推动直升机产业发展 军事应用是重要的动力

　　直升机在军事领域的成功应用， 促进了直升机的发展。随着军用直升机需求量的增加，世界各国都非常重视军用直升机的研制与发展，尤其是美国和俄罗斯经过一系列的探索和尝试，军用直升机取得了突飞猛进的进展，陆续诞生多个经典机型，并经受住了实战考验。直升机在战场上的出现，推动了传统作战方式的变革，同时对直升机的应用和发展也起到了巨大的驱动作用。目前，直升机已成为现代战争不可缺少的武器装备。

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　　美国的军事需求与直升机发展

　　美国直升机的发展与军事需求有着千丝万缕的联系。直升机很早就被用于军事行动。1944年R-4直升机被派往缅甸，担任美军驻缅甸指挥官的观察机。1943～1946年间，美军还曾着手研究直升机用于反潜作战。这些都是直升机早期参加的作战行动。在朝鲜战争中，轻型多用途直升机和运输直升机发挥了巨大的作用。越南战争把直升机军事应用推到了史无前例的规模，用运输直升机大规模地实施空中作战，用武装直升机护航及对地进行火力支援，用各类战勤直升机进行侦察、指挥、通信和救护。美国从1961年就开始积极研制专用武装直升机。之后，为了适应反坦克、战术运输和空战的需要，美国发展了“眼镜蛇”系列、AH-64系列和CH-47系列。为了在战场上占据速度优势，美国又研制了V-22倾转旋翼机，V-22将以更加崭新的姿态和更为独特的空中优势活跃在21世纪的战场上。

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　　俄罗斯的军事需求与直升机发展

　　俄罗斯直升机的发展与军事需求也有密切的关系，同时也受到美国等西方国家的影响，加快了直升机的研制进程。1956年米-4参加了匈牙利的军事行动，这是苏联军用直升机的首次应用。为了适应战争的需要，俄罗斯相继发展了米-6、米-8、米-24和米-28系列。20世纪60年代中期， 由于受到美国第一代直升机AH-1的启发，俄罗斯开始研制专用武装直升机米-24。米-24直升机在阿富汗战争和伊朗-伊拉克战争中以及30多次军事冲突中发挥了巨大的作用。20世纪70年代，随着美国先进武装直升机AH-64“阿帕奇”的出现，俄罗斯也想研制类似的直升机，试图超过“阿帕奇”，米里和卡莫夫两家参与了该竞争。为了作战能力，俄罗斯研制了新一代武装直升机米-28和卡-50。海湾战争以后，把直升机的夜间作战能力放在很突出的地位加以强调，因此， 俄罗斯又发展了米-28N和卡-52。

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　　军方与直升机工业部门的协作

　　美国和俄罗斯等国直升机工业部门与军方有着千丝万缕的联系，两者之间的通力协作使直升机得到迅速发展。通常情况下，美国陆军单独或联合国防采办或美国国防部国防预先研究计划局提出直升机发展计划。军方根据未来战场作战环境和作战模式， 提出直升机所能执行的任务，包括具体的战术技术指标和性能指标以及所具备的能力。之后陆军发出招标，并与工业部门签订演示验证合同，完成初步设计方案、风洞实验和工程模拟等。同时制定里程碑节点，并根据实际情况进行调整。演示验证之后，美国陆军宣布中标的工业部门，要求在里程碑节点内完成详细设计、原型机制造、设计评审和试飞等一系列工作， 之后陆军与工业部门签订批量生产合同。在部分项目执行过程中，美国陆军还要向国防部提出直升机初始作战能力要求，获得国防部批准后，陆军协调工业部门，生产预生产型，并交付陆军进行演习，以验证作战能力。

　　俄罗斯军用直升机的研发也是军方根据作战理论和作战装备的具体需要向直升机制造部门提需求。研制经费由国家通过使用部门进行投入，研制成功后批生产的效益体现在销量上， 对内对外的销售由国家有关部门掌握。目前，俄罗斯政府合并直升机工业， 把直升机工业部门重新划归国有。在俄罗斯政府、工业和科学技术部门以及俄罗斯国防部的大力支持下，俄罗斯直升机股份公司开展直升机的研制工作。同时俄罗斯直升机工业依靠和联合俄罗斯武器和技术兵器进出口公司、俄罗斯工业进出口公司、俄罗斯科技进出口公司，并利用他们广泛的业务联系网、良好的声誉和熟练高效的运作能力。

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　　轻型直升机实验（LHX）计划

　　1981年美国陆军提出轻型直升机实验（LHX）计划，要求研制双座侦察/攻击和空战直升机。LHX计划是美国陆军第一个采用“备选方案分析”（AoA）方法的项目。这种方法对项目的费用、效率、计划、风险及其技术水平进行综合分析。波音/西科斯基公司将分析的综合结果在里程碑Ⅱ之前就上报美国陆军和国防部的决策者。公司备选方案分析组首先想办法获得军方指挥员的期望并解释整个项目情况，然后用图表形式做出计划。

　　为了满足上一个层次综合的需要， 有时需要对下一个层次重新修订计划并在技术等方面进行一些必要的修改。每个层面的综合分析小组AIT在自己的职权范围内进行协调，评估修改对整个项目的风险，修改后各子项目的风险基本平衡。这种评估和协调需要反复进行，直到综合分析小组已使其所在的层面能满足整个项目的目标并且在可接受的风险范围之内。

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　　LHX项目管理中最主要的经验有如下几点：

　　用户、研制商和承包商都掌握有效的详细信息并直接参与关键的费用、进度和直升机性能的确定。

　　政府与相关的承包商在谈判之前就加强联系，尽最大可能消除政府和承包商之间存在的费用和技术等方面的差距。

　　费用作为一个单独的变量能确保费效管理并对费效权衡进行持续的关注。

　　技术要求放在单独的性能工作报告书中，采用通俗易懂的语言陈述， 使管理者易于理解和把握。

　　大量使用一般的商业采购，以降低成本。

　　实现无纸办公，采用电子手段提交EMD申请。

　　政府与承包商经常联系协调改进计划，使计划更趋合理，从而在采办过程中使整个项目受到干扰最小。

　　JMR计划

　　2004年美国陆军航空和导弹研究发展工程中心（AMRDEC）首次公布了JMR项目和投资情况，并开始第一阶段研究工作。在这一阶段它们对项目可行性和性能需求进行研究。与此同时，美国军方提出了关于JMR项目的发展思路，即采用通用技术满足包括轻型、中型、重型和超重型各种不同吨位直升机，以及攻击、侦察、通用和重型运输各种不同任务机型的需要，以替代目前的UH-60、AH-64、OH-58和其它一些旋翼机甚至固定翼飞机。

　　美国军方确定将中型通用型JMR作为项目的起点，同时陆军还将未来两年对其技术扩展性进行研究，尝试将其通过缩比或扩展发展为轻型侦察旋翼机和重型运输旋翼机。此外，如果JHL（联合重型旋翼机）项目无法提供陆军需要的超重型旋翼机，JMR也有可能会开展超重型运输型JMR的构型研究。

　　JMR共分为3个阶段，即0阶段、第1阶段与第2阶段。

　　在JMR的“0阶段”，美国国防部针对FVL所提出的未来任务需求， 对未来旋翼飞行器的用途、要求、成本和潜在的设计空间进行评估，但这只是闭门造车、纸上谈兵式的研究，形成JMR TD构型权衡与分析合同。该合同每年为每个公司提供400~500万美元提供经费，分别支持AVX飞机公司研发复合共轴式直升机，支持贝尔\波音飞机公司研究倾转旋翼机，支持波音飞机公司研究直升机，还支持西科斯基公司研究常规式与倾转旋翼复合直升机。所有这些研究都在2012年完成。

　　在JMR的“1阶段”，针对当前这些构型的飞行器签订研制合同。与飞行器研究工作并行开展的还有任务系统效能贸易与分析合同的签订，帮助确定贸易范围以支持JMR“2阶段”的规范研究。在此阶段，所有公司必须达到的指标是“速度在230节（425千米/时）以上，设计总重30000磅（13吨）”。在此基础上，必须考虑到突击与通用运输两个基本构型。其中通用运输型运输12名士兵时，在留30分钟余油的前提下，运输半径能达到424千米（229海里）， 能够在高温高原1800米/35°C条件下使用，并能满足海军与海军陆战队的舰载要求。而且，士兵重量规定为335磅（152千克）， 配备2015陆战设备，对应的座椅宽度为23英寸（58厘米） 、高度60.5英寸 （154厘米）。

　　在JMR的“2阶段”，国防部针对“1阶段”中并行研发的任务系统进行信息征询，授权有资格的任务系统进行演示验证。在此阶段，还将关注突击任务，该任务被看作是任务系统研制中最重要的。在“2阶段”，对先进的任务系统组件开展研究，但是不会针对“1阶段”的JMR进行飞行验证。

　　在2013年1月中旬， 在1阶段中最终的合同授权后不久，波音与西科斯基公司签署了JMR“1阶段”（以西科斯基为主），2阶段（以波音为主） 和FVL中期的协作协议。波音飞机公司还解除与长期鱼鹰合作伙伴之间的倾转旋翼机联盟，使得贝尔公司能够与新的风险共担伙伴结成联盟，包括洛克希德马丁和GKN航空宇航公司。AVX飞机沿袭“1阶段”的团队。而凯瑞姆飞机公司的中标是个惊喜，因为在此之前，该公司的存在并不为公众所知。

　　目前，各公司/团队的方案均已进入演示验证机阶段。

　　FVL计划

　　2009年，美国国防部启动FVL（未来垂直起降飞机）项目，旨在2030年全面替换陆军现有的UH-60、AH- 64、CH-47和OH-58直升机，并将JMR项目作为FVL项目的先导项目进行技术验证。2011年1月14日， 美国陆军正式开始JMR-TD技术验证阶段的工作（分为两阶段：第1阶段是平台验证阶段，第2阶段是任务系统验证阶段），发布了平台技术验证的方案征询书。在评估了工业界提交的方案之后，AMRDEC于2011年9月29日同波音公司、贝尔-波音联合设计团队、西科斯基公司分别签署了为期18个月的技术投资协议，3个月后同第4家公司——AVX飞机公司签署了为期15个月的技术投资协议。每家公司将获得400万美元的研究费用， 用于对不同构型进行分析，明确JMR最有价值的性能，指定JMR设计要求和性能参数指标，并提出初步构型方案。

　　JMR-TD项目的第2阶段，即任务系统的验证工作也已展开。2011年11月，美国陆军向工业界发布信息征询书， 并在2012年4月1日开始了JMR-TD任务系统权衡及分析研究的竞标，以确定JMR任务系统的能力、所需的技术及相关费用。这一阶段工作的主要目标是对任务系统有关的技术、概念、架构和程序的经济可承受性和效能进行研究。但由于电子系统的发展速度远高于机身、旋翼、发动机和传动系统等平台技术的发展速度， 因此任务系统的开发和测试定于2015财年开始。

　　陆军希望FVL能够在速度、航程、有效载荷、高温高原性能和通用性上有明显的提升，其中速度是最重要的性能参数，速度的提升能够使FVL具备强行进入敌对区域、对地面部队进行支援，以及承担一些时效性更强的任务的能力，同时还能够提升其生存性和响应性；而通用直升机和攻击直升机之间的通用性的提高则能够降低研发费用，降低训练、后勤保障及部署的难度。

　　目前美军对JMR中型项目提出的性能指标包括：飞行速度达到230节（426千米/时），不加燃油航程比UH-60M高40%（ 超过800千米），35℃环境下悬停升限达到6000英尺（1829米）。

　　按照美国陆军计划，2015年正式启动采购程序，之后于2016～2017年完成备选方案的分析与选择，2017年第4季度完成验证机首飞，2018年项目正式进入技术发展阶段。在技术发展阶段，一个重要的节点就是完成两种参与竞标的原型机的飞行测试， 预计2023年左右启动该项目的工程与制造发展，2034年具备初始作战能力。

　　“垂直起降试验飞机”（VTOL X-Plane）项目

　　2014年3月18日， 美国国防部国防预先研究计划局（DARPA）正式宣布了其“垂直起降试验飞机”（VTOL X-Plane）项目第一阶段的4家竞标商， 至此X飞机项目竞标全面展开，标志着美国国家层面的新一代高速垂直起降飞行器的技术预研和验证工作正式开始。

　　“垂直起降试验飞机”项目于2013年2月启动，旨在开发一种新的垂直起降飞行器，使其兼具当前常规直升机垂直起降能力和悬停性能，以及公务机的有效载重水平、飞行速度和升阻比。开发和设计工作涉及新技术或现有技术改进、子系统、平台概念及构型等方面。尽管项目没有要求一定要采用旋翼机方案，但目前来看能够实现垂直起降的飞行器中，只有旋翼构型能够满足其技术指标。

　　VTOP X-Plane项目预期研制周期为52个月，总预算约为1.3亿美元。项目共分为3个阶段工作。第一阶段工作为概念设计和技术准备，预算为4700万美元。第一阶段分为两个部分，A部分持续6个月，主要完成概念设计，并对子系统及整体构型进行分析、验证和改良，同时还将确定并选择动力系统。B部分将持续16个月，主要进行方案初步设计，并通过建模和仿真来提升关键的基础技术成熟度等级， 降低研发风险，并将完成平台构型方案的进一步设计和优化、系统性能和重量参数的评估和调整、关键技术及子系统的初始工程设计等。

　　第二阶段工作是详细设计和系统集成，计划进行18个月。这一阶段将完成平台的详细设计及各子系统的关键设计评估，并在通过最终设计评估后完成验证机系统集成和总装。

　　第三阶段工作是地面及飞行试验， 计划进行12个月。预计于合同授出42个月后完成验证机首飞（2017年2月前后）。随后将进行为期1年的飞行试验，对验证机重量、载荷、飞行速度、悬停效率、巡航效率、飞行包线等参数进行试验。

　　第一阶段工作于2013年年底开始，先后完成了4份概念设计合同， 进行构型权衡和方案初始设计。获得合同的4个竞标商分别是：西科斯基公司/洛马公司小组、极光飞行科学公司、波音公司和卡雷姆公司。第一阶段工作结束后，DARPA将对设计方案进行评估，并从多个方案中选择一个开展第二、三阶段工作。在2017年春天实现验证机首飞，2018年2月完成项目全部研究内容。

　　美国国家旋翼机技术中心成为军方和工业部门的纽带

　　美国国家旋翼机技术中心是美国国家航空航天局、陆军、海军和美国联邦航空局共同组建的，为政府机构， 办公室设在艾姆斯研究中心。工作由国家航空航天局、陆军、海军和美国联邦航空局和企业领导组成的执行委员会来领导，办公人员仅有7人。

　　美国国家旋翼机技术中心的宗旨是把政府、企业、学术界的人才和设备进行统一调配，使之形成合力，组成一个创新伙伴研究团队。制定旋翼机科研和技术开发的近期和远期计划。把旋翼机开发置于军事管理体制之下， 对计划、课题、经费进行定期监督和检查。其战略目标是继续维持军用旋翼机在国际上的霸主地位，扩大美国企业在世界旋翼机市场中的份额。

　　美国军方采办培育先期市场

　　如果美国国防部国防预先研究计划局相关项目进展顺利，就进入技术培育阶段，完全靠项目经理寻找具备一定技术基础的高技术公司进行技术培育。由于技术培育存在风险，DARPA也会资助不同的高技术公司，分别进行尝试。

　　技术培育成熟后，DARPA把成熟的技术转移给相关军种，由这些军种与成熟企业通过招标方式签订合同， 进行原型机改进设计、试制生产，然后提供给军方使用，最终也可能转为民用。如果各军种不愿接受新技术，DARPA可以求助国防部长的权威力量，强力推动新技术产品进入军方采办程序。

　　主管采办的美国国防部副部长往往采取两种策略：一是针对新技术成立新部门，全力开发新技术要求配备的新规程，如实验平台、作战适用性等。例如，美国推行的ARPANET、项目， 就是在DARPA内部先推行使用，形成初步的“产品成功”，再推向各军种， 成为“成功商品”，随后逐渐推向民用。二是拨付专款供军种实验新技术平台， 并调整已有作战程序适应新技术。例如，美国推出的隐形飞机，就是通过采办专款形成“产品成功”，然后逐步融入多军种作战，变成“成功商品”。

　　在有关军种的产品应用过程中， 不断改进高成本、高风险的“技术原型机”，推出各种“低风险原型机”。一旦大企业或者初创公司认为新技术产品风险降低并可带来利润时，就会投标，进入后续程序，使之成为“成功商品”，最终脱离“死亡之谷”，走上盈利的道路。

　　俄罗斯重型直升机的研制与军队需求

　　为搭载火炮部件及牵引车、用于空降突袭作战的装甲车和自行榴弹炮， 苏联率先研制出米-6直升机。

　　为满足军用领域对大型装备、设备和货物吊运吊装的需求，苏联在米-6直升机的基础上，研制专门用于起重的米-10直升机。

　　与此同时，苏联武装部队急切需要新型直升机补充装备，将作战战术弹道导弹和启动装置运送到飞机无法到达的区域，在这种情况下，卡莫夫设计局研制了卡-22直升机。

　　在米-6和米-10成功研制之后， 米里设计局认为旋翼飞行器的尺寸和有效载荷还有很大的扩展空间。更重要的是，当时的苏联部队经常需要利用直升机来吊装单个重量超过20吨的整体货物，鉴于此，米里设计局研制了米-12直升机。

　　之后，苏联武装部队提出需要运载重量18吨以上的重型运输直升机， 以满足机械化步兵师运送新式装备的需求。在这种背景下米-26直升机问世。

　　结束语

　　部队的需求直接刺激直升机技术的进一步发展，直升机技术水平的提高又增强了军队的战斗力。任何一项新技术、新材料、新工艺、新电子设备几乎都是首先在武器装备中投入使用，直升机更是如此。投入使用后能顺利承担和完成使命，从而提高了武器装备的作战使用效能，提高军队快速部署和精确打击的能力。

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