科曼奇直升机？隐身直升机的传奇

今天给各位分享科曼奇直升机的知识，其中也会对隐身直升机的传奇进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

RAH-66科曼奇（Boeing-SikorskyRAH-66Comanche），是一型集极致隐身能力和武装侦察攻击功能于一体的直升机，由波音和西科斯基联手为美国陆军研发。经历了长达十数年的研发历程，然而在即将进入大规模量产的前夕，科曼奇项目于2004年戛然而止，至此，用于该项目的总投资已经达到了70亿美元。

自19世纪80年代初期开始，美国陆军一直在寻求性能更为优越的直升机，以取代现役的直升机。这项努力最终促成了轻型直升机试验项目（LightHelicopterExperimental；LHX）的诞生。大约十年之后，美国陆军对其需求进行了多次深入的探讨，并对项目的子任务进行了精细的调整，最终将该项目更名为轻型直升机项目（LightHelicopter）。1991年4月份，在经过多轮严格的评审之后，美国陆军确定波音-西科斯基的联合团队为优胜者，并在不久之后双方签署了制造科曼奇原型机的合同。

科曼奇，早在其问世之前就受到了广泛的期待，它所配备的一系列先进系统，包括隐身技术以及许多前所未见的创新设计，在当时当非常令人期待。在实际的作战中，科曼奇会配备多种最先进的传感器，用于执行侦察任务，同时还能为AH-64阿帕奇提供目标锁定和打击支持。此外，科曼奇还将配备一台旋转机炮，并具备机舱内置导弹和火箭弹的能力，在进行一般攻击任务时，也可以选择短翼挂载武器系统。

图——科曼奇和阿帕奇联合飞行测试

总共有两架科曼奇原型机被制造出来，并在1996年至2004年间进行了大量的飞行测试。在2000年6月1日，官方宣布该型号直升机的研发投入已经达到了31亿美元，正式进入工程与制造阶段（EngineeringandManufacturingDevelopment;EMD）。然而，在2002年，科曼奇项目经历了重大调整，美国军方预计购买数量被削减至650架。在当时的情况下，若全面投产科曼奇直升机，其预计总成本约为269亿美元。

事实上，早在19世纪90年代，美国联邦政府问责局就对科曼奇项目提出了一系列“严肃质疑”，批评该项目将“占用美国2008财年航空总预算的三分之二”。因此，美国各级部门开始被迫减少对科曼奇的订单数量，这样的决策最终导致科曼奇由于订单数量的锐减而单位制造成本猛增。

在2004年2月23日，美国陆军发布公告，宣布科曼奇项目终止。当时的美国官方口径是：美国陆军认为科曼奇直升机需要大幅改进才能应用于实战，相较于继续投入这种“无底洞”，美国陆军更倾向于将资金用于改进现有的攻击、通用和侦察直升机。当然，还有一个不容忽视的原因是当时无人机已经逐渐兴起，其侦察性能同样出色，且相较于科曼奇直升机，其侦察风险更低，因此美国陆军已经开始考虑采用无人机作为侦察和引导机。

随着项目的取消，两架凝聚了大量设计智慧和先进系统的科曼奇原型机也完成了它们的“历史使命”，最终进入了博物馆，仅供公众观赏。

科曼奇项目发展简史

当时美国陆军启动了轻型直升机试验项目，旨在引入一系列高性能的新型直升机，以替换部分现役的直升机，包括UH-1、AH-1、OH-6、OH-58等多款型号。六年后，美国陆军经过了多轮意见征询，最终明确了在该项目中加入一项“战场侦察直升机”的需求。因此，在1988年10月，美国陆军初步接受了波音-西科斯基和贝尔-道格拉斯两支团队的初步设计方案，并要求他们提供进一步的概念设计。1990年，轻型直升机试验项目更名为轻型直升机项目。1991年，美国陆军评审认定波音-西科斯基团队胜出，并初期签订了6架原型机的合同，合同总额高达28亿美元。不久之后，美国陆军正式指定了该原型机的型号——RAH-66，即科曼奇。

在1993年11月，第一架原型机开始分别在西科斯基和波音的总装基地进行组装，所有子部件都被运往西科斯基的总装基地进行总装。在1994年12月，由于美军薪酬上涨，国防部削减了部分科曼奇项目的投资，因此原型机的生产数量被改为两架。1995年5月25日，第一架科曼奇原型机在西科斯基工厂中总装下线，并被立即运往佛罗里达进行飞行测试。其实科曼奇原本计划在1995年8月份进行的首飞，由于结构问题和软件问题而被延后。最终，在1996年1月4日，第一架科曼奇原型机进行了首次飞行测试。在1999年3月30日，第二架原型机进行了首飞，随后也参与到了飞行测试中。

所有的科曼奇飞行测试都是基于两架原型机进行的，这两架原型机的代号分别为94-0327和95-0001。在完成演示评估，认定科曼奇关键指标达到标准后，美国陆军发布公告，宣布科曼奇项目已经进入了交付经费31亿美元的工程和研制阶段。在2000年初期，美国陆军仍然计划采购1200架科曼奇，将其作为侦察直升机和轻型攻击直升机。到2003年，美国陆军的项目时间表上还把科曼奇直升机量产版的交付时间列为2006年。

然而，该项目并非一帆风顺。在2000年末，科曼奇研制组开始着手改进其空重比，因为原型机的空机重量比目标空重高了2.1%（约91公斤）。在完成测试任务之前，代号为94-0327的第一架科曼奇原型机总共进行了387个小时的飞行测试，出动次数达318次；代号为95-0001的第二架科曼奇原型机则进行了103.5小时的飞行测试，出动次数达93次。

2001年末、2002年初，由于科曼奇原型机需要进行重要升级，飞行测试暂时暂停。在该次升级中，主要改进了科曼奇的任务设备，并更换了性能更为强劲的T800-LHT-801发动机。2002年5月23日，改进的原型机二号恢复飞行测试。改进之后的飞行测试也相应增加了武器系统测试和夜视系统测试，该飞行测试一直持续到2003年。在测试中，科曼奇的巡航速度达到了200公里/时，俯冲速度达到了319公里/时，它的一项代表性的飞行能力也经过了飞行测试的考验——5秒内进行180°的超级转弯。

图——两架科曼奇原型机的编队飞行测试

科曼奇项目遭遇重大调整，美国军方大幅度削减了计划采购的数量，将其减少至650架。据当时的估计，该项目的总订单价值约为269亿美元。原本，原计划为拨款31亿美元的工程和制造发展阶段将持续6年，其中，波音和西科斯基还需再生产5架科曼奇用于飞行测试。然而，双方的项目负责人都深知，这个计划不可能持续6年，因此，他们不约而同地放慢了生产进度。

2003年，作为工程和制造发展阶段的第一架科曼奇，也就是第三架原型机的生产在波音和西科斯基的工厂中按期启动。然而，负责科曼奇项目的一线人员已经不再热情，因为有关科曼奇项目即将终止的传闻已经四处流传。

2004年2月23日，美国陆军宣布他们最终决定终止科曼奇项目。当时的评论指出，美国陆军认为科曼奇要应对实战中的一系列防空武器的威胁仍需要进行大量的必要升级，但美国陆军当时急需资金对在役的多种直升机进行升级。此外，陆军还需要大量的资金来支持无人机的分发展，因为当时无人机在侦察任务中的作用已经开始显现。截至此时，花费在科曼奇上的资金总计已经超过69亿美元。

此外，当时的美国陆军已经决定发展另一型直升机作为武装侦察直升机来取代科曼奇，以替换在役的OH-58D，也就是贝尔ARH-70阿拉帕霍直升机。有趣的是，2008年10月份，ARH-70的计划也被取消了，理由同样是——经费超标了。

实际上，科曼奇项目的取消是多种因素共同作用的结果。在追求研发进度的同时，没有做好风险管控，加上年度研发经费的不断削减，形成了一种恶性循环，这是科曼奇项目被取消的根本原因。

随着冷战的结束，美国国内普遍认为投入大量资金研发这样一架隐身直升机是不必要的，这导致了多级政府部门削减直升机订单，订单数量的降低意味着单价的上升，因此，尽管科曼奇项目投入了巨额资金，波音和西科斯基仍然面临着较大的生产压力。

此外，政府部门订单减少的现象，某种程度上印证了某些“批评家”对科曼奇项目的批评——“该项目投入太多，应该尽快停止”——正是在这种压力下，科曼奇项目最终未能实现，而这种先进的隐身直升机最终只能成为博物馆中的展品。

对于广大直升机爱好者而言，没有看到这样一架造型科幻、设计独特的隐身直升机投入使用，的确是一个遗憾的结局。

科曼奇的隐身设计

凭借其卓越的隐身性能、无与伦比的侦察能力和超凡的生存能力，科曼奇直升机无疑是直升机发展史上的一颗耀眼明珠。尽管科曼奇项目最终因国际格局的转变、美国陆军经费的困难以及无人侦察机的出现而被取消，但其卓越的性能和独特的能力至今仍在许多领域展现出最先进的侦察直升机的最高水平。

尽管项目终止，但在科曼奇的研制过程中，美国陆军和波音-西科斯基团队积累了丰富的设计经验和生产制造技术，为美国下一代军用直升机的研制提供了强大的技术支撑。这也是科曼奇的大量技术文档至今仍未被解密的原因。

科曼奇直升机独有的最大优势就是它的“优先探测权”，简单来说就是“在你发现我之前，我已经看到了你”。其卓越的隐身性能使其极难被探测到，而配备的尖端瞄准和侦察系统极大地提升了科曼奇的侦察速度和范围，使其能够将侦察触角覆盖到战场的每一个角落。

图——左为科曼奇侦察范围，右为当时在役的直升机常规侦察范围

有军事专家声称，科曼奇是第一款在其被发现之前就能够完成侦察任务的直升机，这无疑反映了美国在直升机隐身性能领域的显著进步。

自越战时期以来，直升机因其巨大的噪音经常在远离敌人的地方就被发现，因此，直升机在美国人心中留下了“空中拖拉机”的印象。科曼奇在噪音、雷达、红外等多方面进行了深入的研究和改进，其可被侦测性指标显著低于美国陆军当时设定的标准，这无疑彰显了其在隐身性能方面的卓越进步。

尽管科曼奇的实际隐身性能指标尚未被公开，但一些公开文件中已经透露了其大致性能层次。粗略的数据总结表明：与当时的美军常规侦察直升机相比，科曼奇的防雷达侦测能力提升了整整100倍，红外特征降低了15倍，噪声降低了6倍，目视特征降低了10%。

科曼奇通过机身外形优化、雷达吸收材料涂层以及武器系统和起落架内置的方式，达到了如此低的防雷达侦测性能。因此，它完全不需要任何额外的雷达干扰装置。

降低红外特征是通过一种特殊的引擎排气系统实现的，该系统能够将发动机尾部排气引导至尾梁椎体中，并引入周围的冷空气进行充分混合后排出。因此，科曼奇也不需要任何额外的红外干扰装置。（注：后文会有一小节配有相关内容图片）

噪声指标的降低是通过机身外形优化、可变转速的五片桨叶主旋翼实现的，这五片桨叶都具备独特的空气动力学外形（不仅是平面形状和扭转优化，还包括三维桨尖设计），且非常薄（特殊翼型）。在低速低空飞行接近目标的时候，科曼奇通过降低旋翼转速，使得桨尖速度显著下降，从而降低了噪音。其涵道尾桨也经过专门的设计，不仅优化了尾桨本身的噪音，也减弱了主旋翼尾迹流场与涵道尾桨之间的干扰，从而进一步规避噪声源。

为了降低科曼奇的可视特征，其外形布局设计都尽可能保持紧凑，同时，其涂装也充分保证了该机尽可能不导致较强的反射效果。

科曼奇配备了一系列更具广度和精度的侦察和瞄准设备，其性能远超同时期的美国现役直升机：

?科曼奇的瞄准和侦测锁定系统的覆盖范围比同时期的美国在役直升机高出40%。

?其装备的第二代前视红外装置（FLIR；ForwardLookingInfraRed）所能检测的温度变化的精度也远超同时期的同类型设备。

?科曼奇的头盔显示器配备了图像增强器，主飞行员和副飞行员都拥有独立的全权操作显示器。相较于同时期的美国现役直升机，科曼奇飞行员的视野范围提升了31%，他们还可以直接查看美国国防测绘局提供的数字地形图。

需要说明的是，与前文所述相同，这些设备的具体性能参数均为美军的机密信息，从未对外公开，相关叙述都来自于非正式报道，建议不要引用作为定量分析的参考。另外，科曼奇的两位飞行员均具有整架直升机的全部操作权限，这提升了整机在紧急情况下的反应能力。

科曼奇的机身、旋翼和涵道尾桨

在上文内容中，我简要介绍了科曼奇直升机的研制历程，历经十数年，耗资近70亿美元。并对其项目的取消原因进行了初步分析。大部分观察者都认为，即使科曼奇项目最终被取消，美国在研制过程中积累的经验和技术价值，足以弥补这70亿美元的投入。

在先前的文章中，我已经详尽地介绍了科曼奇的隐身技术指标，包括雷达回波信号、红外信号、噪声、可见性等方面，以及其卓越的侦察能力。科曼奇的强大性能和超前设计已经充分展现出来。而在本篇文章中，我将更深入地分析科曼奇直升机的创新设计，包括超常规箱型梁机身、创新性的无轴承旋翼系统和独特的涵道尾桨设计。

注:1磅≈0.9072斤，1英尺≈0.3048米；1英寸≈2.54厘米；下文皆按此换算。

科曼奇直升机的独特机身设计

经过对多种概念设计方案的深入分析和论证，波音-西科斯基的设计团队最终为科曼奇直升机确定了一种“非传统”的机身设计。这个设计与当时市面上所有的直升机以及固定翼飞机都有所不同，设计团队决定在机身的主结构设计上不遵循传统飞行器的设计理念。主要的设计考量在于优化科曼奇直升机舱内武器挂载系统以提升其隐身性能。

科曼奇直升机所属的轻型直升机试验项目指标还要求其起落架设计为可收放式，这样的设计主要有两个目的：

?提高科曼奇直升机的高速性能（不可收放式起落架在高速情况下会产生较大的阻力，从而限制飞行器进一步提高速度）

此外，美国陆军强烈要求设计团队为科曼奇直升机设计尽可能多的检修面板，以简化维修任务，提升战场适应能力。

在考虑到这些要求后，设计团队认为，如果继续采用常规布局的机身设计，对他们来说将会是一项艰难的挑战，同时也会降低机身的结构效率（例如机身可能会过于笨重或者强度不足）。经过反复讨论和权衡，科曼奇直升机的设计团队创新地采用了一种独特的直升机机身设计方法，其基本思路是构建一个内部的“极简”的结构化的箱型梁内部结构，外部再包裹蒙皮。这样做的优势显而易见：

?外部蒙皮无需承受主要的结构载荷；

?舱门和检修面板可以布置在最合适的位置，大大提升了维护性；

?雷达特征信号得到了显著的降低。

图——科曼奇独特的箱梁式嵌套机身示意图

在项目初期，这种新颖的设计被定义为“机身内嵌机身”（Fuselagewithinafuselage）。虽然据称这一设想的提出者在设计过程中一直担心“这种设计会导致科曼奇机身异常笨重”。然而，后续的飞行测试却证明这种设计是波音-西科斯基最成功的机身设计之一。

毫无疑问，在科曼奇机身的制造中，尖端材料（主要是当时最先进的复合材料）的广泛应用是降低生产成本和减轻机身重量的关键因素。

图——科曼奇机身各结构所用材料示意图

科曼奇的无轴承旋翼

科曼奇直升机的无轴承旋翼系统，赋予了其超乎同代直升机的卓越机动性。

无轴承旋翼：直升机旋翼技术的进步为科曼奇直升机带来了全新的主旋翼系统设计——无轴承旋翼（BMR；BearinglessMainRotor）。无轴承旋翼系统的基本原理，是将常规直升机旋翼系统中的挥舞、摆振、变距轴承，由一段柔性梁来取代。在早期的直升机旋翼系统中，三个方向的运动，包括挥摆扭，均需要金属轴承和润滑脂的配合。随着油润滑的应用，旋翼系统的维护工作量有所减少。到了上世纪60年代，弹性轴承的概念被提出，此后，弹性轴承开始逐渐取代金属轴承，最早在西科斯基的CH-53D直升机上应用，随后，弹性轴承也被引入到通用战术运输机系统——黑鹰直升机上。

源于黑鹰直升机：黑鹰直升机的尾桨，是西科斯基柔性梁概念的第一次实际应用。该尾桨使用石墨柔性梁连接旋翼桨叶，最终形成了黑鹰直升机的四叶尾桨系统。在轻型直升机试验项目中，该技术被应用到了主旋翼上。（注：科曼奇的旋翼桨毂系统被叫做“Pentaflex”，五星形柔性桨毂）

等效挥舞偏置量：对于常规的铰接式直升机旋翼而言，设计一个适当的挥舞铰偏置量至关重要——挥舞铰偏置量是指旋翼桨叶的挥舞铰轴承相对于旋翼半径的百分比值（以旋翼旋转中心为起始点）。挥舞铰偏置量对旋翼的操纵性和动力学特性有着重大影响，一般而言，常规直升机的挥舞铰偏置量在0~5%之间。无轴承旋翼虽然没有挥舞铰，但也存在等效挥舞偏置量，我们将其称之为“等效挥舞偏置量”。由于轻型直升机试验项目要求打造一款机动性超强的直升机，因此，科曼奇直升机的等效挥舞偏置量被设计得非常大，达到了10%，是常规直升机最大值的两倍，如此大的挥舞偏置量赋予了科曼奇直升机卓越的机动能力，完全满足了轻型直升机试验项目的要求。

五片桨叶设计：科曼奇直升机采用五片桨叶的设计，目的是为了降低单片桨叶的气动力和力矩和降低旋翼的噪声水平。同样用来降低噪音水平的还有前文提到的旋翼变转速技术。值得注意的是，科曼奇直升机的变转速技术是通过发动机变转速实现的，而非通过换挡技术。

旋翼桨叶的设计参数：科曼奇的旋翼直径为39英尺，桨叶的弦长为15英寸，桨叶的负扭度为-11.1°或者-13.5°。后一个负扭度是为了增加旋翼的总拉力而专门设计的。桨叶的前85%采用的是波音的10%厚度的VR-12翼型，85%~90%用的是西科斯基的9%厚度的SSC-A09翼型，90%~98%的部分采用了后掠和尖削设计。桨尖处也采用了下反设计，这种设计可以降低桨涡干扰，从而降低旋翼的噪音。桨尖采用的翼型也是西科斯基的SSC-A09，该翼型具有更大的最大升力系数，并且具有更大的阻力发散马赫数，因此能够使直升机拥有更高的前飞速度。

科曼奇直升机的桨叶采用全复合材料制造，在当时，波音在这一领域的制造能力已经非常成熟，验证结果表明，该桨叶能够承受23毫米的炮弹打击。

图——科曼奇直升机的桨叶设计总图

科曼奇的涵道尾桨

当时，美国陆军的大部分直升机在高海拔飞行时，其航向操纵性能都相当有限，因此，在科曼奇项目启动初期，美国陆军对偏航操纵品质提出了更高的要求。一般而言，当时的轻型直升机在高海拔条件下的尾桨操纵功效几乎微乎其微。

关于科曼奇的尾桨系统，美国陆军的项目指南明确提出了以下两个要求：

?其中，航向操纵性能指标为：“能够在45节的侧风中完成180°的偏航转弯。”这就需要科曼奇拥有比现有直升机更强大的反扭矩/偏航控制系统。

?此外，美国陆军还提出了“反扭矩尾桨系统必须具备防护措施”的要求，以防止在高强度作战中，参战人员意外靠近尾桨而受伤。

综合这些要求，可以看出，常规直升机的尾桨系统无法满足这些需求。

波音-西科斯基团队提出的解决方案是一个直径为4.5英尺的“涵道风扇尾桨”，并配备了完善的人员防护设备。然而，在当时的直升机行业中，涵道风扇尾桨的噪音比开放式尾桨更大（注：理论上，涵道风扇应该更加安静，但实测结果并非如此）。因此，“涵道风扇尾桨”的设计思路在概念设计阶段并未得到评审委员会的认可。项目设计团队进行了一系列分析，最终认为，此前的涵道风扇设计之所以更吵，是因为涵道中的立柱位置过于靠近风扇所致。合理的立柱/风扇间隙能够显著降低噪音。西科斯基设计了一种涵道风扇尾桨系统，并将其装备在S-76直升机上，通过实际飞行测试证明了该项设计思路的可行性，同时也凸显了涵道风扇尾桨系统的一些其他优点。

新设计带来的新能力：得益于科曼奇涵道风扇尾桨系统的超高操纵功效，科曼奇还开创了一种新的机动飞行动作。当时，美国陆军要求科曼奇能够在中等飞行速度下实现快速转向目标（QuickTurn-To-Target）的能力。美国陆军最初设想的科曼奇飞行方式是先快速侧滚实现90°转弯，然后再通过滚转恢复水平姿态并朝向目标。然而，在实际的飞行测试中，科曼奇在70节的速度下轻而易举地实现了90°的偏航转弯，在无需任何滚转操纵的情况下，满足了这一要求。这项机动动作被美国陆军亲切地称为“速转”（SnapTurn），并成为了科曼奇试飞员最喜欢的动作。

图——科曼奇的涵道风扇尾桨系统

科曼奇的部件系统设计

科曼奇的电传操纵飞控系统

在美军轻型直升机项目的研发历程中，陆军逐步将注意力转向了直升机的“空中优势”，对产品的空中机动性提出了严格的要求，以期确保其在复杂环境中具备高度的生存能力。因此，波音-西科斯基公司在设计中倾力打造了独特的电子飞行控制律以及相应的旋翼操纵系统。

科曼奇的数字电传操纵飞行控制系统是当时最先进的旋翼飞行控制系统，与同时期的直升机相比，该系统显著提升了直升机的操作品质，降低了飞行员的操作压力。此外，数字电传操纵飞行控制系统与当时常见的机械操纵系统相比，其可靠性得到了极大提升，而重量却显著降低。科曼奇的飞行控制系统具备两种增强模式，分别为：

?速度指令/姿态保持：该模式可以在白天条件下提供出色的机动反应能力；

?姿态指令/速度保持：该模式在夜间或低能见度（如沙尘、雾霾等气象）条件下表现出更佳的应变能力。

科曼奇的电传操纵飞行控制系统还集成了众多自动化的飞行控制功能，例如导航以及其他全自动控制的高级功能——自动悬停、自动返回基地等。在科曼奇的项目计划中，本应加入到飞控系统中的功能还包括“飞行包线警示”和“火力、飞控集成系统”。与机械操纵杆的传动机构相比，采用三余度的电传操纵系统显著提高了操纵系统的可靠性，降低了操纵系统遭受武器攻击的风险。

科曼奇的导航系统也被集成在飞控系统中，其采用了三架惯性/全球定位系统导航仪搭建的导航解决方案。

图——集成全数显的电传操纵飞控系统正是未来的趋势（图为Elbit直升机数字座舱解决方案示意图）

科曼奇的动力系统

在美国政府开展轻型直升机试验项目的同时，他们也启动了先进发动机项目的竞标，以期在该领域取得更大的突破。在竞争中，霍尼韦尔公司和罗尔斯·罗伊斯公司的LHTEC团队获得了胜利，与美军签署了研制T-800发动机的合同。这款发动机的最大应急额定功率达到了1399马力，重量仅为315磅（约143公斤），其燃油效率低至0.459lb./hr./shp。值得一提的是，其配备了全权数字发动机控制系统，该系统与科曼奇的电传操纵飞行控制系统相兼容。这使得发动机的维护变得更加简单，仅需简单工具箱即可完成。

科曼奇直升机实际上配备了三台发动机。其中两台LHTEC小组的T-800发动机为驱动旋翼提供动力。另一台威廉姆斯国际公司的WTS124辅助发动机则主要用于以下方面：

?在飞行中配合环境控制系统引气/排气；

?为一台发电机和液压泵提供功率输入。

科曼奇的传动系统也充分利用了当时美国直升机界的尖端技术。传统的中型直升机设计中，传动系统面临一个巨大的挑战。由于发动机出轴转速很高，而旋翼转速却很低（一般为200到400RPM），因此必须通过减速器连接到旋翼驱动轴上，这导致传动系统要承受巨大的扭矩，采用简单的单极齿轮机构传动显然是不切实际的。在科曼奇出现之前的几年里，设计师们已经发明了“行星末级齿轮结构”——也就是五个行星齿轮系统——来承受驱转旋翼带来的高扭矩负载。

在科曼奇项目中，设计师们决定采用一种更简单的系统，也就是我们之前提到过的“扭矩分离系统”。在这种系统中，每一个发动机的轴都单独连接到末级减速机构（如本节最后附图右侧所示），这样，最终旋翼的扭矩将由四个齿轮承担，从而无需设计复杂的行星齿轮减速器。这使得科曼奇的传动系统比常规设计少用了50%的齿轮、40%的轴承，而且传动系统的重量也减轻了12%。

随着设计的进一步发展，设计师们发现了该系统的另一个优势。分扭系统的中间轴本身是垂直的，并且其转速恰好适用于驱动液压泵和发电机系统。因此，他们自然而然地成为了这些装置的安装座。这样的设计使科曼奇无需传统的复杂辅助减速器，液压泵和发电机的布局也更具灵活性，同时也提高了科曼奇的维护性。

图——常规直升机齿轮系统（左）和扭矩分离/分扭（右）系统的区别

科曼奇的红外消除系统、生化防护系统和电力、液压系统

本小节将着重阐述阿帕奇的红外消除系统、生物化学防护系统以及电力液压系统。

科曼奇的红外线信号特征指标的降低主要得益于其独特的发动机排气系统。该系统将发动机排出的气体通过管道输送到尾梁锥体内，尾梁会将周围的冷空气引入，与发动机排气充分混合，最终排出机体。因此，科曼奇的红外线信号特征指标仅为美国陆军规定标准的一半，无需再加装红外线侦测干扰装置。特别值得注意的是，该系统的工作原理与阿帕奇的“黑洞红外线抑制系统”类似，不过，科曼奇的设计团队巧妙地将其集成到机身内部，进一步降低了红外线信号特征指标。

图——科曼奇红外抑制系统示意图

为了对抗潜在的生化攻击，科曼奇的驾驶舱和电子舱配备了高压密封系统。系统内部压力高于外部环境压力，使得生化气体无法通过气压差进入舱内。这种系统的可靠性极高，即使受到炮弹或其他打击，仍能保持正常运作。

科曼奇的空气过滤系统采用变压吸附器（PressureSwingAdsorber），能够有效清除有害化学物质。变压吸附器的工作原理是在高压环境下，气体更易被吸附在固体表面。然而，不同气体对不同吸附材料的亲和度是不同的，从而实现对有害物质的分离和过滤。这是变压吸附器首次被应用于飞行器的环境控制系统。

科曼奇的变压吸附器由两个充满多孔介质的腔体组成。每个腔体都包含一系列分子筛床，用于分离有害化学物质。空气经过加压后通过腔体，有毒物质被吸收，纯净的空气被送入驾驶舱和电子舱。一部分纯净的空气以低压形式穿过腔体排出机身。在此过程中，低压环境促使吸附在腔体介质中的有毒气体被释放，并随空气一起排出机体外，从而实现腔体的“清洁”，使介质得以循环使用，为舱内提供持续的清洁空气。

科曼奇的电源系统采用270V的直流电，由三台主发电机供电，每台发电机功率为30千瓦。其中两台由主减速器驱动，一台由辅助动力装置驱动。此外，科曼奇还有两台液压永磁发电机用于飞行控制系统的供电。

科曼奇的液压系统压力达到3000psi，共有三个子系统独立运作。其中两套用于飞行控制（包括液压永磁发电机和飞行控制系统）。第三套为备用系统，同时也用于控制起落架和内置武器舱的开关门。与主发电机的布置相同，两台液压泵由主减速器驱动，第三台由辅助动力装置驱动。一台5000psi的增压器用于辅助动力装置的气动和起落架的紧急释放。

科曼奇的任务装备

科曼奇作为最新式的隐形直升机，其任务设备——主要是航空电子系统——代表了当时直升机领域的最高水平，同时也为阿帕奇的升级与优化提供了有力的技术支持。其领先时代的设计与卓越的性能使科曼奇注定将在历史的长河中留下深刻的烙印。

在前五节的介绍中，我主要介绍了科曼奇的研发历程与下马缘由，其独特的机身设计与旋翼系统的细微之处，以及操纵系统的设计与发动机的布局，同时也涉及了红外抑制系统和生化防护系统等相关内容。

在本节的叙述中，我们将从科曼奇的驾驶舱开始，进一步阐述其出色的任务设备——夜视引航系统与目标搜索与识别系统等内容。

科曼奇的座舱系统

科曼奇的座舱采用双人纵列式布局。前后两个座舱的布局完全相同，每个座舱的飞行员均具备整架飞行器的全部操作权限。科曼奇的飞行控制系统采用电传操纵控制系统，飞行员右手侧的控制杆负责俯仰、滚转、偏航的操作，左侧的控制杆则为总距杆。科曼奇的夜视引航系统提供了30°×60°的夜间可视范围，并配备了双独立图像增强视频系统（IITV）。在低可见度或无目视飞行状态下，飞行员的头盔显示器能提供几乎所有的飞行数据，并在战斗中提供35°×60°的可视范围。科曼奇的座舱具备高强度的装甲防护，具备极高的耐撞性。

科曼奇的任务装备包

科曼奇的任务装备包（MEP）配备了以下装备：

?一套夜视引航系统（NVPS），用于夜间导航和定位。

?一套目标搜寻和识别系统（TADS），用于搜寻和识别敌方目标。

?两套集成显示和瞄准的头盔系统（HIDSS），分别用于每个驾驶舱。

?一套集成的通信、导航和识别航电系统（ICNIA），用于协调和控制整个系统的运行。

?每个驾驶舱内都配备了四台下视的LCD多功能显示器，用于显示实时的任务信息。

?一套地形识别和显示系统，用于实时识别和显示地形信息。

?两台中央计算机系统，是整个系统的核心，负责协调和控制所有功能的正常运行。

图——科曼奇的任务范围与AH-64阿帕奇的对比（左侧为夜视范围NightVisionRange；右侧为目标搜索范围TargetAcquisitionRange）

科曼奇在实现“在敌人发现之前先发现敌人”这一重要任务中，其主要的装备系统就是其“目标搜索系统”以及“夜视引航系统”。这两个系统都被安装在科曼奇的前鼻处，以获得最大的视野范围，同时避免了旋翼系统的干扰。然而，科曼奇的旋翼轴顶端也预留了挂载点，这是为“长弓”雷达系统预留的位置。科曼奇的前鼻传感器包括前视红外系统和微光成像系统。科曼奇的夜视引航系统不仅具有导航能力，还具有侦测能力，使其能够在夜间贴地飞行或在恶劣天气中避免地形障碍。此外，该系统的视野清晰度远优于以往的类似系统。

科曼奇的前视红外系统是当时的“第二代”系统，与第一代前视红外系统相比，它能够更准确地探测到微小的温度变化（注：具体的温度感知精度报告目前还没解密）。该系统还配备了一套图像增强系统。其侦测范围约为30°×60°，能够将侦测到的图像直接显示在飞行员的头盔显示器上。相比于AH-64阿帕奇，该侦测范围增加了约31%。整个可视系统的范围大约比阿帕奇高出40%。

科曼奇的目标搜索系统配备了与引航系统相同的二代前视红外装置，因此其侦测和回避范围也增加了约40%。该系统还配备了一套平视的、无需目视的头盔显示器，使其能够在恶劣的天气条件下完成任务，并能准确避开战场上的障碍物。该系统还具备辅助目标侦测和分类功能，可以将检测到的物体外形与系统中存储的物体外形进行对比，从而识别出战场上的各种武器装备。

同时，该系统还具备移动中搜索功能、运动目标侦测功能、自动多目标优先排序功能、跟踪目标功能、武器选择功能和火力控制功能。悬停目标搜索时间小于6秒，并能在科曼奇返回掩体后进行场景重构和复查。与之前的系统相比，科曼奇的目标搜索系统缩短了95%的搜索时间，并将目标位置精度的侦测提升了3倍左右。误报的频率仅为陆军任务要求的1/5。

科曼奇的头盔显示系统（HMD；HelmetMountedDisplay）采用了独立的双单筒镜，并搭载了图像增强装置，实现了广域视野显示。头盔显示屏上的图像融合了夜视引航系统或光电目标搜索和识别系统的影像，以及来自头盔图像增强装置的影像。在影像上方，还显示了一些飞行状态数据和系统分析数据的符号、字母、数字。

集成的通信、导航和识别航电系统配备了全球定位系统和高精度的多普勒、惯性导航系统，以确保定位精度。导航系统深度融入了科曼奇的飞控系统，使其能精准地按照选定的路径点执行任务。该系统在数字地图上集成了导航和战术功能，提升了飞行员的战术意识，提供了更简洁、更透彻的任务规划方式，并能实时更新最优路径的建议。目标数据也可以通过科曼奇传输到战术指挥中心。该系统具有极高的容错率、可靠性和生存能力。可以说，该系统是为未来作战而设计的。

科曼奇的任务电子设备的一个显著特征就是其高冗余度、高容错率。其中包括了33位处理器、800Mbps的传感器总线、50Mbps的数据总线和双1553数据总线。其故障自动检测水平高达95%，飞行线可替换件的股长自动隔离水平达到了98%。电子设备框架位于机身的后部，高度大致与腰部齐平，非常便于维护。飞行器两侧的隔间提供了分隔作用，提升了整体的生存能力。而电子设备则通过过滤的空气进行冷却。所有设备都经过了加压密封和防潮处理。在整体设计中，包括了30%的处理器余量和50%的总线吞吐裕度。14个开放的架位可用于加装新的电子模块和功能组件，例如长弓雷达等改进型产品。标准模块电子组件安装在科曼奇的尾椎部位，便于维护和升级。其中也包括了用于在座舱内训练各种系统的嵌入式程序。

科曼奇的机炮和武装方案

科曼奇战机的头部下方搭载着一挺20毫米口径的机炮。这一机炮能够实现240度的水平摆动，以便对途经的目标进行精准打击，同时它还能向上提升15度，向下俯瞰46度。更引人瞩目的是，它具备180度的旋转功能，以便在战场上快速完成弹药的重装。设计师对弹药的装填路径进行了精心设计，以最大限度减少卡弹风险，同时提高弹药装填的效率。科曼奇战机的机炮配备两套射击速率，分别为每分钟750发和1500发。在飞行过程中，这一机炮还能实现动态瞄准，使其更具攻击性。

在执行基础武装侦察任务的时候，科曼奇一般都会内装：

?机头的机炮中会配装320发炮弹。

图——科曼奇的内部装载机构示意图

在执行空战任务的时候，科曼奇一般会配备：

?机头的机炮中会配装500发炮弹。

?纯地狱火方案：除了内装之外，科曼奇还可以通过外部挂架额外装载8枚地狱火，也就是总计可装14枚地狱火；（下图左上）

?纯毒刺方案：与地狱火挂装方式相同，总计可装14枚毒刺；（下图左下）

?自部署方案：外部挂架也可以挂装两个额外的油箱，从而提升科曼奇的航程，使其航程最大可达2300公里：（下图右下）

?下图右上则是前文所述的武装侦察方案

科曼奇的可维护性设计

本节将着重探讨科曼奇在可维护性方面的卓越表现，这一点得到了美国陆军的特别关注并被视为其设计的一大亮点。此外，将附上科曼奇的总体布局以及其在官方报告中所展示的任务指标要求。

鉴于美国陆军在过去的飞行器使用过程中，曾面临运营和维护成本高昂且可用飞行器数量不足的问题，因此美国陆军对科曼奇的保障性提出了极高的要求，并将这些具体的要求纳入了轻型直升机项目的技术需求中。波音-西科斯基团队对此采取的措施是——在整个项目的执行过程中，始终保持着保障性工程师和飞行器设计工程师之间的密切合作、沟通、反馈和互补。

因此，科曼奇的许多设计在初始设计方案中就已考虑到保障性要求。在技术许可的范围内，科曼奇的设计工程师常常采用尽可能简单的设计来提升科曼奇的可维护性，但如果飞行器设计与保障性要求出现冲突，研发团队往往会为了保证满足保障性要求而牺牲科曼奇的部分设计性能——如重量等参数。

图——科曼奇设计中的保障性设计考量

?旋翼桨叶采用了先进的复合材料耐受设计，该技术源自波音的CH-46/47系列，其边缘涂覆了具有防腐蚀效果的镍涂层。同时，桨尖采用了可替换式设计，可根据执行任务的不同，更换最合适的桨尖。

?无轴承主旋翼：这种主旋翼采用了革命性的设计，完全无需密封圈或轴承，其可靠性和简单性远高于传统的铰接式旋翼。这种设计对于维护和保障工作十分有利。

?低振动指标：五片桨叶的主旋翼设计大大降低了共振的发生率和全机的振动水平，同时配备了自动跟踪和平衡设计，以及振动指标监控系统。

?铰接式传感器包：该传感器包采用模块化设计，具有良好的安装和拆卸性能，并且各部件能够实现有效的隔离和密封。

?集成的诊断/预诊功能：故障或状况能够实时记录，部件的使用情况也能实时记录。

?航电设备舱：采用模块化设计，方便安装和拆卸，并且各部件同样能够实现有效的隔离和密封。

?涵道风扇尾桨：采用了耐受性强的大弦长桨叶设计，同样具有防腐蚀边缘镍涂层，传动系统和操纵系统的可靠性也在设计中得到了充分考虑。

美国陆军对于攻击直升机的系统维护要求通常分为三级（如阿帕奇），而在科曼奇上，只需要满足较低的二级指标即可。此外，阿帕奇的飞行器维护技术级别要求（一般根据军事职业分类来确定）为15级，而在科曼奇上，只有4级。这意味着，如果需要一名资深的老维修兵来维修阿帕奇，那么一名刚培训一个月、熟悉手册的维修兵就能胜任科曼奇的维护工作。

科曼奇在前方临时加油点（FARP；ForwardAircraftRefuelingPoint）的转机时间也被缩短至12.5分钟。这个效率的提升主要得益于科曼奇的单点压力加油技术、动力装载的20mm弹药以及导弹发射道的清晰布局。

科曼奇几乎无需任何单独的第三方自动测试设备，因为其数字诊断装置已经被集成到设计中。机炮的膛内瞄准也是全自动的。所有的航电设备都有多级冗余设计（包括：传感器、总线、处理器、模组和显示器）。

科曼奇只需要12种特制的用户级工具。机身和旋翼均由损伤容限型复合材料制成，因此在前线作战中，损伤修复的工作量非常小。此种复合材料的损伤修复可以通过冷粘胶实现。

项目团队还开发了一套集成训练系统（ITS；IntegratedTrainingSystem），通过光纤集成到了头盔显示器中。团队还专门建立了一架全比例样机来演示人力资源与人事管理综合集成（MANPRINT；MANpowerandPeRsonnelINTegration）。最终的设计结果是，相比于美国陆军现有的直升机维护负担降低了40%。

图——LH轻型直升机项目维护需求与现役直升机的对比

附录：科曼奇的总体布局图

图——科曼奇正视图，全机高度约两人高

图——科曼奇俯视图和侧视图，机身宽度仅1.940m，可能比你家床还要短，机身长度为13.064m，全机长度为14.295m

以下是从1990年8月份的轻型直升机项目文件中所提取的重要任务指标数据：

?任务的需求主要是以下几点：空机重量需要达到7500磅，俯冲速度需要超过170节，垂直爬升率需要超过500英尺/分钟，满载率需要达到总重量的3.5倍，悬停转向目标时间需要为5秒，隐蔽时间需要小于2秒，等高度90°转弯需要小于6秒，0~80节加速转弯需要小于12秒。

?初步设计的目标是：空机重量达到7499磅，俯冲速度达到177节，垂直爬升率达到1225英尺/分钟，满载率达到总重量的3.5倍，悬停转向目标时间达到4.6秒，隐蔽时间达到1.6秒，等高度90°转弯达到5.5秒，0~80节加速转弯达到11.7秒。

?其他的初步设计参数包括：通用起飞重量达到10088磅，最大起飞重量达到12813磅，旋翼直径达到39英尺，桨叶片数为5片，桨叶弦长为15英寸。

从立项到取消，科曼奇项目前后历时20年，虽然最终呈现在世界面前的仅有2架原型机，但科曼奇的影响要比想象得深远得多，在直接参与科曼奇项目的西科斯基、波音公司后续的直升机型号升级改进计划中，经常能看到科曼奇的影子，而其他并未直接参与该项目的公司如贝尔，也在最新的侦查直升机设计上充分“致敬”了科曼奇。

从隐身直升机项目来说，科曼奇也许是失败的；但从促进美国直升机航空工业发展的价值而言，科曼奇相当成功。

科曼奇的失败，归根结底不是技术的失败，而是美国当时军工项目体系的失败，其中曲折，颇有值得我们学习之处。

关于科曼奇直升机和隐身直升机的传奇的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。