武装直升机的生存性技术

收稿日期225 文章编号:167321220(2009)042068203武装直升机与制导武器的电子对抗占瑾信,吕春雷,叶昌敬,严　军(中国直升机设计研究所,景德镇,333001)摘　要　由于武装直升机独特的作战效能和特殊的战场使用环境,使得其本身极易遭到敌方的制导武器攻击。为了提高武装直升机的生存力,本文为武装直升机在战场环境条件下针对不同的制导武器威胁实施不同的对抗手段提供技术借鉴。关键词　雷达无源对抗;雷达有源对抗;光电无源对抗;光电有源对抗中图分类号:　V275+.1 文献标识码:　B1　前言为了提高21世纪战场直升机的生存能力,发达国家都在致力于研究将无源对抗与有源对抗两种对抗技术综合于一体,以对抗现代防空制导武器的威胁。本文就“雷达无源对抗”、“雷达有源对抗”、“光电无源对抗”、“光电有源对抗”和近年来国际上发展的先进隐身对抗技术以及“机载光电告警”等电子对抗技术的特点和性能做概要的技术分析。2　雷达无源对抗雷达无源对抗技术是在二次世界大战中发展起来的一种电子对抗技术。无源对抗设备自身并不发射电磁波,在军事上属隐身技术,在“越战”和“中东战争”中都得到广泛使用。雷达无源对抗主要是通过在空中抛撒反雷达干扰物如箔条弹来干扰敌方的制导雷达和炮瞄雷达,大量的箔条撒到空中形成箔条云,从而产生雷达反射截面较大的假目标干扰云团,对雷达波产生强烈的反射,使敌方雷达接收机饱和而无法在雷达显示屏上显示真实的目标。在武装直升机上安装雷达无源干扰物发射系统,通过发射箔条弹在空中形成大面积箔条云和箔条干扰走廊,对雷达波产生强烈的反射使其无法辨认真实的目标,同时使用机载“雷达警戒接收机”提供的数据来确定干扰弹的最佳发射时间、数量和连续发射的间隔时间,从而达到自卫目的。如果将箔条弹和红外干扰弹同时发射还可以同时对抗雷达制导和红外寻的两种制导武器的威胁。3　雷达有源对抗雷达有源对抗通常采用机载雷达干扰机来干扰威胁源。机载雷达干扰机通常是有针对性的在雷达工作波段上如S波段、L波段和C波段分别干扰雷达的探测和导弹制导信号(表1)。为了对抗空中歼击机机载火控雷达的威胁,干扰机可设置X波段。也可以将几台干扰机综合起来使用,以获得对地、对空的干扰能力。我国的雷达有源对抗技术与发达国家相比还有很大的差别,用雷达干扰机有针对性干扰雷达的不同工作波段已不能满足日益出现的新的电磁威胁,因此要求机载电表1　雷达波段和电子对抗波段对照表雷达波段VHFUHFLSCXKekkamm电子对抗波段ABCDEFGHIJKLM总第160期2009年第4期 直　升　机　技　术HELICOPTERTECHNIQUE TotalNo.160No.42009

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ●电子技术　武装直升机大气数据传感器技术研究进展　

大气数据是对飞行器进行导　航与控制的重要参数标准，当然，　基于武装直升机而言，大气数据　参数直接影响着武器打击准确度　依据当前的研究现状，对武装直　升机大气数据把传感器技术进行　深入探究，分析不同技术类型及　研究进展，进而为武装直升机大　气数据传感器技术的发展指明方　向，为理论研究提供借鉴。　文／谭静　仿真技术进行模拟计算，最终得出气动分析结　果。该技术通过仿真对飞行数据进行调整与修　正，使得武装直升机的调试时间被缩短，提高　输出精准度。　３Ｄ打印技术：为适应新技术的要求，三　轴大气数据系统面临挑战。为满足技术手段以　及性能等各方面的提升，需要新型的部件为其　提供支撑。３Ｄ打印技术的出现，三轴大气数　据系统零部件加工难度被降低，满足现代质量　轻、集成度高以及技术成熟的要求。　于气溶胶瑞利散射光学大气数据系统以及分子　光学大气数据系统等方面的研究都得到相继验　证，有效克服了对空速、攻角、侧滑角等大气　参数方面的测量。　光学大气传感器技术在具体测量的过程　中，对气流扰动的干扰抵抗作用明显，缩短整　个事前的校准周期，为武装直升机的快速交付　使用提供基础保障。并且这种技术的运用方法　隐秘性较好，将大气数据传感器技术的优势以　及应用潜力充分发挥。　２嵌入式大气数据传感器技术４虚拟大气传感器技术　ｉ键词】武装直升机大气数据传感器技术　２．１研究进展　武装直升机具备强大的战场生存能力，　ｊ代武装力量当中的重要组成部分　其凭借　直升降、空中悬停以及低空、贴地飞行等，　来信息化战略环境中地位显著。武装直升　】快速发展，无论是在性能还是在攻击装备　ｉ已经得到升级。大气数据作为武装直升机　ｅ要组成部分，所提供的气压、空速将会影　『击精准度。　三轴大气数据传感器技术　研究进展　二十世纪七十年代，以英、俄为代表的发　ｊ家在低空速度以及三向速度测量方面取得　ｊ进展。例如英国ＧＥＣ公司ＨＡＤＳ，俄罗　：ＢＣ．ＢＩ［Ｉ１　发展至二十世纪九十年代，我　ｌ为第三个能够研制并且生产出三轴全向大　统的国家。在该系统中，主要包括矢量传　｝以及大气数据计算机。通过诱导气流场的　：，改变三轴诱导速度，其涵盖范围更加精　广泛。这种大气数据传感器技术被成功应　！武直．１０、武直．１９上。但由于大气数据　；器诱导装置需要定期维护，进而到二十一　ｊ，使得该传感器技术得以改进。新的大气　｝系统，由气压感受器、结冰探测与总温传　｝构成，为数据处理提供良好的环境。这种　ｅ经过不断改进，具备集成度较高、系统质　、、便于维护操作等优势。目前，我国也正　｛极投身于该传感器技术的研究。　嵌入式大气数据系统最初出现在二十世　纪六十年代，系统样机在美国Ｘ—ｌ５飞行器上　得到应用，使得高速飞行状态下对大气数据测　量的瓶颈被攻克。同时，嵌入式大气数据系统　凭借着自身优质性能，使得大气参数解算算法、　误差修正算法以及故障诊断等技术得到快速发　展，并逐渐走向成熟。针对该技术，我国相关　的研究院所以及高校已经展开相关的研究，虽　然在原理、算法以及故障检测等方面取得一定　的研究成果，但距离嵌入式大气数据传感器技　术的真正应用还有一段距离。　２．２主要技术　关于嵌入式大气数据传感器技术，其中　涉及到的技术包括光纤压力传感器技术以及数　据融合技术两方面。具体分析如下：　光纤压力传感器技术：针对传统的气体　压力传感器进行分析，由于受到延时的影响，　大气数据的测量实效性并不十分明显。该传感　器技术，凭借体积小、隐身性等优质性能，在　光信号传播的过程中速度较快，能够最大限度　上的减少测量数据的延时。　数据融合技术：提到数据融合技术，则　首先想到的技术类型则是纯惯导系统。但该系　统在进行推算的过程中，误差值较大。纯惯导　系统具备敏感性特点，结合贝叶斯计算法、加　权平均法、聚类分析算法、模糊逻辑算法等多　算法内容，通过数据之间的融合互补，最大限　度上的实现了系统延误状况，使得大气数据测　量更加精准。　主要技术　３光学大气传感器技术　三轴大气数据传感器技术的出现，涉及　】技术类型较多　多技术共同作用与支撑，　｝三轴大气数据走向成熟，具体技术类型如　ＣＦＤ仿真技术ＣＦＤ即计算流体动力学，　￡术在启动分析领域已经得到广泛的运用。　￡ＣＦＤ仿真技术，能够依据武装直升机旋　ｊ各项基本物理量以及不同转速阶段，运用　嵌入式大气数据系统、三轴大气数据系　统在对大气数据进行测量的过程中，通常会受　到直升机旋翼扰动影响。这种状况的出现，使　得武装直升机在进行系统控制以及武装打击的　过程中，需要事先进行参数的调试与校准，校　准的周期较长。　自１９８５年开始，美国ＮＡＳＡ与Ｏｐｈｉｒ公　司已经致力于对光学大气传感器的研究，对基　虚拟大气传感器技术研究出现在二十世　纪八十年代，美国学者通过对气象信息进行现　行预测，攻克了航天飞机大气参数测量的问题。　同时在经过后续研究的基础之上，将该方法与　卡尔曼滤波算法进行充分融合，为武装战斗机　的攻角、侧滑角的准确估算提供保障，使得可　靠性与容错率得到明显的提升。在二十一世纪　初期，我国针对部分研究院所已经针对攻角等　角度测算展开研究，但虚拟大气传感器的研究　依旧处于劣势。　虚拟大气传感器系统，基本原理主要是　充分运用机载信息，无需安装测量装置进行测　量，避免了气流对于武装直升机大气数据的扰　动与影响，隐身性能十分良好。针对这一种状　况，使得系统的容错率与恶劣环境适应性在运　用该技术的过程中效果良好，具备广阔的应用　前景。　５结论　综上所述，大气传感技术在飞行器领域　中的作用明显，特别是针对武装直升机大气参　数的预测，发挥无可替代的作用。此次针对、　三轴大气数据传感器技术、嵌入式大气数据传　感器技术、光学大气传感器技术以及虚拟大气　传感器技术研究进展进行阐述，为推动我国武　装直升机大气数据传感器技术的发展奠定坚实　基础。　参考文献　［１］熊亮，刘义明，黄巧平．武装直升机大气　数据传感器技术研究进展［Ｊ］．传感器与　微系统，２　０１５，４（０２）：１０５—１０８．　【２】马航帅，雷廷万，李荣冰，等．高性能飞　行器大气数据传感技术研究进展【Ｊ】．航　空计算技术，２０１１，１０（０５）：１１　８－１２３．　【３】邱宏峰，谢勇，陈照海，等．某型无人直　升机飞行传感器故障模拟与容错技术研究　【Ｊ】．机电工程，２０１０，５（０８）：１６４—１６８．　作者单位　内蒙古工业大学机械学院　内蒙古自治区呼和　浩特市０１００５１　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ

龙源期刊网

飞机怎样弹射求生

作者：江南

来源：《百科探秘·航空航天》2016年第01期

自1903年美国莱特兄弟首次实现了动力飞行之后，在飞机失事时如何挽救飞行员的生命便提上了议事日程。法国于1917年首先把降落伞用于军用飞机。“一战”期间，约有800名气球观测员从失事的气球上跳伞获救。“二战”时，战斗机的时速已提高到600千米以上，只靠飞行员的体力爬出座舱跳伞逃生越来越困难，德国首先开始了对飞行弹射座椅的研究并率先用于实战。战后，弹射座椅在英国、美国、瑞典等国迅速发展，成为高速军用飞机必不可少的救生设备。

不能承受之重

由于弹射是在紧急情况下进行的，飞行状态、速度等难以控制，加之弹射动作瞬间完成，飞行员将要承受很高的过载力，强大的弹射冲击易使飞行员因身体突然改变位置而引起扭伤或撞击伤以及脱臼等问题。在弹射瞬间，飞行员身体还将受到高速气流的吹袭。

根据事例分析，当飞行时速小于800千米时，离机过程中有23.7%的人被吹掉了氧气面罩、飞行靴和手套：在飞行时速为900千米时极易造成骨折。另外，高速气流把装具吹开也是人员受伤的一个因素。如果强大的气流把氧气面罩吹掉、移位或导致导管断裂，头部在没有保护装置的情况下会使颜面、眼睛和颈部感到疼痛，耳部、胸部有压迫感，气流速度再大的话，没有防护的条件下会引起皮下、结膜下出血，甚至可以引起面部软组织撕裂，肺、胃等内部器官受损伤。裸露在外部的身体部位在高空低气温加吹袭的作用下还可导致冻伤。

在弹射救生过程中，引起飞行员死亡的另一重要原因是与地面猛烈碰撞。美国海军1967年至1979年共发生1 376次弹射，死亡人数占弹射总人数的17.1%，其中低空小于61米的弹射占6%、时速大于927千米的弹射占7.2%。当飞行员应急离机成功并安全着陆后，还面临着自然环境的威胁和敌方的威胁。从各国弹射救生的统计资料可以看出，安全着陆（水）后没有得到救生的事例多有发生，其中降落到海上造成冻溺死亡的占多数。第二次世界大战中，降落在欧洲北海的飞行员有50%被冻死。如果降落到高温干旱的沙漠里，若无饮水，人最多只能生存两三天。

机载武器挂架

武器挂架首要的功能是携带和投放机载武器，携带武器的要求似乎并不高，航空炸弹等武器上通常都有配套的悬挂 环和悬挂滑块，挂架上则有专用的悬挂钩，两者挂接就可以完成武器的携带，实际上悬挂部件所选用的材料有较高的要求 ，仅凭着小小的钩环就能挂载数百乃至上千千克的弹药，材料强度可是个关键环节。而且，武器依靠悬挂环和挂架上的悬 挂钩连接后，在飞行过程中会产生左右的摇摆运动，因此挂架上还配有防摆止动器。防摆止动器通过螺栓和支座压住机载 武器，使其左右“动弹不得”，在飞行过中稳稳的呆在挂架下方。然而光是携带还不够，武器挂架还要能够按 照飞行员的操作指令顺利投放武器，让它成功脱离载机飞向目标。这就要求挂架的结构必须具有相当的可靠性。

弹射炸弹挂架是一种更为安全可靠的投放装置。说白了，弹射炸弹挂架上的武器不是简简单单松开悬挂钩掉下去的 ，而是依靠强大的力量“推”出去的。弹射炸弹挂架的工作原理可谓“强而有力”：投放指令下达 后，电信号会击发挂架内的一个脉冲药筒，药筒内的装药燃烧产生大量燃气，以极高的压力驱动连接机构释放悬挂钩，同 时高压气体还会推动一个弹射活塞(有些挂架采用两个弹射活塞)向下高速运动，在炸弹的弹体上狠狠“踢”上 一脚，使其顺利投放。切莫小看了这脉冲药筒和弹射活塞，以美军BRU-47/A武器挂架为例，其工作时弹射活塞最大行程虽 然仅有3.9英寸(10厘米)，却可以产生9000磅(约4000千克)的推力，能够以每秒14.4英尺(4.39米)的速度将1000磅重的炸弹 推离载机。当然，弹射炸弹挂架上也有“双保险”，一旦主脉冲药筒工作后未能完成投放，则还可以启动备用 投放装置内的备用脉冲药筒释放悬挂钩——当然该装置只有在主释放方式失效后才能够激活，而且该装置只是 释放悬挂钩，不再驱动弹射活塞推动武器离架。

导弹的发射过程要比炸弹的投放复杂得多，这主要是因为载机和导弹间有个数据通信的问题。导弹的发射方式通常 有两种，其一是点火发射，即导弹在自身火箭发动机的推动作用下飞离载机，采用此种发射方式时通常使用导轨式武器挂