双层尾桨，地狱火进化——阿帕奇何以成为武装直升机霸主？

# 写在前面

阿帕奇武装直升机的出现可谓是掀起了战争史上的陆军武器革命。用“飞行坦克”或者“空中堡垒”来形容它都似乎无法完全描绘其强大——在对敌方将造成巨量的致命打击之后仍能全身而退，七进七出对阿帕奇而言似乎也只是常规操作。无论是白天或是黑夜，一旦锁定目标，阿帕奇势必能将其从咱们这颗星球上抹除。

正如我们所知的一样，阿帕奇是所有地面部队的梦魇。阿帕奇强，已经是公认的事实；但是，读者朋友们有没有考虑过，为什么阿帕奇这么强？为什么它能稳坐现代武装直升机霸主之位而从未被超越？这也是我写这篇文章的目的，我从搜集到的一堆资料中，筛选出了关于阿帕奇系统设计、工作原理的内容，撰写成文，希望能在对其的条缕分析之中，寻得几分蛛丝马迹。

限于篇幅，我将分成几篇来讲，其内容将会涉及阿帕奇令人惊叹的飞行系统、武器系统、航电系统和装甲系统。这些系统每一个都凝结了大量的设计智慧和尖端技术，每一个小的细节都令人惊叹。而这所有的细节组成起来，则铸就了这架无可匹敌的战争机器——或者说，有史以来最可怕的武装直升机。

本文将介绍阿帕奇的飞行原理、旋翼和尾桨系统以及地狱火导弹的进化等内容，与诸君共赏。

本号持续针对空天领域理论、设计、未来等相关内容进行深度解读，欢迎关注。

飞行原理：在飞行原理方面，阿帕奇与其他任何一种单旋翼带尾桨的常规直升机都没有什么显著区别。主旋翼配备负扭转的桨叶，通过旋转切割空气来产生升力，尾桨产生侧向拉力来平衡反扭矩，这方面读者朋友们都耳熟能详了，我就简单说明下：阿帕奇的主旋翼（Main Rotor）由四片6米长的桨叶构成，联接在阿帕奇顶部的桨毂上。其飞行员通过操纵杆控制自动倾斜器来实现桨叶的总距和周期变距操纵——总距的改变会导致升力的改变，从而使得直升机进行轴向飞行，而周期变距的改变则会导致桨盘平面朝向的改变，使得直升机朝着某个给定的方向飞行。

图——飞行中的长弓阿帕奇

双层剪式尾桨（Double Tail Rotors/ Scissor Rotors）：阿帕奇的尾桨与常规直升机的尾桨不同在于，它的尾桨是双层的，两层跷跷板式双桨旋翼叠在一起，形成了一种特殊的双层剪刀式旋翼系统。其独特之处有两个方面：

• 两副旋翼上下组合，因此，他们的旋转平面具有一定的间隔；

• 两副旋翼如同剪刀一般交叉（阿帕奇尾桨中交叉角度约为55°），而非90°正交。

这样设计的好处有两个方面：

• 根据测试结果和计算分析表明，该设计比常规的四叶尾桨提升了10%的升力；

• 显著降低了旋翼尾桨产生的噪音。

其设计原理主要在是：(1)通过剪刀式布局改变旋翼桨叶的振动频域来降低宽频振动噪音；(2)通过上下间隔双旋翼布置来降低桨叶之间的桨-涡干扰问题。

图——双层剪式尾桨系统

主旋翼系统：阿帕奇旋翼桨叶的核心结构是每片桨叶都包含着五条不锈钢支臂，这被称为“翼梁”，翼梁周围包裹着玻璃纤维骨架。每片桨叶的后缘处都包裹着坚固的石墨复合材料，前缘则是由钛合金构成。钛合金前缘十分坚硬，能够轻松割断树枝及其他小型障碍物，在贴地飞行中非常实用，当之无愧的“树梢杀手”。阿帕奇也正是凭借其极强的超低空性能来隐藏自己，从而在不被发现的情况下，取得优先攻击权。它尾部的水平尾翼对于贴地飞行和悬停状态下的全机稳定性有着重要的作用。

图——阿帕奇的主旋翼系统

动力和传动系统：现今的长弓阿帕奇配备的是两台通用电气的T700-GE-701C 涡轴发动机，其功率大致每台为1700马力。每台发动机都驱动一根传动轴，传动轴连接到一个齿轮箱，齿轮箱将传动轴的驱动方向转变了90°，然后将发动机的功率传递给传动系统，传动系统再将功率传递给主旋翼，并通过一个长长的传动轴连接到尾桨系统。

图——正在维护中的阿帕奇

读到这里，读者朋友们可能会认为——说了这么多，阿帕奇顶多就算“高端直升机”，就好比兰博基尼是“高端跑车”一样，凭什么阿帕奇就是“霸主”呢？真正成就阿帕奇霸主地位的，还是它强悍无比的武器系统，请看下文。

阿帕奇的地狱火：阿帕奇的主要任务之一就是摧毁地面的重型装甲目标，比如说坦克和碉堡。要实现这样的任务，重型火力系统是必不可少的，而要从直升机上完成这样的任务，还有一个重点就是需要精度相当高的瞄准/定位/锁定系统。阿帕奇的主要武器——地狱火导弹——完美满足了这些需求。每一枚地狱火都如同一架微型飞行器，具备自主导航系统、航向控制系统和推进系统。其有效成分是一种高爆性的铜衬里弹头，足以摧毁现役的防御能力最强的坦克。

导弹发射机制：阿帕奇的短翼上有四个挂架，每边两个，每个挂架能装载四枚导弹，因此阿帕奇总计能同时装载16枚导弹。在发射之前，阿帕奇机载计算中心将会向待发射的导弹传输指令。当计算中心传递发射指令的瞬间，导弹将会引爆推进剂。推进剂被引爆的瞬间将会产生超过200公斤的推力，将导弹从轨道上发射出去。随着导弹速度增大，其加速度力将会接触导弹上的保险装置。当导弹最终与物体相撞的时候，撞击传感器就会引爆弹头。

图——阿帕奇发射地狱火导弹

激光制导系统：最初的地狱火导弹设计是采用激光制导系统的。在该系统中，阿帕奇上的炮手，将会操作高强度的激光束指向要攻击的目标（在某些情况下，地面部队或者其他的辅助侦察直升机将会执行激光制导任务）。激光脉冲以一种特定的编码模式实现制导。在发出开火信号之前，阿帕奇的计算中心首先会将特定的激光编码信息传递给导弹。导弹鼻头上装有激光导引头/激光寻的器，该装置会通过反射，侦测到由激光标记的目标。通过这种方式，导弹将会精准识别攻击目标的具体位置。制导系统同时会计算导弹需要朝哪个方向转弯才会一击命中目标。制导系统会通过转动导弹的尾翼来实现航向控制，就如同固定翼飞机转向一般。激光制导系统非常高效，但是仍然存在显著的缺陷：

• 云层、雾霾以及障碍物都可能会阻碍激光，使其无论从哪个角度都无法指向目标；

• 如果导弹穿越了云层，很容易丢失目标；

• 直升机在导弹完成攻击之前都必须用激光指向目标，这同时也意味着直升机会更容易被发现从而受到攻击。

图——早期的SH-60F海鹰直升机也经常用激光制导发射地狱火导弹

二代地狱火：用在长弓阿帕奇上的地狱火Ⅱ型导弹解决了这些痛点。相比于前代所使用的激光制导系统，地狱火Ⅱ使用了雷达寻的系统。阿帕奇上的雷达定位目标之后导弹就可以瞄准并锁定目标。一般来说，无线电波不会受到云层或者障碍物的干扰，地狱火导弹将更准确地识别目标且不容易丢失。同样，不再需要操作激光瞄准目标，阿帕奇也能够锁定目标发射导弹然后迅速寻找掩体，脱离险地。

图——地狱火导弹模型

下一篇将会介绍阿帕奇的其他武器系统、操控系统和航电系统，同样很精彩，欢迎持续关注。