武装直升机的防护设计
武装直升机早期的战术目标与防御手段是什么？
中：美国陆军在越南战场广泛应用运输直升机，将作战部队直接投放到战术目标附近，实现跨越丛林与河流的点对点突击。直升机低空飞行时及在降落场地空域，很容易受到地面防空和轻武器火力杀伤。美国陆军最初通过为UH-1通用直升机安装武器，用混合编组的方式为执行运输任务的通用直升机提供火力掩护，但在实战中发现即使空载的武装化运输直升机，飞行速度也无法和运输直升机同步，机载火力也缺乏低空支援所需要的灵活杀伤能力。越战中为直升机护航，压制机降场地对空火力的需求，促进了第一代武装直升机的发展。AH-1G就是利用UH-1，完全按对地攻击任务设计的型号。
AH-1G虽然是武装直升机的开端，但应急色彩较强。AH-1G选择7.62毫米转管机枪与40毫米中速榴弹发射器组合，对近距离无防护的点、面目标杀伤力很好，大备弹量可提供猛烈又持续的压制火力，但缺乏攻击防御掩体的火力强度。UH-1本身就具备轻武器防御能力，AH-1G采用串列双座降低了投影面积，在强火力受敌面的防御较好，能够抵御7.62毫米枪弹，但发动机舱和传动系统暴露安装，旋翼系统也缺乏火力防御结构，单发布局更是缺乏破坏和故障亢余度。
AH-1G投入越南战场后不久，作为强化火力灵活性的措施，用20毫米转管炮取代了早期的机载武器，还增加了使用反坦克导弹的功能。AH-1被动防御体系的设计比较传统，轻装甲与防弹玻璃的防护性能并不高。越战后期AH-1开始遭遇越来越多的12.7毫米高射机枪射击，装甲防护显得过于薄弱，随后的型号虽然有所改善，但基础设计不佳仍然限制了防御标准。苏联在参照AH-1战术思想的基础上，也采用与UH-1到AH-1类似的方式，利用米-8改进设计了米-24。米-24参照了AH-1的火力，机头旋转机枪和外挂火箭提供了很强的近距杀伤能力，大尺寸带来的高载荷又增强了火力效能，大展长的外翼下可以挂载多组32联C5火箭发射装置。米-24的防御重点加强，尤其是机身下半球装甲防御更是以12.7毫米机枪作为装甲防护重点。
AH-1和米-24这代武装直升机的基础设计都是通用直升机，利用成熟设计的优点比较明显，但限制也很突出。AH-1的机体空间紧张，载荷和装甲防护的重量限制很大，米-24则受到米-8动力-传动布局制约，不得不保留一个可载8人的机舱，虽然算是个附加功能，但对强化火力和飞行性能的武装直升机来讲，大尺寸机舱带来的成本、重量和阻力代价很高。AH-1和米-24防护性能的最大弱点是设计时将防御集中在正面和前段机体的下半球，关键的动力一传动系统缺乏装甲保护。米-24在阿富汗战场很少出现下半球战损，但上半球的动力系统却很容易被火力毁伤；AH-1的被动防护还低于米-24的标准，在两伊战争的武直对抗中吃了不小的亏。
第二代武装直升机的防护设计特点是什么？
中：第二代武装直升机在70年代开始研制，以全新设计机体和系统作为基础，在改进火控和武器的同时，重点强化了防护。AH-64和米-28这类第二代武装直升机，都采用了低噪声旋翼和红外遏制系统，以提高战场隐蔽性，并将被动防护的重点由轻武器转向低空野战防空系统。
武装直升机被称为“飞行坦克”，重火力和远程打击能力确实可比坦克，但作为飞行器，重量限制使其防御能力远不能配上“坦克”的名称。按照设计要求，AH-64机体可以防御12.7毫米机枪射击，被命中一发23毫米爆破弹后可维持飞行30分钟，在垂直、侧向和水平冲击坠毁时，特殊的结构设计可以为飞行机组提供不少于80%的生存能力。
现代武装直升机普遍强调耐坠性，这个要求虽然是通过弹性和压缩措施保证，但结构的冲击完整性也是安全保证因素。耐坠措施保证飞行员在正常坠机速度时避免结构撞击、穿刺和后续火灾的伤害，坠机冲击的结构变形不能影响飞行员自主脱离直升机。
武装直升机受重量限制，只能根据理论计算和战场实践，有重点的对直升机要害部分进行防御准备。按照美军在越战中的经验，轻型直升机（投影面积与中型武装直升机接近）主要中弹位置与战伤比例中，座舱为21%，前机身为9%，尾梁为17%，动力系统为10%，后机身则有15%。按照这个标准去分析，驾驶舱和动力系统被命中的概率接近1/3，但在受创坠毁的直升机比例中却超过了60%。直升机活动于低空的主要威胁是各种高射枪炮，但低空防空导弹的威胁在近年来逐步加大。由于直升机主要活动于超低空，红外制导导弹理论命中率超过了80%，雷达制导导弹命中直升机的比例则相对不大。导弹毁伤以破片杀伤为主，单兵对空弹触发爆破的威胁性并不比20～30毫米口径炮弹更大，但红外弹对动力系统破坏的比例远比枪炮要高，对关键系统的毁伤危险性也更大。
根据战斗损失统计数据作为设计依据，现代武装直升机的结构防护主要针对低空防空用小口径枪、炮，对导弹防御则通过红外遏制系统降低信号特征，结合干扰弹和主动红外干扰机承担反导防御。防御措施的排列选择为，驾驶舱重点防穿透，动力一传动系统强化备份和破损后的功能维持，燃料系统则以防火和防泄漏为目标，针对不同位置采取不同措施以获取整体平衡。
武装直升机的座舱如何防护？
中：驾驶舱的防御难点在于观察与防护的平衡。驾驶舱必须依靠透明件提供飞行员目视观察条件，按照聚丙烯乙二醇多层防弹材料的防护条件，透明件基本不具备重复抗打击的防护性能，不被穿透也会增加影响目视的龟裂密度，可见透明件的防护性能无法和钢装甲相比，物理厚度也要受到透光率的限制。透明件的面积越大观察条件越好，但设计难度越高，保持防护性能的技术和工艺难度也越大。AH-64重点强化迎头方向的玻璃防弹效果，侧面则依靠机身侧外置设备舱遮蔽侧下方，大面积座舱透明件的指标以改善观察条件为主。米-28则采用了分体座舱，通过缩小座舱尺寸减少透明件的面积，并采用全平板玻璃降低对阳光的漫反射。米-28采用的35毫米厚多层防弹玻璃，设计指标是可以防御45度角命中的12.7毫米机枪弹，或垂直命中的7.62毫米全威力弹头，近距离被大口径机枪弹命中后保证不穿不碎。卡-50的座舱玻璃防御水平与米-28相当。
欧洲的“虎”和中国的直-10座舱与米-28接近，都是以平板玻璃为主的分体座舱，但座舱中玻璃透明件的面积比例较高，前向较大的倾角可以提供比较好的防护条件，应该也具备防御12.7毫米机枪弹的能力。
座舱玻璃的防护标准受材料性能和透光率限制，很难大幅改善。座舱正面防护普遍得到重视，但侧面的抗弹性能很难有效提高，在条件许可时尽可能缩小玻璃的投影面积，也是增强防护性能的有效措施。武装直升机前、后座大都拥有操纵能力，两个座舱之间还带有玻璃或装甲板隔离结构，即使单名飞行员被杀伤，剩余的一名飞行员也可以操纵直升机返航。
动力-传动系统如何防御？
中：早期武装直升机动力-传动系统没有考虑战伤后的性能维持，被命中后很容易因为失去动力坠毁。新型武装直升机大都选择双发动力，挂载在机体两侧，发动机的结构设计也避免一台被击中后影响另一台，发动机还具备应急动力以提供单发飞行的保证。传动系统的投影面积虽然不大，却是直升机结构的弱点。现代军用直升机的传动系统，不仅普遍安装在两台发动机之间，利用发动机作为防护装甲，在结构上也采用适当扩大活动件间隙的方法，以便在润滑油泄漏后的“干烧”过程中，利用间隙避免运动件受热膨胀导致结构“抱死”。武装直升机的传动系统大都可以在无油状态运行20～30分钟，足以保证直升机脱离火力范围，或为飞行员迫降提供必要的动力保证。
传动系统的桨毂和桨叶也要具备抗打击能力。“虎”式直升机采用封闭桨毂直接保护旋翼叶根，并采用夹桨叶对置的柔性星型固定结构，避免命中的单发弹丸破坏整个结构。卡-50/52钛合金整体锻造桨毂与多腔桨叶的强度很高，传递叶片拉力的抗拉扭杆没有采用传统的整体结构，而是用大量0.5毫米金属片叠层组合而成，被12.7毫米弹单发直接命中也不会彻底破坏传导结构。
燃料系统用什么防御手段？
中：燃料系统的防护重点是抗泄漏和防火。AH-64是采用复合材料自封油箱，并在油箱内充入阻燃气体，保证燃料不漏不燃。坠机时油箱材料可在密封状态下局部变形，防止燃料受冲击泄漏和防止火灾伤害。米-28的油箱也采用自封结构，又对重点方向采取了装甲防护，可以承受20毫米爆破弹的破坏。
西方与苏联武装直升机在防护材料等方面有哪些区别？
中：武装直升机受重量和空间限制，只能在关键位置敷设装甲板，次要位置则用较轻的结构防护措施，使机体结构本身也发挥防护作用。合金钢是传统的装甲材料，防护性能比较稳定，但重量限制非常大。美军直升机广泛采用陶瓷-轻金属和陶瓷一复合材料，作为AH-1J、AH-64和UH-60等直升机的防护装甲，用较轻便的防护重量获得较高的防护水平。西方武装直升机防护系统侧重于轻结构，早期采用铝/钢复合结构，之后则偏重于选择陶瓷防护材料。
苏联相对于西方发展武装直升机的时间略晚，虽然苏联本身的陶瓷防弹材料水平并不低，但其武装直升机更侧重采用轻金属-金属复合装甲，这主要是因为苏联设计师认为陶瓷装甲的重量/防护水平虽然很好，但陶瓷装甲材料抗重复命中的能力较差，被命中后破碎的陶瓷抗弹效能会急剧下降。相对的，金属复合材料的重量虽然比较大，但被命中后的附带影响小，单块装甲板可以承受多次命中，修补和维护的难度也比较低，非结构破坏的穿透伤甚至都不需要进行修理。
苏联武装直升机广泛采用金属材料作为防护装甲，装甲钢甚至成为米-28的基本防护材料。卡-50得益于采用单驾驶舱结构，可以集中装甲重量为驾驶舱提供重点防御，仅单座空间就采用了高达350千克的钢-铝复合装甲板，能承受23毫米爆破弹的直接命中，全金属装甲还具备承受多次命中的能力。米-28的驾驶舱设计的非常局促，尽可能缩小驾驶舱的体积以降低防护面积，装甲防御标准虽然还无法与卡-50相比，但比西方同类直升机的抗弹效果要更为稳定。西方武装直升机对重量因素的敏感性更强，虽然大量应用陶瓷和非金属复合装甲，防护能力仍然受到结构重量的严格限制，纯装甲防御标准还无法与苏联武装直升机相比。
西方和苏联对武装直升机防护的不同措施是否代表着不同的战术意图？
中：西方武装直升机除早期越战型号重视护航和火力支援外，为欧洲战区准备的新型号均强调远程打击，精确杀伤，意图在敌人火力范围外摧毁敌人的技术装备，尽可能避免直升机进入苏联野战防空范围。美国拥有从AH-1开始建立的武装直升机体系，西欧的北约国家的装备基础和战术环境，使“小羚羊”、B0-105这类反坦克直升机大行其道，直到A-129和“虎”的研制成功，前线直升机才算有了真正有效的被动防御。
西方在冷战期间设计的武装直升机，主要作战意图是阻击苏联机械化集群的冲击，帮助己方地面部队稳定战线。防御性作战意图决定了远程精确打击的重要性，武装直升机在战斗中也很少需要冲击敌方纵深。AH-64设计要求的防护性能是机体下半球任意位置被12.7毫米穿甲弹，或机体90%的表面被23毫米爆破弹击中后仍然可以维持30分钟飞行。北约武装直升机的设计重点是飞行性能和火力，防护系统的作用是应付危险情况，陶瓷材料抗重复打击能力弱的问题并不重要。武装直升机如果真是按照冲击防空系统的意图，A-10的钛合金“澡盆”才应该是最佳的选择。
苏联地面部队在冷战中采取的是积极进攻战略，坦克集群在战争中将进行宽正面、大纵深的猛烈突击。武装直升机的任务是在坦克集群冲击的时候，前出突击群对敌方防御体系的重点目标进行攻击压制，这种战术使武装直升机必然脱离己方的保护队形，冲击到敌方防线和防空火力范围内执行战斗任务。这种作战环境使其必须经得住打击，从设计开始就被当成了真正的“飞行坦克”，尤其是米-24还带了个步兵战车样的载员舱，需要保护的面积就更多了。此外还得有简单、便宜、好维护的优点。
苏军的作战意图直接影响了装备设计思想，装甲防护不仅要防得住，还要承受重复打击，金属比陶瓷更能满足要求。这种目标很容易出现水涨船高的结果。防护要强就需要增加装甲重量，增加装甲后保持飞行性能又要提高动力性能，增加的动力和体积势必对作战能力提出更高要求。苏联武装直升机的身量普遍比西方同类大，材料重量及装甲结构比例是很大限制。米-24的载员舱还可以说是继承米-8基本设计的结果，米-28机身内部存在的那个“公务舱”，就是机体内部空间太过“空闲”的结果。
武装直升机如何按标准与平衡来选择装甲防护手段？
中：直升机受自身条件和飞行性能的限制，采用全面的被动防护措施不现实，依靠系统备份和装甲保证安全也不可靠。武装直升机抗弹伤防御集中在驾驶舱和动力-传动系统，保证被命中后能持续工作，其它部分则通过备份、隔离等措施降低损伤后效，维持直升机基本的飞行和生存条件，最终目标是避免直升机被击中后直接坠毁，能够返回安全空域或获得迫降时间。苏联为米-28和卡-50采用弹射救生系统，本身就是默认击中-击毁的概率无可消除，为不可避免的损失提供更多的救生选择。
装甲兵器的防护始终要与攻击武器的威力相适应，如战列舰的主装甲就要求在正常交战距离防御自身主炮的火力，坦克正面装甲也要能防御潜在对手火炮的射击，甚至步兵的单兵防护装备也以战场主要威胁为标准。武装直升机的防护同样要求针对战场威胁，但即便是AH-64和米-28这些专门设计的重型机，被动防护的标准仍远远不够。
AH-64要求重点位置可以防御单发23毫米爆破弹，米-28的防御标准与AH-64差异不大，看起来与当时装备的ZSU23-4和“火神”相适应，但在这些机型预期服役之前，西方的地面防空火炮口径已增至25～35毫米，苏联小口径高炮更是统一到30毫米，各种低空防空导弹的战斗部威力比高炮更大，AH-64和米-28根本无法防御对方主力防空炮的打击。AH-64和米-28的防护装甲没达到传统装备思想的基本要求，就是因为直升机平台完全不能承受重量和尺寸代价，即使改为“局部”、“有限”防护，仍不得不削减防御标准。按照西方观点，武装直升机外表应利用色彩和红外系统降低被发现概率，尽可能减少被打中。装甲防护的绝大部分可以免疫轻武器杀伤，对防空火力有适度的保护效果。
A-129、“虎”和中国的直-10都大量应用了复合材料结构和蒙皮，复合材料对于武装直升机的防护有什么影响？
复合材料的比强度高，重量系数好，耐腐蚀，是很好的航空结构材料，却不是可靠的装甲防护材料。直升机复合材料结构的抗弹能力不如金属结构，但利用有损伤容限设计的金属材料构成骨架，在关键部分附加陶瓷和金属装甲，也可在控制重量的基础上保证抗弹能力。
意大利A-129机体的70%暴露面积都采用了复合材料，座舱和发动机这些关键部位的装甲可防御12.7毫米穿甲弹，蜂窝壁板和结构损伤容限设计也有防护23毫米爆破弹的潜力，至少可以在被击中后有迫降或逃脱的机会。AH-1S的机体面积与防护条件与A-129相似，但机体结构应用了更多的常规材料，只在驾驶舱和动力系统这些重要部分设置了有限防护，后期型AH-1S为对抗23毫米爆破弹进行的改进措施，也只是加强了旋翼和尾梁的结构，仍然是以保证被打中后不立刻解体、坠毁为目标。
“虎”和直-10的结构大体形似，机体也大量采用复合材料结构，将防御重点和装甲重量集中在关键的局部，大部分机体通过结构防护措施，只需要保持受损部位在短时间里不会解体、失效，尽可能挽救机组和提供返航的机会。
总的讲，不同武装直升机有不同的战术目标和战场环境设定，即便是外形和结构相似的武装直升机，也很少具备完全相同的结构设计和防护思想。因此，武装直升机的防护很难量化对照，也就不能拿单纯某个数据作为对照的一般标准。
[编辑/旭日]
作者：中秋
来源：《兵器知识》2015年第02期
