OH-1侦察直升机

OH-1侦察直升机

服役 2000年1月24日
中文名 川崎OH-1
前型 OH-6D轻型侦察直升机
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发展沿革

研制背景

日本陆上自卫队从70年代末期开始装备美国休斯公司授权川崎重工生产的OH-6D轻型侦察直升机,其体型过小,无论是续航力或筹载都嫌不足(例如欠缺电战装备或武器等),也缺乏专业而有效的观测装备(只有24架在改良时加装了整合有FLIR、电视摄影机等装备的光电侦测系统,其余只能靠飞行员配戴星光夜视镜),基本上只有在白昼天候良好情况下作业的能力。于是从1985年起,日本防卫厅便开始构思自力开发新一代轻型武装侦察直升机。由于OH-6D的机龄尚轻(生产一直持续到1997年,共制造193架),因此相关厂商能从容地进行新一代观测直升机所需的相关基础技术研发。

计划招标

日本防卫厅在1991年编列平成四年度(1992年)预算时,正式纳入“新小型观测直升机”的研发项目,代号为OH-X,当时估计整个研发作业将耗费780亿日元。鉴于日本新一代支援战斗机FS-X遭到美国介入、被迫由自主研发改成与美国合作的惨痛教训,[2]日本防卫厅对OH-X的研发相当低调,几乎是“黑箱作业”。在1992年4月17日,日本防卫厅正式对曾生产直升机的川崎重工、三菱重工与富士重工发出OH-X的提案征询书(RFP),要求OH-X必须满足以下技术要求:能抵抗20mm炮弹直接命中的复合材料旋翼系统,装备含有FLIR、彩色电视摄影机、激光测距仪的整合光电系统以及与之完全整合的数字化座舱航电。

计划确定

1992年9月18日,防卫厅宣布川崎重工将成为主承包商,另外两家以次承包商的身份加入OH-X案,如此可以结合日本所有相关国防厂商的力量,同时相关利益可以雨露均沾。工作分配方面,川崎的工作量占全案的60%,其余两者各占20%。机体建造方面,川崎重工负责前机身、起落架、旋翼系统、传动系统的研发制造以及最终的全系统整合;三菱重工负责中段机身与尾部起落架;富士重工则承包尾椼结构、武器短翼与发动机整流罩的制造。在机载感测器的部分,整套瞄准装置与稳定陀螺仪的整合由川崎重工负责,富士重工提供所需的热影像仪,而彩色电视摄影机与激光测距仪则由NEC公司负责。[3]

原型测试

OH-1侦察直升机OH-1侦察直升机1996年3月15日,OH-X的1号原型机出厂,并在同年8月6日完成首次试飞。OH-X的2号原型基于1996年11月11日进行首次试飞。在1996年底,防卫厅将OH-X赋予OH-1的正式编号,而原型机则称为XOH-1。在1997年5月26日,1号原型机历经40架次共55飞行小时的厂方测试后,正式交付给防卫厅,2号原型机也在累积36飞行小时的厂试之后,于1997年6月6日移交防卫厅。至于3号原型机则在1997年1月9日首飞,同年6月4日移交防卫厅,4号原型机在1997年2月12日首飞,同年8月29日交付防卫厅。4架XOH-1原型机与二架地面测试机的具体任务分配如下:

由于OH-1是日本全新研发的国产机种,测试工作量比以往国外设计的现成机种繁复许多。因此,防卫厅技研本部与陆上自卫队特地在陆上自卫队明野航空学校底下设置一个独立的联合飞行开发实验单位,专门负责这四架原型机的技术测试。1997年,防卫厅正式编列首批三架量产型OH-1的预算,平均单价为19亿2400万日元,超过最初预估(6亿元以下)的三倍。在1999年下旬,第一阶段技术测试大致告终。在2000年1月24日,防卫厅接收首批三架量产型OH-1,随即配属于明野航空学校本部作为飞行员教育训练之用,OH-1由初期测试阶段正式进入军方实际操作。

设计特点

机体设计

OH-1侦察直升机OH-1侦察直升机OH-1机体很像是一架轻型的专业武装直升机,狭长的机身、左右两侧的发动机舱、纵列式双人座舱、机身两侧两片武器挂载短翼等布局都与西方典型武装直升机类似,其战斗重量只有3.5至4ton,接近西方最轻型的武装直升机──意大利A-129。OH-1的机体结构能承受-1G~+3.5G的加速度,内载燃油容量约953公升。为了减轻重量并增强机体强度,OH-1广泛地使用复合材料,复合材料占机体重量的37%,制造部位(含旋翼)则占全机37%。机体强度方面,OH-1的重要部位与旋翼系统能承受12.7mm~20mm弹药的命中。[1]

OH-1的机体宽度仅1m,正面投影面积较小,能降低被敌方目视察觉的机会。OH-1的前作为驾驶,后座为副驾驶兼观测员,后座座椅比前座高出40~1250px以取得较佳的视野,乘员座椅具有吸收冲击的能力,在坠机时能减少直接作用于机员身上的力量。OH-1座舱的正面采用平板玻璃以减少反光,两侧玻璃大致也是平板式,但稍微向外突出,以取得较佳的下方视野。OH-1采用固定式的后三点起落架,采用双缸减震器,在一定程度的快速下坠时能吸收落地的冲击。此外,为了适应日本冬天的下雪气候,OH-1必要时也能换装滑橇式起落架。机身上方两侧的发动机舱之间有相当距离,同时遭敌火波及的机率不高。[4]

旋翼设计

OH-1的旋翼采用先进的无绞接、无轴承四叶片复合材料旋翼系统。在传统的全铰接式旋翼(Fully Articulated Rotors,又称全关节旋翼)中,飞行员操纵集体杆(Collective Stick)与变距杆(Cyclic Stick),透过液压系统驱动钢缆或连杆带动一个倾斜盘(Swashplate),倾斜盘再带动变距拉杆,变距拉杆又连动接在主旋翼叶片上的轴向铰,使得旋翼叶片产生飞行员所需要的集合倾角(Collective Pitch)以及循环倾角(Cyclic Pitch),进而改变直升机的速度与方向。此外,全关节旋翼系统的每个叶片还透过挥舞铰与摆振铰与桨毂连接,以抵销旋翼叶片受升力、重力、惯性而产生的挥舞(上下)与摆振(前后)运动现象,减轻旋翼根部与桨毂的受力。

无轴承旋翼不仅没有挥舞铰与摆振铰,连轴向铰也被取消,是最为简单的旋翼构造。无轴承旋翼以一组直接连结桨叶根部与桨毂的可挠屈元件来取代轴向铰;当操纵杆控制倾斜盘带动变距拉杆时,变距拉杆系直接带动桨毂支臂内套在旋翼根部的固定式扭转元件(一个纤维复合材料制造的可挠性变距套筒),藉由元件的形变带动旋翼扭转,进而产生飞行所需的变距效果。无轴承旋翼系统的机械构造达到最简化,旋翼变距的扭转以及吸收挥舞、摆振效应全靠高韧性固定元件本身的形变,将变距杆传递扭力的延迟降到最低,因此无轴承旋翼系统拥有最高的操控灵敏度与品质。此外,无轴承旋翼系统将结构降至最简,大幅减轻了后勤保修的负荷。

尾旋翼方面,最初川崎打算采用类似AH-64D的双叶片同轴反转尾旋翼系统,不过最后改用类似法国海豚式、美国RAH-66的蜗窗式(Fenestron)导管风扇(Ducted Fan)设计。相较于传统尾旋翼,蜗窗式导管风扇嵌在尾椼内,因此飞行阻力较小,运转噪音较低,在低空飞行或起降时比较不容易受到外物损伤,而且在地面运转时对人员的危险性较低;然而,蜗窗式导管风扇的缺点在于消耗功率较大且结构较为复杂,比较不易维护。OH-1的导管风扇拥有八片叶片,同样由碳纤复合材料制造,叶片并以非等距方式排列,相邻叶片的夹角依序为35度与50度交替。[5]

动力设计

OH-1侦察直升机OH-1侦察直升机OH-1原型机搭载两台XST-1-10单级离心式涡轮轴发动机,XST-1-10发动机的最大持续输出功率为827轴马力(616KW),30分钟最大输出功率(又称起飞功率)为884马力(659KW),5分钟紧急功率达940轴马力,比燃油消耗率为0.234kg/shp-hour。尔后三菱重工继续对XTS-1-10进行修改与妥善化,推出TS-1-10QT,输出功率维持不变,但工作效率略为提升;此外,发动机排气管略做修改,从原本直接向后排放改为略向外偏,以降低热废气对尾椼的烘烤造成机体结构伤害和增加热讯号。TS-1-10QT已经非常接近量产构型,于1998年3月30日首度安装于XOH-1的1号原型机上进行试飞。此发动机稍后便正式定型,正式编号为TS-1-M-10(M代表三菱)。

OH-1的传动系统由川崎重工研制,连结发动机的传动轴先通过主减速器,将原本的高转速/低扭力功率转换成低转速/高扭力功率,然后再以传动轴分别传送给主/尾旋翼以及发电机等。主减速器分为三级,第一与第二级采用螺旋伞齿轮组,第三级则为行星齿轮组。整套传动系统在丧失润滑的情况下仍能持续运转30分钟,在这段期间内尚不会过热烧蚀,使飞行员在润滑油外泄的情况下仍有时间驾驶直升机返回机场或寻找迫降场地。OH-1的液压油系统采用较为保险的双回路,每个回路各自独立,一个回路受损不影响另一个回路运作。位于机体中央的自封主油箱能抵抗坠毁冲击,而供油管路也是自封式。

航电设计

OH-1拥有日本直升机中最先进的飞控系统,名为整合自动飞行控制系统(IAFCS),其中还整合了增益稳定系统(SCAS)。IAFCS是一种线传控制(fly-by-wire)系统,飞行员操纵杆的位移先转换为电子讯号输入飞控电脑,飞控电脑再配合各感测器输入的飞行速率、机体姿态、各种大气资料等,依照电脑内储存的控制律(Control Law)软体产生飞行控制指令,然后传递给液压制动装置驱动主/尾旋翼的倾斜盘,进行周期变距与总距等操作。某些资料指出为了节省成本,IAFCS采用一重方式运作,所以能容忍的错误较低,不过这应该是指这套系统无传统的机械备援装置,而不是意味此系统本身真的只有单余度。

OH-1的座舱界面也极为先进,前后座均设置两具由横川电气制造的大型彩色液晶多功能平面显示器(MFD),用于显示各种导航、飞行、机况、射控资讯,以及由电视摄影机、红外线热影像仪所传来的影像。此外,前座驾驶席另装有一具岛津公司生产的抬头显示器,用于显示飞行资讯以及武器状态;而后座副驾驶兼观测员席则设有一个控制瞄准仪的操作界面。前后驾驶舱各设有一套完整的手不离杆总距杆及周期变距操纵杆,概念与战斗机的HOTAS相同,将许多常用开关界面设置于总距杆与周期变距杆上,使得飞行员在执行许多常用机能时双手不必离开操纵杆,大幅减轻了操作负荷。欧美许多新型武装直升机如美国AH-64D、AH-1Z、欧洲虎式、南非茶隼等,都使用了类似的概念。

侦测设计

OH-1采用一具类似欧洲虎式(Tiger)HAP型的顶置瞄准仪(Roof Mounted Sights,RMS),安装于机身顶部发动机舱前方,其旋转塔的水平旋转范围为左右各110度,俯仰范围为正负各40度,整合有富士研发的红外线热影像仪、NEC提供的彩色电视摄影机与激光侧距仪,瞄准仪的基座设有川崎重工开发的陀螺仪稳定装置,而观测仪的影像与讯号则透过MIL-STD-1553B资料汇流排与机上航电连接,可将影像投射在前后/座的多功能彩色显示器上。OH-1的观测装备极为先进,新型的红外线热影像仪分辨率颇高,此外也是全球第一种配备彩色电视摄影机的武装直升机。

机鼻观测仪虽然在设计布局与后勤维修方面最为便利,但在使用时需暴露整个机身正面,对于一架侦察直升机而言实在非常不利,因此立刻遭到否决。纯就隐蔽效果而言,最有利的是类似欧洲虎式UHT的桅顶观测装置,使用时只需将观测仪露出障碍物即可,整个机身与主旋翼都不用暴露。然而,MMS必须克服旋翼顶端震动、旋翼顶端限重以及空气阻力较大等问题,而且需要同轴旋转装置来抵销主旋翼的转动,机械复杂度高,对于后勤维修相当不利。考虑到OH-1发动机功率有限,为了避免MMS所增加的重量、阻力严重拖累飞行性能,选择了折衷的顶置瞄准,观测时只会暴露主旋翼以及顶部整流罩,而机械复杂度与空气阻力都远低于MMS。[6]

武装设计

武装方面,OH-1没有任何固定武装,机身两侧有一对短翼,每个短翼有两个挂载点。由于OH-1在设计阶段定义为一架纯粹的侦察直升机,完全不担负攻击性任务,所以现阶段只在短翼的外侧挂架加装日本自制的双联装91式空对空导弹用以自卫,内侧挂架则只能携带235L副油箱来增加续航力,其余如机炮荚舱、火箭荚舱乃至于反坦克导弹等攻击性武器一应俱缺。此举除了考虑到任务特性之外,多少也是为了考虑政治敏感性而降低攻击能力;91式空对空导弹衍生自91式短程地对空防空导弹,全弹重11.5kg,采用先进的红外线影像寻标器导引,而每具双联装发射器含导弹的总重约66kg。[7]

以OH-1的构型,要增加对地攻击能力并不困难,主要的改装重点在于射控系统的整合以及承载能力的强化。由于OH-1短翼的内侧挂架平时挂载235公升副油箱,估计这个挂载点至少有200~250kg的承载能力,足以携带M-261型19联装70mm火箭发射器、四联装TOW反坦克导弹发射器或至少二联装的地狱火反坦克导弹发射器;而用来挂载重重66kg的91式空对空导弹的外侧挂架,理论上也能加挂M-260型七联装70mm火箭发射器或7.62mm机枪荚舱。观测射控方面,由于OH-1本来就有先进且功能完整的整合式光电侦搜瞄准仪,要纳入使用攻击性武器能力同样不困难。

基本数据

参考数据
全长(含主旋翼)(m) 13.4
主旋翼直径(m) 11.6
机高(m) 3.8
空重(kg) 2450
任务起飞重量(kg) 3550
最大起飞重量(kg) 4000
最大巡航速率(km/hr) 222
最大平飞速率(km/hr) 278
续航力(km) 550
作战半径(km) 200
实用升限(m) 4880
发动机 TS1-M-10涡轮发动机×2 (827×2/884×2/940×2) (最大持续输出功率/30分钟最大输出功率/5分钟紧急输出功率)(轴马力)
乘员 2
侦测系统 顶置瞄准仪(RMS)×1(整合有前视红外线(FLIR)、电视摄影机、激光测距仪等)
武装 外载:两个武器挂载短翼:每个短翼下方有两个挂载点。外侧挂架可加双联装91式空对空导弹发射器,内侧可加装235L副油箱。

服役生产

参考数据
全长(含主旋翼)(m) 13.4
主旋翼直径(m) 11.6
机高(m) 3.8
空重(kg) 2450
任务起飞重量(kg) 3550
最大起飞重量(kg) 4000
最大巡航速率(km/hr) 222
最大平飞速率(km/hr) 278
续航力(km) 550
作战半径(km) 200
实用升限(m) 4880
发动机 TS1-M-10涡轮发动机×2 (827×2/884×2/940×2) (最大持续输出功率/30分钟最大输出功率/5分钟紧急输出功率)(轴马力)
乘员 2
侦测系统 顶置瞄准仪(RMS)×1(整合有前视红外线(FLIR)、电视摄影机、激光测距仪等)
武装 外载:两个武器挂载短翼:每个短翼下方有两个挂载点。外侧挂架可加双联装91式空对空导弹发射器,内侧可加装235L副油箱。

初期交付

成本上涨

OH-1侦察直升机OH-1侦察直升机(4)量产型的OH-1首先交付日本陆上自卫队的航空学校,以作为飞行员的换装训练之用。如同前述,第一批1999年度编列的三架OH-1量产机在2000年1月份交付陆上自卫队明野航空学校本部,稍后明野航校本部再接收两架2000年度编列的2架OH-1 ,而负责地勤人员训练的航空学校霞浦分部也获得一架。至于原本四架XOH-2原型机中的第3、4号机随后也被修改为量产机的标准,在2000年交付明野航空学校,至此日本陆自航空学校遂拥有了8架量产型的OH-1。在作战部队换装方面,OH-1优先换装陆自方面队的反装甲直升机队,其中隶属北部方面队的第一反装甲直升机队在2002年接收第一架OH-1,是日本陆自第一个部署OH-1的实战单位。至2004年底,日本陆上自卫队总共接收了12架量产型的OH-1。

根据90年代初期的计划,日本陆上自卫队打算以一对一的方式用OH-1来替换OH-6D。当时陆上自卫队第一线部队中,13个师团各编有一个飞行队,每个飞行队各拥有8架OH-6D;而5个方面队则各自下辖一个方面航空队与一个反装甲直升机队,每个方面航空队与反装甲直升机队各编制4架OH-6D,因此光是前述第一线作战部队就需要144架观测直升机,再加上航空学校所属训练用机以及补充日后损耗的预备机,OH-1的总需求将达到200架之谱。

替换难题

OH-1也难逃日本国产武器面临的单价飞涨命运,即便是削减后的150架产量看起来也是艰难的任务。最初日本陆上自卫队希望OH-1的单价控制在6亿日元以内(合440万美元,以1996年汇率计算);但如同前述,OH-1的研发成本比预期超支了100亿日元以上,再加上日本陆上自卫队武器系统一贯的低量产速率政策,以及武器系统逐年的通货膨胀,所以OH-1的造价就变得非常惊人了。在1997年订购的第一批三架量产型OH-1分摊入高涨的研发成本之后,平均单价已经高达19亿2400万日元,在1998年订购的第二批量产型的平均单价上涨到20亿1800万日元。[8]

拜通货膨胀之赐,2005年度订购的第九批2架更达到每架49亿日元的天价,至此所有OH-1量产型的平均单价为24亿5000万日元(合1600万~2000万美元),是最初预期的四倍,更是上一代的OH-6D的10倍以上(1995年签约生产的最后一架OH-6D造价1亿6800万日元,全部197架的平均单机成本约2亿日元) ,意味着一架OH-1的造价就比一整个飞行队8架OH-6D还贵。

总体评价

由于OH-1的单价飞涨,在规划的1995至2000年度中期防卫整备计划中,将购买15架OH-1装备于陆上自卫队,不过最后只编列了12架的预算。至2005年度,防卫厅只编列了22架OH-1的生产预算,以平均每年交机2至3架的低速率生产,近年更放慢到每年1至2架;至2009年,交机的OH-1的交机数量不超过26架。依照这样的速度,陆上自卫队的OH-6恐怕到2020年都无法被OH-1替换完毕,OH-1正走上和90式主战坦克等日本自制昂贵陆军装备一般,因为单价高而生产速率缓慢、因生产线低速运转导致成本进一步高涨的恶性循环,最后恐怕难逃减产命运,就如同90式坦克的最终产量还不到原本74式主战坦克的一半,难以完全替换。[9]

军事新闻

OH-1侦察直升机OH-1侦察直升机(4)虽然OH-1在成本效益而言不是一个良好的例子,但是对日本国防工业的技术储备却做出了重大贡献:OH-1是日本第一种完全自力研发的直升机,使日本从无到有建立完整的国产军用直升机平台──包括日本第一种自行开发的直升机用涡轮轴发动机,同时促使日本在无轴承复合材料旋翼领域中取得全球第一流的位置,在亚洲国家之中堪称一项了不起的成就;而OH-1的整体也技术十分先进,主要系统与装备都是顶尖水准,性能在同级机种中堪称翘楚,不逊于欧美老牌航空大厂的代表性杰作。

此外,OH-1的整个研发与量产过程十分顺利,有如行云流水,过程中未出现重大的困难或意外事件,整合测试与进入服役后也没发现什么始料未及的重大毛病,对于一个第一次研发直升机(而且还是相当精密高档的机种)的新手而言,实在是难能可贵。OH-1唯一的致命伤,就是高昂的造价以及无法达成经济规模的产量,但这也是无可奈何的事情,也同样发生在其他多种日本自制武器上。总结而言,OH-1代表着90年代至00年代日本航空工业整体实力的提升,在日本航空史上的地位不容抹煞。

词条图册

日本OH-1忍者直升机武器配备较少 导弹好似玩具[10]

1996年3月中旬,在旋翼机历史上发生了一件重要事情:日本第一架完全自行研制和制造的直升机升空了。与其他国家直升机的头生儿不同,该机不属于多用途直升机,而是很专业的陆军侦察-目标指示直升机。实际上世界上还没有一个国家生产这种专用直升机。无论是小国还是大国的武装力量装备的都是起飞重量1.5吨至3吨的轻型多用途直升机的专用侦察型。众所周知,美国人尝试研制科曼奇轻型战斗侦察直升机的努力失败了。这首先是因为成本太高。

美国人很有钱,但很吝啬,他们仍愿意购买老式的“喷气别动队员”多用途直升机的专用型。今天,日本这款侦察直升机的唯一同类机型是2005年莫斯科国际航展上展出的由俄罗斯喀山直升机制造厂生产的安萨特-2РЦ直升机。

第一架“纯日本”血统的直升机由该国最大的机器制造康采恩——川崎重工制成。川崎重工早在一战时期就掌握了飞机制造技术,它还是1945年日本战败后最早恢复飞行器生产的日本公司之一。1953年2月,川崎重工与美国贝尔直升机公司签定了旋翼机许可生产合同。1954年1月,第一架按许可证生产的贝尔-47D在川崎重工完成组装。但好钻研的日本人并未只限于此,他们在贝尔-47G3B的基础上研制了自己的四座型号——川崎-贝尔KH-4直升机。上世纪50-60年代,该型机与许可生产的贝尔-47D一起构成了日本陆上自卫队航空兵的基础。

川崎重工公司年复一年地继续按美国波音(CH-46和CH-47)、休伊(OH-6A)等公司的许可证掌握旋翼机生产技术。它从1969年3月起开始生产休伊-369(OH-6A)直升机(日本代号为OH-6J)。1978年,川崎公司设在岐阜的工厂开始生产休伊OH-6D改进型直升机。一共生产了117架OH-6J和193架OH-6D直升机。它们取代了日本自卫队装备的贝尔-47活塞式直升机并构成步兵师侦察中队的基础。此外,80年代中期日本陆上自卫队航空兵组建5个军属歼击反坦克中队以后,OH-6D型机被作为贝尔AH-1S武装直升机的侦察目标指示机使用。

OH-6D目标指示机与基本侦察型的区别在于装有附加装甲和无线电通信与目标指示设备。但尝试为其装备用于夜间战斗的设备的努力没有取得成功。按许可证生产的休伊直升机对于该类型直升机来说有点小:携带这样的战斗载荷起飞要求直升机的起飞重量不小于3吨。1997年3月,川崎重工公司完成了向陆上自卫队航空兵交付OH-6D型机的工作。日本军方要求研制新型侦察和目标指示直升机。除了能确保全昼夜作战行动的三通道光电系统外,他们还要求采用以复合材料和“玻璃座舱”(配备一体化液晶显示器)为基础的抗冲击新型构造。方案按美国风格取名为OH-X(Observer Helicopter-Experimental)。

日本防卫厅在选择武器方面一贯与主要盟国联系紧密,在与美国军方密切磋商后前者开始制定新的计划。90年代初是这两个国家之间进行激烈贸易战的时期,这对双方的谈判过程产生了消极影响。在汽车工业遭受失败后,美国人担心日本人未来在直升机领域对其构成挑战,因而不希望后者建立独立的直升机制造业。而日本人也不希望本国的直升机研制计划严重依赖大洋对面的超级大国。他们早些时候试图与美国人合作研制FS-X歼击机的努力由于美国人态度消极而失败。

但日本的直升机制造者们与另一个军事政治盟友——德国的航空工业有有益的合作经验。川崎重工公司与德国MBB公司联合研制了非常成功的BK-117多用途直升机。就起飞重量和载重量而言,该直升机的参数正好符合日本自卫队对目标指示直升机的要求。在日本和德国设计师们进一步发展BK-117直升机的各种方案中,还研究了采用基本型多用途动力系统的轻型双座武装直升机方案。美国最大的直升机公司贝尔公司将休伊多用途直升机改造为休伊“眼镜蛇”武装直升机的例子证明,这种快速、经济的专用军用飞行器的研制方法是可行的。日本防卫厅希望最大限度地利用BK-117直升机的研制、使用及其武装型设计经验,快速研制出OH-X直升机。

1992年4月17日,日本防卫厅向本国三家最大的机器制造康采恩——川崎重工、富士重工和三菱重工分发了研制新型直升机的技术要求。次月,各公司提交了自己的方案。不出预料,在直升机制造领域经验最丰富的川崎重工中标,并成为项目的总协调人。同时,根据日本国家工业刺激政策,富士重工和三菱重工分别获得了“安慰奖”——作为分承包商分别得到20%的补助金。1991年10月,各公司在川崎重工设在岐阜的工厂成立了OHCET(Observation Helicopter Engineering Team)联合设计小组。小组最初共有83名工程师,后来随着项目的进展增加到150人。

日本防卫厅从1992年开始为该计划拨款。为原型机研制及试飞计划共拨款860亿日元(1992年25亿日元,1993年102亿日元,1994年501亿日元,1995年233亿日元)。计划制造6架直升机:4架用于飞行试验,2架用于地面试验,后者中1架用于静力试验,1架用于绑扎动力试验。

为了避免美国的政治压力和担心国内反军国主义的社会舆论,日本第一架直升机的研制工作是在极为保密的情况下进行的。而且其设计工作进行得很快,其中川崎重工公司大量的设计储备起了作用。在设计研制过程中,日本人放弃了最初的“简单改造”BK-117的构想。几乎全部部件和系统都发生了变化。日本人决定用涵道尾桨代替普通尾桨,并向美国西科斯基公司寻求研制经验,并打算最大限度地使用刚刚兴起的复合材料。

1994年9月2日,第一次正式展示了代号为“新型小观察者”OH-X直升机模型。与许多其他直升机研制计划不同,日本新型直升机在模型设计阶段就研究得十分仔细,以至于1996年3月中期组装的第一架试验样机与早些时候展示的模型区别不大。

1996年8月6日,新型直升机在岐阜机场进行了首飞。在40小时的工厂试飞之后,川崎重工于1997年5月26日将其移交给日本防卫厅技术科学研究所进行国家试验。日本军方接收直升机后将其代号改为OH-1,而称原型机为XOH-1。XOH-1的第二架试验样机于1996年11月12日升空,1997年6月24日移交给该研究所。第三架于1997年1月9日和6月24日、第四架于1997年2月12日和8月29日分别升空和移交给研究所。1996年,工厂组装了用于地面试验的样机,进行了寿命试验、疲劳试验和振动试验。

陆上自卫队航空兵司令部在明野航空基地飞行学校将移交国家试验的XOH-1原型机编成飞行研究中队。试飞员由陆航兵从各飞行学校最好的教官中选拔。国家试验分四个阶段进行,1997年6月到10月是第一阶段,研究了直升机的飞行技术性能;1997年9月到1998年10月是第二阶段,进行了直升机基本构造的飞行强度试验;1998年3月到10月是第三阶段,进行了航电系统、机载设备和武器试验;第1998年9月到1999年9月是第四阶段,进行了完全配套的直升机的最后试验。在第四阶段还进行了射击、超低空飞行、发动机停车着陆和战术试验。

1号原型机用于测定飞行技术性能,试验动力装置和机身强度。该机一共飞行约275小时。用2号原型机检验了负载和振动水平,以及飞行和驾驶性能,飞行总时间和1号机相同。3号原型机用于试验机载设备、航电系统、瞄准具和战术研究。4号原型机进行了战术火力试验。3号和4号原型机在国家试验过程中各飞行约200小时。

XOH-1直升机的试验高峰期(特别是战术试验)是1999年。到1999年初,4架原型机一共飞行了450小时以上。1999年它们一共又飞行了这么多时间,平均每周完成8-9次飞行。到年底之前OH-1直升机正式装备陆上自卫队航空兵。

OH-1侦察直升机OH-1侦察直升机(4)关于试验结果及存在的问题的信息并不多。含蓄的日本人总是能很好地保守自己的秘密。但据悉,试验者们遇到了振动水平过高的问题,需要重新设计一系列部件并完善减振系统。此外,用复合材料制成的支柱整流罩局部强度和刚度不高。发动机排气对外壳玻璃钢板的强度有不良影响,因而不得不额外采用耐高温蒙皮保护它们并改变排气方向,同时消除了发动机排气和红外干扰施放装置的相互干扰。

在试验台试验中暴露了三菱公司研制的抗震起落架效能不高的问题,川崎公司不得不重新进行了设计。结果在修整过程中飞机结构重量不断增加,机载电子系统也变得更加沉重,飞行技术性能低于设计性能,特别是航程不足。设计师们增加了副油箱容量,用采用经改进的燃料供给系统的更省油的TS-1-10QT发动机取代了XTS-1-10发动机。此外,日本人还遇到了必须修整涵道尾桨构造的问题,为此他们甚至还曾向欧洲直升机公司的专家求助。有关期刊曾多次报道欧洲直升机制造者们向日本同行提供欧洲“虎”式武装直升机的设计经验。

川崎公司的OH-1轻型侦察-目标指示直升机是专用的双发双座单轴直升机,采用后三点式起落架。用于进行机动空战的构造采用了最新的技术方案,在受到直接火力对抗的情况下可承受+3.5g ~ -1g的过载。由于“在直升机技术领域取得的突出成果”,美国直升机协会1998年向OHCET设计集体颁发了霍华德·休伊奖。

OH-1直升机构造总重量的37%是复合材料。据日本设计师证实,这些材料的使用不仅提高了构造的生命周期和抗冲击强度,也降低了直升机的红外特征。但是根据某些资料所称,复合材料的过度使用最终导致直升机重量大大增加进而使战斗载荷减少。OH-1型机的机身外形与所有专门设计的武装直升机类似。有良好的流线型,气动性能得到完善,机身中部横剖面最小。机身结构采用铝合金材料和复合材料(占机身总重量的15%)。机身受力构件符合抗冲击安全要求。

机身前部是串列式双座座舱,前座为飞行员,后座为武器系统操纵员,位置稍高。飞行员和操纵员座位配备操纵杆,操纵员的是侧面小型手柄。座舱有装甲保护。前面和侧面玻璃为防弹玻璃。宽阔的平面玻璃既确保视野开阔,又不易反光。飞行员座椅可抗冲击。

飞行员和操纵员前面的仪表板上装有2个由横川电机株式会社研制的彩色多功能液晶显示器,它们由MIL-STD1553B数据总线联接。飞行员面前的显示器并列布置,操纵员面前的显示器纵列布置。显示器可显示来自光电观察系统的信息以及所有的导航、飞行信息。补充飞行信息和武器使用信号借助于岛津公司的显示系统显示在座舱前视玻璃上。OH-1直升机还采用了自动化操纵系统并提高了驾驶性能,这在超低空和夜间飞行时尤其必要。

直升机的椭圆形尾梁向上过渡为大面积垂直尾翼,其前方为矩形可操纵安定面。涵道型尾桨直径1. 1米,8个叶片完全由复合材料制成,为降低噪声沿方位角方向非对称安装(35度和55度)。日本设计师曾研究NOTAR喷气方向配平和操纵系统作为水涵道尾桨的替代方案。

矩形机翼翼展为3米,有4个外挂梁,内侧外挂梁可以挂容量各为235升的副油箱(可增加续航时间1小时),外侧外挂梁用于挂载武器。为了便于存放,其外翼可以折叠。

直升机采用抗冲击的不可收放式后三点式起落架。起落架支柱上各装有1个轮子,横向轮距2.25米,纵向轮距7.5米。四叶螺旋桨完全用高强度复合材料制成。矩形桨叶桨尖收缩,桨叶弦为0.38米,其构造中有防冰系统。采用无铰链小横截面桨毂,桨毂上方安装圆盘形摆动消振器。桨毂和桨叶可抗20毫米炮弹命中。

动力装置为2台由三菱公司生产的TS1-10QT涡轴发动机,总起飞功率662千瓦(888马力),安装在机身支柱两侧的独立发动机短舱内。发动机装有数字诊断系统和微粒过滤装置。装有排气引射器,用于降低红外可探测性。传动装置轴可抗20毫米炮弹命中。在润滑系统停止工作后,主减速器还能工作半小时。发动机是在研制直升机的同时在防卫厅技术科学研究所研制的。

OH-1直升机主要的专用系统是三坐标光电观察、侦察和目标指示系统,它安装在座舱上方旋翼塔座前面,视界方位角为220度,高低角40度。日本设计师曾研究在桨毂上方安装该设备的可能性,但由于正面阻力增加而放弃。该系统由两部分组成,右侧是富士通公司的FLIR热像仪,左侧是NEC公司的激光测距仪和热像仪。它们提供的情报能减轻飞行员和操纵员驾驶直升机、搜索目标、全天候和全昼夜识别和引导武器的工作量。此外,它还能确保操纵员进行机载自卫武器的瞄准。

机载武器包括4枚采用东芝公司红外自导头的91型短程空空导弹,它是日本按许可证生产的美国FIM-92“毒刺”式便携式防空导弹,仅用于自卫。导弹挂装于机翼外梁下专用导弹箱内。直升机还装备了被动式防御装置。在旋翼塔座整流罩外装有BAE系统公司的AN/ALQ-144红外干扰施放站。直升机还可抛射红外诱饵。

日本自卫队急于获得该型直升机。OH-1原型机交付试飞后不久就开始了批量生产的准备工作。1997年自卫队拨款20亿日元用于批量生产,此处每年拨款20亿日元左右。直升机的生产工作由参加计划的三家公司承担。川崎公司负责制造机身前部、起落架、大部分动力系统部件,最终组装,接收-交付试飞以及售后服务。三菱公司生产机身中部和发动机,并保障动力装置的售后服务。富士公司负责生产机身尾部、发动机冷却系统、机翼和座舱。后两家公司在批量生产中各占17%的份额。

第一架量产型的OH-1型机于1999年7月升空,2000年1月24日正式列装日本陆上自卫队。同年,又有2架量产型机列装。同时,富士公司在量产阶段前改进了第三架和第四架XOH-1原型机。第一批直升机全部装备军校——明野航空学校和培养驾驶员和地面人员的霞浦航空技术学校。2001年3月27日在明野正式组建了由4架直升机组成的第一个中队。2002年又一批量产型OH-1直升机装备宇都宫和教育学校。大概从这时起日本人赋予该型直升机“忍者”的绰号,以纪念中世纪具有传奇色彩的日本“侦察和破坏队员”。

据估计,日本武装力量对OH-1直升机的需求约为185-200架。预计它们将在未来15-20年完全取代OH-60D型机。据媒体报道,2004年,日本开始为战斗部队和陆上自卫队航空兵歼击反坦克和侦察中队装备“忍者”直升机。日本自卫队每年仅采购2-3架。估计到目前总数为30架左右。根据现有情况判断,直升机的战术技术性能不完全符合军方的要求,并在继续进行修整。

许多国家的军方对这一型世界上唯一的专用侦察-目标指示直升机感兴趣。无论是发展中国家还是发达国家的武装力量和其他强力部门都对便宜的轻型专用武装直升机的构想感兴趣。但至今没有国外用户订购“忍者”直升机的消息。其出口前景取决于日本军队的试验结果以及价格。而由于大量使用了技术创新和不断的修整,估计其价格不会太低。此外,由于该直升机仅为满足日本军方对其战术技术性能的要求而设计(其中作战半径仅200公里),一些专家对其出口前景表示怀疑。

很显然,OH-1直升机过重,至今没有达到设计的飞行技术性能。与专用军用直升机相比,其战斗载荷偏小(仅132公斤),无法完成陆军航空兵的其他基本任务。专家认为OH-1直升机的枪炮武器不足,4枚“半玩具”式的导弹也不足以用来进行空战。用一句形象的话说,“忍者”直升机的武备比中世纪的“忍者”的要差不少。

近年来关于川崎重工公司正在研制加大版的OH-1直升机的报道也证明,该型直升机的研制者对自己的头生儿不满意。公司计划将起飞重量从4吨增加到5吨,旋翼半径从11.6米增加到12.4米。传动装置传输功率从1050马力增加到1610马力。为达此目的,将采用功率更大的LHTEC T800发动机或R/R透博梅卡/MTU/MTR 390发动机。机身将加长,采用重新设计的尾梁,翼展将增加,座舱两侧将安装设备舱,装甲将得到加强,前炮塔将安装20毫米炮,采用能使用导弹的新瞄准具。改进后的直升机机翼悬臂下可挂载8枚反坦克导弹。日本防卫厅已经公布了对用于取代100多架贝尔AH-1S直升机的AH-X直升机的要求。

在与老牌的军用直升机——美国的“眼镜蛇”和“阿帕奇”、欧洲的“虎”和意大利的“猫鼬”平起平坐之前,21世纪年轻的“忍者”直升机还将有一段很长的路要走。

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