在動力上雖然沒有軍艦輪機那麼強勁,但是也是能夠帶動發動機工作的,並且爲戰機上的各種設備供電的。 而且大部分戰鬥機內部還裝有蓄電池和輔助電源,蓄電池可以在航空發動機的啓動過程中爲飛行控制系統與通信系統提供必要的電力供應,平常用車比較多的朋友都能理解這一點。 即使戰鬥機的發電設備出現了瞬間功率波動或者故障,蓄電池也能短暫介入,保證關鍵設備的連續運作。 這些電池一般都是鎳革材質或者鋰離子電池,供電能力較好,而且能夠適應戰鬥機在高速飛行機動時產生的高闊載環境。 其實這樣的應急電源設計在一般的武裝直升機身上也有,只是由於主發動機的發電能力有限,直升機還是不能隨意搭載高耗能設備。 以阿帕契爲例,當主發動機開始運作時,傳動系統也會順帶驅動交流發電機,其使用的兩臺通用電器T700GE-701渦軸發動機能夠釋放將近4000馬力的功率,而F35系列戰機的發電機的功率水平基本都在25000馬力上下,完全不是一個量級。 不僅如此,主動相控陣雷達的高耗能特性背後還伴隨着散熱需求的問題,散熱設備的安置與運行也有可能會提高直升機的能耗,這都是先前阻礙主動相控陣雷達登上武裝直升機的難點之一。 不過話又說回來,更大的重量與體積以及更高的能耗與設備要求也能給阿帕契換來不少作戰優勢。 主動相控陣雷達的電子掃描陣列由大量的發射接收組件構成,每一個組件都可以被看作是一個小型的雷達天線,它們都是經由電子控制方式來改變自身向位和幅度的,能夠在很短時間內快速改變指向,實現對整片空域的快速掃描。 而無需像傳統雷達那樣通過機械旋轉或者擺動的方式來改變波束方向。 也正是因爲這種快速切換能力,主動相控陣雷達的抗干擾能力非常出色,可以根據敵軍的干擾信號特徵實時改變自身雷達信號的頻率、向位以及幅度等參數,來對敵方的干擾信號進行抑制與抵消,這就大幅提高了雷達的抗干擾能力。 在面對敵軍的電子偵察設備時,主動相控陣雷達也能通過控制波束的指向與發射頻率來降低自身雷達信號被截獲的概率,這就提高了載具設備在作戰時的隱蔽性與生存能力。 也正是因爲大量天線單元的存在,主動相控陣雷達能夠形成多個獨立波束,並同時對不同方向、不同高度、多個目標進行跟蹤探測,通過調整天線單元間距還能進一步提高雷達探測的精準度。 除了識別目標位置等傳統信息外,對於結成緊密編隊飛行的多架飛機能夠有效辨別。因此,不論是在使用情景、使用效率還是實戰效果等層面,主動相控陣雷達都具備自己獨到的優勢。 阿帕奇直升機甚至可以通過新雷達監測飛行路線上的天氣變化。而美國陸軍對未來戰場環境中大量無人機活動的擔憂也是促成了阿帕奇新雷達測試的重要原因。 就在今年10月,美國陸軍駐沙特阿拉伯部隊還使用了阿帕奇直升機進行了無人機攔截測試。事實證明,AH-64D的確能夠通過AGM-114地獄火導彈這樣的傳統空對地打擊武器來攔截無人機。 以色列軍隊也曾使用過阿帕奇攔截過敘利亞邊境地區發射的真主導無人機。這些事例都充分反映出了阿帕奇固有的防空能力。 其原本就能搭載FIM-92獨自短程熱巡導彈來發起低烈度的空對空作戰。 但問題在於傳統的長弓雷達並沒有針對無人機騷擾做過優化設計,而一枚地獄火的價格也超過了20萬美元。 美國陸軍沒有必要將這樣的作戰組合延續到未來的十幾二十年裏。 雖然長弓雷達的確能夠捕捉小型無人機目標,但提前預警的距離、提前警告的時間以及面對多架無人機時捕捉並鎖定多個目標的速度的確還存在提升空間。 因此美國陸軍想要爲阿帕奇加裝主動相控陣雷達作爲今後的升級方向之一也是非常合理的。 事實上波音公司在11月份還剛剛提到過將機載雷達整合到阿帕奇機身內部的想法,通過對機身的空氣動力學設計進行重新優化,以及使用體積更小的雷達。 可以說現有技術水平是能夠實現阿帕奇雷達加裝的,就算不安裝主動相控陣雷達,將主旋翼上方的長弓雷達移動到機體內部也是完全可以做到的。 這樣的調整同樣有助於提升阿帕奇的空氣動力學性能。 如果這樣的改造成本較高,美國陸軍也可以選擇一種更爲簡單的方法,那就是直接將小型化的AESA雷達外掛到阿帕奇的短翼下方。 這樣做雖然會佔用直升機的彈藥掛載量,但的確會更加簡單和便宜。 況且就目前來看,俄羅斯海軍的K-52K直升機已經先行裝備了RISTES主動相控陣雷達,陸軍的K-52M也已經即將完成新雷達換裝。 俄軍目前的做法是將雷達天線整合到機鼻的位置,這也是一種雷達內置的可行方向。 至於阿帕奇是否會在近兩年正式換裝AESA主動相控陣雷達,阿帕奇又能否憑藉此項更新,成功立足於無人機戰爭時代,也歡迎各位在評論區發表看法。 我是大斌,我們下期節目再見。 爲新戰機的開發提供參考,目前俄軍高層正在討論該方案的可行性。 今天我們就來聊一聊這個雅克141到底又是怎樣一款的飛機。 俄軍爲什麼突然又要重啓垂直起降戰機呢? 要想弄清楚雅克141,還要從蘇聯的第一款垂直起降戰鬥機開始說起。 不過一說到垂直起降戰鬥機,大家第一時間想到的應該是F35或者是鑰匙戰機。 其實蘇聯自己也有垂直起降戰鬥機,那就是雅克38,北約代號爲鐵將。 這款飛機的名氣並不高,很少有人知道,而且總共就生產了231架。 是蘇聯海軍航空兵第一款也是唯一一款可供服役的垂直起降戰鬥機。 同時也是蘇聯第一種實用化的固定翼艦載機型號。 雅克38的誕生和蘇聯首批可起降固定翼戰機的基輔級航空母艦有着密不可分的關係。 可以說雅克38在技術研發及戰術配置上就是專門爲基輔級航空母艦而設計的。 雅克38的垂直起降系統和AV-8鑰匙不同,是源自雅克36實驗機的設計。 全機有三部發動機,分別是機尾的推進升矩發動機和在駕駛艙後方的兩部升矩發動機。 當要垂直起降時,駕駛艙後方的蓋打開,內裏的兩部升矩發動機開動, 同時在機尾的發動機其噴管向下,三部發動機是一起發功,產生一股向上的總推力。 由於在垂直升降時各一面皆失效,所以主發動機有三條氣管, 分別向機尾和兩翼端產生推力去控制飛機,而當改爲向前飛行,蓋關閉, 而兩部升矩發動機也停機,主發動機停止向此三條氣管攻擊, 而其噴管也改爲水平向後,從而變成和普通飛機一樣向前飛行。 這種設計令雅克38比較像普通飛機,從而在飛機設計上比較簡單, 而且也不需要像AV-8那樣巨大的進氣口,迎風面積減小而有利於高速飛行, 但是缺點是在機械結構上比較複雜,因爲需要協調三部發動機,從而故障的機會較高。 垂直起飛時耗油量也較大,而當向前飛行時那兩部升矩發動機變成了無用的呆重, 而又佔用機內空間,機內原本可以容納燃料的空間都被佔去了, 所以雅克38的航程短,攜帶空戰彈要少,垂直升降的作戰半徑只有100公里, 主翼的翼載也較高,導致雅克38的機動性差,難以挑戰美國海軍的主力戰鬥機, 最多隻能對付北約的反潛直升機。雅克38作爲艦載機,其主翼可以向上拆起以節省存放空間。 但總的來說,雅克38本身還是有許多缺點的,需要升級改進的, 因此便推出了雅克38的全面升級款——雅克141。 據俄媒報道,俄羅斯軍方日前打算重啓雅克141戰鬥機項,並且在其基礎上研發雅克201隱身戰機。 所謂的雅克141也被稱爲雅克41,北約代號爲自由式,是蘇聯時期設計的一款超音速垂直起降戰機。 作爲雅克38的替代品,它被設計爲能夠從蘇聯航母上進行垂直起降操作的超音速戰鬥機。 雅克列夫設計局一直認爲雅克38不夠完美,只能作爲一架過渡飛機使用, 其開發目的是下一款垂直起降飛機積累設計,驗證各種技術猜想,以及磨合各部門之間的協作能力。 甚至在雅克38推出之前,蘇聯海軍就想要一架功能更全面、性能比它更強大的飛機。 因此在1975年,雅克夫列夫獲得了一份設計合同,該合同要求飛機只需要承擔一項任務,就是艦隊防空。 但是與雅克38不同,這架飛機要具有持續超音速、機動性、雷達和武器負載, 預計與蘇27和米格29等現役戰鬥機相似。 對於蘇聯海軍來說,這架飛機將是他們的下一代垂直降戰機。 對於雅克夫列夫設計局來說,這架飛機則被視爲重返蘇聯戰鬥機設計的一種方式, 讓雅克夫列夫設計局成爲和蘇或伊、米格設計局並駕齊驅的存在。 由於該項目的重要性和複雜性,亞利山大希爾蓋耶維奇·雅克夫列夫將他的設計局的很大一部分人員分配給了新垂直起降戰鬥機的開發。 不少於10名首席工程師同時致力於所謂的產品48,而軍方將其命名爲雅克41。 經過一番討論,一共研究了50多種設計,但一個關鍵問題是, 設計一架同時具有失量推力和加力燃燒器的飛機,這對於持續超音速至關重要。 雙引擎設計曾被考慮過,但由於各種問題還是被放棄了,最終採用了單個發動機和圓形噴嘴,類似於美國的F35的發動機。 着陸時,發動機產生的過熱部件由鈦合金製成,整架飛機至少26%的部件由石墨或者複合材料製成。 由於熱量急劇,懸停時間被限制在兩分鐘以內。 所有三臺發動機均通過一個相互關聯的數字系統進行控制,該系統能夠控制兩臺發動機的啓動, 並在着陸和懸停飛行期間調節所有三臺發動機的推力。 雙串聯反作用控制噴氣機位於一間,而旋轉偏航噴氣機位於機頭下方。 座艙加壓並裝有空調,前面的小座艙蓋是防彈的,它向右絞接,但由於背脊較長,沒有後視鏡。 當發動機導管旋轉超過30度而且空速低於300公里每小時,彈射座椅就會自動啓動。 原型機的儀表簡單與早期的雅克36M的儀表類似,生產版將配備廣泛的航空電子設備以及武器套件, 包括多普勒雷達、激光電視測距和瞄準以及屏式多功能顯示器。 它與米高陽米格29上的頭盔式導彈瞄準系統配合使用,該系統允許飛行員通過將頭部從前方轉動80度來鎖定地基。 起落架爲三輪式,配備了最新的多片防滑剎車,可操縱的前輪向後收起,而主起落架向前收起。 頂部安裝的機椅與雅克福列夫36類似,但外板厚略,可以摺疊起來存放在船上。 主發動機由四個側面安裝的管道以及沿上表面的一排大柏葉窗供電,以便在全功率懸停時讓空氣進入發動機。 該發動機是R79V300,是一種雙軸增強型渦扇發動機,彈道比爲1,最大推力爲14噸。 後噴口可以從0度旋轉到95度,以進行垂直起降、着陸和懸停。 兩臺升力發動機是阿迪斯一設計,這是一種簡單的單軸發動機,主要由鈦製成,每個發動機的推力爲4100公斤。 發動機以85度的角度安裝在駕駛艙後面,與雅克38類似。 發動機通過八個彈簧驅動的背筋翼吸入空氣,廢氣通過機輔開口排出,該開口被兩個副門覆蓋。 隨後雅克弗列夫獲得了四架原型機的資金,第一架編號是480,無呼號,用於靜態和疲勞測試的裸機身。 第二架481,呼號爲48,是非飛行動力裝置實驗臺。 第三架和第四架分別是482和483,呼號爲75和77,主要用於飛行測試。 481保持未上漆狀態,而482、483整體塗成了灰色,帶有黑色機鼻雷達罩和翼錨天線。 當雅克弗列夫設計局以爲自己能夠成爲蘇霍伊或者米格一樣的航空巨頭時,蘇聯卻解體了。 1991年9月,由於財政緊張,俄羅斯政府宣佈不再爲雅克141開發進行資助。 因此雅克弗列夫設計局不得不尋求國際合作夥伴,以獲得開發資金維持開發專案。 恰逢此時,洛克希德公司正在爲競爭聯合先進攻擊技術開發X-35,於是兩者一拍即合。 1992年9月6日,他們將可以飛行的482原型機拉到英國的法英堡航空展上展示。 雅克弗列夫還宣佈,他們在1991年最後一個季度就開始了合作,並從中獲得了來自洛克希德的3.85億到4億美元的資金支援, 並且得以製作多臺新的可飛行原型機,以及一臺用作改進機身設計和航電裝置的靜態測試機。 在這繼續開發的這段時間裏,雅克141M的改進目標之一便是將短距起降的最大起飛重量增到21噸, 其中一臺新做的原型機還有複式駕駛裝置作爲教練機使用。 儘管X-35實驗機試飛成功後,認爲其原型機的部分技術來自於當年的洛克希德從雅克弗列夫手上購得的雅克141的圖紙資料, 但洛克希德在2014年的官方雜誌中則駁斥了這一說法,並且表示, X-35的垂直起降系統很早之前就已經設計好了,與雅克弗列夫的垂直起降技術並沒有太多關聯。 俄軍研製垂直起降戰機的計劃其實早在2017年7月20日就已經基本確立了, 當時俄總統普京簽署了俄國防部制定的2030海軍發展計劃, 而該計劃的主要內容是想讓俄羅斯海軍成爲一個有能力與美國爭奪制海權並且有足夠的戰鬥力保護俄羅斯的領海安全, 這計劃也被看作是保護俄羅斯國家安全的重要計劃。 按照該計劃的目標,到2030年,俄海軍應該成爲世界一流的海上力量。 2030年海軍發展計劃中還提到,爲全面提高海軍綜合實力、升級武器裝備必不可少, 例如高精度導彈、核潛艇等裝備均列入了發展日程,其中就包括第五代垂直起降戰機。 不過值得一提的是,大兵在翻閱俄軍的這項2030海軍發展計劃時, 還發現除了上述的研發內容外,俄軍還計劃要開發一款性能優於美國航母的海上最強航母。 俄軍希望這艘航母用途比英美裝備的航母用途更廣, 不僅能運送飛機,還能裝備反艦導彈和強力防空系統,在海戰中有自我保護能力。 按照俄軍的計劃,該航母長約330米,寬約40米,最大航速可達30節,即55公里每小時,並且可以攜帶90架飛機和直升機。 此外,它還將安裝電磁彈射器,從而大大縮短艦載機起飛距離。 計劃在2025年前開始建造,如今2024年已接近尾聲了,至於俄羅斯新航母的計劃,目前是一點消息也沒有聽到。 或許是俄軍的保密工作做得好,至今也沒有泄露一點相關內容。 不過用於和航母配套的垂直起降戰機,俄軍倒是有了一定的消息。 俄軍想要第五代垂直起降戰鬥機,重啓雅克141確實是最佳選擇。 以現在俄羅斯造艦情況來看,基本可以肯定,在2030年前,俄軍想打造一支可以和美國海軍對比的海上力量完全不可能。 把庫斯涅佐福號航母修好,能夠正常服役,不掉鏈子,就已經相當不錯了。 回顧俄羅斯以往研製的機型,現成技術能夠直接拿來用的,除了雅克141,也確實沒別的選擇了。 想要重新建立一個項目,一切從零開始,當然也可以,但恐怕目前不是俄軍的最優選。 雅克141在性能上已經超過了鑰匙,達到了當時垂直起降的較高標準。 到了80年代,蘇聯空軍已經感受到了未來隱形技術的發展趨勢,開始了新一輪開拓創新。 在雅克141基礎上加入了隱形修身設計,航程和載彈量也都有所增加,但對於蘇聯來說還是不夠,於是雅克201項目啓動了。 雅克201廠方代號產品201是雅克141的後續改進版本,計劃配備R79M-300渦扇發動機。 它是蘇聯解體前預設的第四代垂直短距起降艦載機,主要有兩個方面大的變化。 追求大航程以及高隱身性能,可以配套在未來大型航母上,追平美國裝備上的差距。 按照雅克弗列夫設計局的構想,雅克201擁有極度追求隱身性能,採用雙垂尾佈局。 雙垂直尾翼大傾角向外延伸,機體大量採用錫波材料,機身飛行員後方安裝兩臺RD-41升力發動機, 尾部安裝一臺帶旋轉噴口的R79M-300發動機。 可偏轉噴口,不僅能提升垂直起降能力,還增強了機動性,整體佈局類似於F35B。 由於升力風扇擠佔了寶貴空間,雅克201同樣是一款單座戰鬥機。 其最大飛行速度可達1800公里每小時,實用升險15000米。 內置彈倉分佈在機腹兩側,還配備了一門GSH-301 30毫米航炮,備彈120發。 同時還注重多用途,自然也要包括中遠距制空導彈,以及其他大量反艦對地制導武器等。 但由於蘇聯解體,飛機研製失去了資金支持,項目也就擱置了。 如今俄羅斯想要重新研製垂直啓向戰機,重啓雅克201的設計無疑是最佳選擇。 大家認爲,如果俄軍重啓了雅克201,其性能能夠和美軍的F35B一決高下嗎? 歡迎在評論區留言討論。 我是大斌,我們下期再見。