沈亮,李自啟,符松海,冷智輝
(航空工業(yè)洪都江西,南昌330024)
A-10攻擊機(jī)技術(shù)特點(diǎn)淺析
沈亮,李自啟,符松海,冷智輝
(航空工業(yè)洪都江西,南昌330024)
攻擊機(jī)是作戰(zhàn)飛機(jī)的一個(gè)重要分支,A-10飛機(jī)是對地攻擊機(jī)的典型代表,本文從A-10飛機(jī)的技術(shù)與設(shè)計(jì)特點(diǎn)出發(fā),介紹其氣動(dòng)布局、生存力、使用維護(hù)等方面的特點(diǎn),分析其任務(wù)優(yōu)勢及存在的不足,并根據(jù)近距空中支援任務(wù)的發(fā)展需求,淺析未來近距空中支援任務(wù)空中平臺(tái)的發(fā)展趨勢。
攻擊機(jī);近距空中支援;生存力
優(yōu)秀的武器必須有效、可靠,易于操縱、保養(yǎng),價(jià)格便宜,可大量購買,使用時(shí)能滿足戰(zhàn)時(shí)需要,鼓舞士氣,在戰(zhàn)場上要能比敵方的武器更好地完成使命。攻擊機(jī)就是其中一種良好的武器平臺(tái),起源于一戰(zhàn)時(shí)期的德國,主要用于低空、超低空突擊敵方戰(zhàn)術(shù)或淺近戰(zhàn)役縱深內(nèi)的目標(biāo),直接支援地面部隊(duì)作戰(zhàn),又稱之為近距空中支援飛機(jī)。它具有良好的低空操縱性、安定性和良好的搜索地面小目標(biāo)的能力,可配備品種較多的對地攻擊武器。
A-10攻擊機(jī)是美軍根據(jù)越戰(zhàn)中A-1攻擊的優(yōu)良表現(xiàn)及存在的不足、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)而研制的一型專門用于執(zhí)行近距空中支援任務(wù)的飛機(jī),具有好的低空低速性能、大的載彈量、長的待機(jī)時(shí)間以及高的抗損傷能力。A-10攻擊機(jī)以其外表的其貌不揚(yáng)到實(shí)戰(zhàn)中的累累戰(zhàn)功,向世人展示了它獨(dú)特的對地攻擊作戰(zhàn)能力。實(shí)戰(zhàn)證明,A-10攻擊機(jī)是一種優(yōu)秀的近距空中支援飛機(jī)。
A-10飛機(jī)設(shè)計(jì)瞄準(zhǔn)對地攻擊及近距支援任務(wù),在設(shè)計(jì)方面深入貫徹對地攻擊及近距支援作戰(zhàn)任務(wù)的設(shè)計(jì)要求。A-10飛機(jī)在歷次戰(zhàn)爭中的不俗表現(xiàn),證明了其顯赫的近距空中支援任務(wù)平臺(tái)的地位。其任務(wù)能力的優(yōu)勢在氣動(dòng)布局、操作維護(hù)、總體布置等方面均有其獨(dú)特表現(xiàn),總的來說,采用多種降低易損性和提高生存力的措施,整機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、火力強(qiáng)、生存能力高等特點(diǎn)。
1)氣動(dòng)布局—良好的低空低速機(jī)動(dòng)性能
從外型上看,A-10飛機(jī)采用常規(guī)布局、雙垂尾和尾吊發(fā)動(dòng)機(jī)短艙(圖1),具有很好的低空亞音速性能。
A-10飛機(jī)機(jī)身為全金屬半硬殼式鋁合金結(jié)構(gòu),大部分機(jī)身段是等截面的。機(jī)翼為中等厚度的大彎度平直下單翼,中央翼段位單塊式結(jié)構(gòu),等弦長、等厚度。每側(cè)機(jī)翼后緣內(nèi)側(cè)有兩段開縫襟翼,左右機(jī)翼對應(yīng)位置的襟翼可以互換,外側(cè)為副翼。主起落架艙內(nèi)的翼段有小的前緣縫翼,采用全金屬三梁結(jié)構(gòu),通過前梁和后梁的四個(gè)接頭與機(jī)身加強(qiáng)框連接。尾翼為全金屬懸臂式等弦長平尾,左右兩側(cè)升降舵可互換。懸臂式雙垂尾裝于平尾端部,平尾采用三梁抗扭翼盒。
在副翼的設(shè)計(jì)上,采用張開式副翼設(shè)計(jì),可分別往上下偏轉(zhuǎn),如圖2所示。在著陸時(shí)兩邊副翼上下部分同時(shí)上下偏轉(zhuǎn),向上偏轉(zhuǎn)的副翼部分可作為減速板,向下偏轉(zhuǎn)副翼可以增加機(jī)翼彎度,提高著陸時(shí)機(jī)翼升力,達(dá)到減速增升的目的,從而實(shí)現(xiàn)小速度著陸,最大程度的減小著陸距離。
與同期追求先進(jìn)氣動(dòng)布局的高性能戰(zhàn)斗機(jī)相比,A-10的外觀似乎顯得落后,有些另類,甚至笨拙。而實(shí)際上,A-10設(shè)計(jì)得相當(dāng)巧妙,非常適合低空作戰(zhàn)。該機(jī)所采用的中等厚度大彎度平直下單翼、尾吊雙發(fā)、雙垂尾的正常布局,是決定其成為優(yōu)秀武器平臺(tái)的關(guān)鍵。這種設(shè)計(jì)不僅便于安排翼下掛架,而且有利于長長的平尾與兩個(gè)垂直尾翼遮蔽發(fā)動(dòng)機(jī)排出的火焰與氣流,有利于抑制紅外制導(dǎo)的地空導(dǎo)彈的攻擊。尾吊發(fā)動(dòng)機(jī)不僅可以簡化設(shè)計(jì)、減輕結(jié)構(gòu)重量,還可以避免七管炮射擊造成的發(fā)動(dòng)機(jī)吞煙,在起降時(shí)可最大限度避免發(fā)動(dòng)機(jī)吸入異物。兩個(gè)垂直尾翼增加了飛行安定性,作戰(zhàn)中即使有一個(gè)垂尾遭到破壞,飛機(jī)仍然能夠正常操縱。長長的機(jī)翼,不僅可以提高航程,還可以提升起降性能。下垂的翼端設(shè)計(jì)還可減小阻力,增加約8%的航程。平直機(jī)翼可保證在小速度與低空的機(jī)動(dòng)能力,特別是對地攻擊所需要的大角度俯沖能力。從上述眾多細(xì)節(jié)看,A-10的設(shè)計(jì)可謂以小博大。
2)生存力—超強(qiáng)的對地攻擊及自身防護(hù)能力
A-10飛機(jī)的生存力主要體現(xiàn)在總體布置、系統(tǒng)余度等方面。在總體布置上,A-10延續(xù)了P-40及A-1、A-4的主起落架艙和主起落架收放方式的設(shè)計(jì)。向前收起的主起落架,可以騰出更多的空間安排武器掛架。強(qiáng)大的武器掛載能力,使其具有超強(qiáng)的對地攻擊能力。主起落架收起后并未完全收放在機(jī)翼前緣前伸的整流罩內(nèi),將近1/2的輪子裸露在外,如圖3所示,目的是為了在迫降時(shí)能夠吸收沖擊能量,保護(hù)飛機(jī)及其乘員。在座艙視界設(shè)計(jì)上,A-10短粗、下切的機(jī)頭及美軍飛機(jī)慣有的高高聳起的寬敞座艙十分有利于飛行員觀察。良好的座艙視野使得飛行員具有較好的對地觀察能力,有利于發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn),從而進(jìn)行規(guī)避;另外,為防止油箱被炮火命中,A-10將油箱置于機(jī)身內(nèi),油箱為橡膠泡棉自動(dòng)閉鎖式,中彈后會(huì)自動(dòng)封閉,防止油料外漏;輸油管只有一小截暴露在發(fā)動(dòng)機(jī)與油箱之間,并在機(jī)體上部,油箱中彈后油管也會(huì)自動(dòng)封閉,避免油料流入受損油箱。緊急時(shí)可關(guān)閉主油箱,使用兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)之間的小油箱繼續(xù)飛行。
在系統(tǒng)余度及安全性方面,全機(jī)關(guān)鍵部位均采用了鈦合金裝甲防衛(wèi)。A-10飛機(jī)超低空飛行性能好,可以仰仗地形掩護(hù)免遭地空導(dǎo)彈的攻擊。為了提高A-10的安全系數(shù),采取了諸多的提高飛機(jī)生存能力的措施:座艙周圍由12.7mm~38mm厚的鈦合金裝甲板構(gòu)成一個(gè)“浴盆”,內(nèi)側(cè)襯有防彈纖維,機(jī)腹鈦合金裝甲厚50mm,可抵擋23mm穿甲彈的打擊。A-10的主要結(jié)構(gòu)都為余度設(shè)計(jì),機(jī)身大梁、主結(jié)構(gòu)框都是雙套的,有一個(gè)被擊壞不致造成災(zāi)難性的后果。兩套有裝甲防護(hù)的多余度液壓主飛行操縱系統(tǒng),分別置于機(jī)身兩側(cè),即使一邊中彈仍可保持操控,萬一液壓系統(tǒng)損壞,飛行員還可通過鋼纜控制方向舵及升降舵。除鋼纜外,液壓、電力與其他線路均分成左右各一套系統(tǒng),增加了安全系數(shù)。A-10的副翼、升降舵和方向舵,左右都可獨(dú)立制動(dòng),有一側(cè)被擊壞仍可保證安全操縱。A-10的兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)間距較大,同時(shí)中彈損傷的可能性很小。風(fēng)扇機(jī)匣也有裝甲保護(hù),一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)被擊壞時(shí),碎片不會(huì)傷及另一臺(tái)。即使一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火,甚至被擊中,該機(jī)也能飛回基地。
3)使用維護(hù)—適應(yīng)野戰(zhàn)機(jī)場的簡單快速維護(hù)
A-10采用寬胎面、低壓輪胎,帶有防滑剎車裝置,以適應(yīng)未鋪砌跑道,同時(shí)采用尾吊發(fā)動(dòng)機(jī)防止沙塵吸入,適宜野戰(zhàn)機(jī)場。
在機(jī)身結(jié)構(gòu)方面,為適應(yīng)空軍對低成本攻擊機(jī)的要求,費(fèi)爾柴爾德公司設(shè)計(jì)人員突出了以下設(shè)計(jì)特點(diǎn):采用搭結(jié)蒙皮工藝的大部分機(jī)身設(shè)計(jì)成等截面形式,簡單實(shí)用;機(jī)翼采用全金屬三梁結(jié)構(gòu),通過前、后梁的4個(gè)接頭與機(jī)身加強(qiáng)框相連,單塊式中央翼段等弦長、等厚度;機(jī)翼后緣內(nèi)側(cè)為兩段式開縫襟翼,左右可以互換;垂直尾翼上的方向舵、平尾、升降舵均可左右互換;機(jī)身后部吊掛發(fā)動(dòng)機(jī)短艙等。這些設(shè)計(jì)既有利于生產(chǎn),又有利于維修保障。
在使用維護(hù)方面,該機(jī)起落架設(shè)計(jì)非常簡單,不像F-16那樣擁有復(fù)雜的收放系統(tǒng)。起落架在緊急時(shí)刻可依賴重力將其甩放下來。同時(shí),為簡化野外操作程序,便于維修保障,A-10在設(shè)計(jì)方面擁有許多優(yōu)點(diǎn)。例如,前機(jī)身左側(cè)安裝有伸縮桿式登機(jī)梯,如圖4所示,可方便駕駛員登機(jī),減少地勤負(fù)擔(dān);左面的主起落架短艙前端設(shè)有壓力加油口,便于地勤站在地面為飛機(jī)加油。
在動(dòng)力裝置方面,A-10配裝兩臺(tái)通用電氣公司生產(chǎn)的TF-34-GE-100渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),TF34的設(shè)計(jì)比較強(qiáng)調(diào)外場的維護(hù)性,采用了單元體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),拆裝方便,發(fā)動(dòng)機(jī)的許多零件可以單獨(dú)更換,如風(fēng)扇轉(zhuǎn)子葉片和靜子葉片、壓氣機(jī)的全部轉(zhuǎn)子和靜子葉片、低壓渦輪葉片等(圖5)。更換風(fēng)扇葉片時(shí),無需將發(fā)動(dòng)機(jī)從飛機(jī)上卸下來。
A-10攻擊機(jī)主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為對地攻擊,在傳統(tǒng)軍事領(lǐng)域及近距空中支援作戰(zhàn)任務(wù)中得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)歷多年的發(fā)展及實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn),A-10攻擊機(jī)以其赫赫戰(zhàn)功展示了其在近距空中支援等作戰(zhàn)中突出的優(yōu)勢。
1)主要優(yōu)勢
A-10飛機(jī)與早期攻擊機(jī)、兼顧對地攻擊能力的多用途戰(zhàn)斗機(jī)相比,在任務(wù)能力上呈現(xiàn)出以下優(yōu)勢:
(1)具有良好的對地攻擊及生存能力
A-10作為美國空軍主要的近距空中支援飛機(jī),機(jī)載武器種類繁多,火力強(qiáng)勁,使用靈活。用來攻擊坦克群、戰(zhàn)場上的活動(dòng)目標(biāo)及重要的火力設(shè)施,為地面部隊(duì)掃除障礙。其良好的低空低速機(jī)動(dòng)飛行能力和品種繁多、火力強(qiáng)勁的武器配置使其在打擊地面固定和移動(dòng)目標(biāo)時(shí)成功率高,能有效為地面部隊(duì)掃清障礙,實(shí)現(xiàn)近距空中支援任務(wù)目的。
由于A-10飛機(jī)需要近地低速飛行,非常容易遭受敵方地面火力的攻擊,為了保證飛行員安全及任務(wù)成功率,要求A-10具備良好的生存能力。因此,A-10飛機(jī)在座艙位置配置了較好的裝甲防護(hù)設(shè)備,以保證飛行員在執(zhí)行對地攻擊任務(wù)時(shí)的安全。在系統(tǒng)可靠性方面,A-10飛機(jī)采用多余度設(shè)計(jì)方式,例如,采用兩套有裝甲防護(hù)的多余度液壓主飛行操縱系統(tǒng),在一套操縱系統(tǒng)中彈損傷后仍可保持操控,即使液壓系統(tǒng)損壞,飛行員還可通過鋼纜控制方向舵及升降舵。除此之外,液壓、電力與其他線路均采用了多余度設(shè)計(jì),增加了安全系數(shù)。因此,在對地作戰(zhàn)的過程中具有較強(qiáng)的任務(wù)生存力。A-10飛機(jī)超低空飛行性能好,可以依靠地形掩護(hù)免遭地面火力的攻擊。另外,A-10飛機(jī)還可以依靠電子戰(zhàn)系統(tǒng)來防御來自敵方的攻擊。
(2)具備全天候協(xié)同精確打擊能力
隨著作戰(zhàn)需求的不斷演變,A-10飛機(jī)也適應(yīng)性的做了相應(yīng)的改進(jìn),在航電設(shè)備、武器配置等方面進(jìn)行了全方位的升級,在機(jī)間協(xié)同及精確打擊能力方面有了較大的提升,以適應(yīng)全天候協(xié)同精確打擊能力要求。
美軍針對A-10飛機(jī)開展了一系列的能力提升改裝,主要集中在該機(jī)的電子系統(tǒng)和武器系統(tǒng)方面。改進(jìn)后的A-10飛機(jī)裝備了功能強(qiáng)大的中央任務(wù)計(jì)算機(jī),配備有一個(gè)任務(wù)數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng),可以通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給地面指揮系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)空地協(xié)同作戰(zhàn)的目的。同時(shí),升級后的A-10飛機(jī)還能攜帶“藍(lán)盾”II吊艙和更先進(jìn)的“狙擊手”激光指示吊艙,并且可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)激光跟蹤器聯(lián)合工作,投放精確制導(dǎo)炸彈,實(shí)現(xiàn)雙機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。
2)潛在不足
由于A-10飛機(jī)開始設(shè)計(jì)于上世紀(jì)六七十年代,主要瞄準(zhǔn)上世紀(jì)六七十年代后期的作戰(zhàn)任務(wù)需求,進(jìn)入新世紀(jì),隨著時(shí)代的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,縱觀美軍最近的幾場戰(zhàn)爭,近距空中支援任務(wù)的形式也在日漸更新,A-10飛機(jī)在新時(shí)期的近距空中支援作戰(zhàn)任務(wù)的適應(yīng)性方面存在一些不足,包括以下幾點(diǎn):
(1)遠(yuǎn)距作戰(zhàn)及空中待機(jī)時(shí)間不足
現(xiàn)代近距空中支援作戰(zhàn)要求支援飛機(jī)具有較好的空中待機(jī)及快速響應(yīng)能力,A-10在氣動(dòng)布局上采用平直機(jī)翼布局,零升阻力高,不利于低空高速飛行,在作戰(zhàn)后快速脫離戰(zhàn)場能力不足,且在低空飛行時(shí),需用推力較大,巡航耗油率提高,導(dǎo)致空中待機(jī)時(shí)間降低。
A-10飛機(jī)雖然已經(jīng)具備4小時(shí)左右的空中待機(jī)能力,但對于遠(yuǎn)距、持續(xù)空中支援任務(wù),空中平臺(tái)的待機(jī)能力通常需要達(dá)到10小時(shí)左右,因此,A-10飛機(jī)在遠(yuǎn)距作戰(zhàn)及低空巡航待機(jī)能力方面呈現(xiàn)出一定的不足。
(2)現(xiàn)代化戰(zhàn)場的適應(yīng)性偏低
隨著技術(shù)進(jìn)步,便攜式防空武器大量擴(kuò)散,改變了戰(zhàn)場威脅形態(tài),限制了戰(zhàn)機(jī)的低空使用。A-10飛機(jī)戰(zhàn)場反應(yīng)時(shí)間長,依靠語音協(xié)調(diào),難以滿足信息化快速響應(yīng)。
美軍在近期的幾場戰(zhàn)爭及持續(xù)的反恐作戰(zhàn)中,近距空中支援空中平臺(tái)的投入量逐漸加大,作戰(zhàn)形式也呈現(xiàn)多樣化。各國對近距空中支援空中平臺(tái)的關(guān)注度也在逐漸增加,對平臺(tái)的研制和裝備的投入也在逐漸增加。這種趨勢也推動(dòng)了近距空中支援空中平臺(tái)的發(fā)展。因此,我國有必要針對現(xiàn)代信息化近距空中支援任務(wù)的特點(diǎn),開展新型近距支援作戰(zhàn)飛機(jī)研制,以滿足現(xiàn)代化近距支援作戰(zhàn)任務(wù)的需求。
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Brief Analysis on Technical Characteristics of A-10 Attacker
Shen Liang,Li Ziqi,Fu Songhai,Leng Zhihui
(A災(zāi)IC-HONGDU,Nanchang,Jiangxi 330024)
As an important branch of combat aircraft.A-10 aircraft is the typical aircraft of air-to-ground attacker.Based on the technical and design characteristics of A-10 aircraft,this paper introduces its features on dynamic layout,survival capability,operation and maintenance,analyzes its mission advantages and existing disadvantages,and briefs the development trend of close-air-support mission air platform in future according to the development requirements of close-air-support mission.
Attacker;Close-air-support;Survival capability
2017-08-18)
>>>作者簡介 沈亮,男,1980年出生,2007年畢業(yè)于上海大學(xué),碩士,高級工程師,現(xiàn)從事需求分析、概念設(shè)計(jì)及費(fèi)用效能分析等工作。