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楼主: 万磁王

美国空军的战斗搜索救援

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:55:43 | 显示全部楼层
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  为提高作战搜索与救援部队逐渐降低的能力,美国空军采取了三项措施:
  一、把预备役直升机转为现役。美国空军把驻奥勒冈州波特兰(Portland)的8架HH-60G预备役直升机组成1个现役中队,部署到亚利桑那州的戴维斯蒙森(Davis-Monthan)空军基地。戴维斯蒙森空军基地已驻有第305救援中队,该中队有5架HH-60G直升机,另外把波特兰预备役部队的5架HC-130也转为现役。再把4架EC-130和2架WC-130改装为HC-130,并对HC-130机的自卫能力进行升级改造。
  二、对现有的HH-60直升机实施延寿计划。更新通信、导航设备及自卫设备,使这些飞机能够服役到2014年以后。并安装波音新研制的战斗幸存逃难者定位器(Combat Survivor Evader Locator)无线电,地面待救人员只需按下手中AN/PRQ-7手持式无线电的一个按键,不论他身处地球哪一个角落,战斗搜救中心几分钟之内能立即定位到正确位置。
  三、采购新机型。美国空军在2001年完成的研究中指出,战斗搜索与救援的最佳解决方案是采购新直升机,组建新的作战搜索与救援直升机中队。采购标准基于直升机的整体性能,其中包括速度和航程、以及在崎岖、恶劣气候环境下的作业能力。美国空军特种作战司令部在2003年规划采购132架新型直升机,以取代HH-60G。2005年底由空军作战司令部负责实施的CSAR-X采购项目正式立案,该司令部打算让新机以两阶段方式淘汰HH-60G,第一阶段是2012年以第0批次(Block0)构型直升机具备初步作战能力(Initial Operational Capability),第二阶段是在2019年前完成最终构型第10批次(Block10)直升机的交付。
  2006年11月9日美国空军与波音签订CASR-X采购合同,由该公司进行HH-47“支奴干”的系统发展及验证(System Development and Demonstration)。HH-47胜出的原因在于公认的优异载荷航程性能,以及已经应用在MH-47J上的多种特殊装备。美国空军在宣布这项决定时表示HH-47在任务能力、计划风险、以往性能表现、最可能寿期成本(Most Probable Life-Cycle Cost)四项指标上都优于竞争机种,而且技术风险最低,也能以最快的速度部署服役。
  不过以阿古斯塔-韦斯特兰(Agusta Westland)HH-71(AW101改进型)参加竞标的洛马,和以HH-92(S-92改进型)参加竞标的西科斯基马上提出抗议,理由是在评选过程中有4个指标评估不公。洛马表示美国空军在评估HH-71的以往性能表现时只考虑其原始构型AW101,并未把已作为美国总统专机的VH-71考虑在内。西科斯基也表示美国空军在评估寿期成本时没把HH-92是3机耗油量最低这一优点算进去。美国政府审计办公室(Government Accountability Office)调查发现美国空军在评估3机型的最可能寿期成本时采用的标准与报价邀请书(Request for Proposal)中叙述的不一致,因此在2007年2月接受两家公司的申诉,终止CSAR-X采购。
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美国空军战斗搜救机队中的HC-130,专责对搜救直升机进行空中加油

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:55:59 | 显示全部楼层
  2008年12月,美国空军再次向工业界发布CASR-X需求,受邀参与竞标还是波音、洛马、西科斯基。新招标书更新了计划时间和预算,首批十架要在2013财年第三季度到2015财年第二季度之间交付。
  但5个月后的2009年5月,美国国防部主管武器采购、技术、后勤的国防次长盖特(Ashton Garter)宣布取消采购,全项目恢复到最初的基本需求评估阶段,而完成初始作战能力的日期也延后到2015年。国防部长盖兹(Robert Gates)命令负责项目分析评估(Program Analysis and Evaluation)的瓦特将军(Berry Watts)重新审查三军联合作战的战斗搜救需求,评估是否确实需要采购特别直升机来执行搜救任务,或其它军种通用的机型(如:美国海军陆战队及美国空军特种作战部队使用的V-22)也能够胜任。
  在替代机型未能及时到位的情况下,美国空军为了补充HH-60G在伊拉克和阿富汗战场上的损失,只能先采取两项短期应对措施:一是启动作战损失补充(Operational Loss Replacement)项目,在未来数年内采购12到24架美国陆军标准型UH-60M直升机,改装成与HH-60G大致同构型的搜救直升机,让2012年初降到99架的搜救机队能恢复到原本的112架规模。二是在2010年3月向工业界发出人员救回重整项目需求(Personnel Recovery Recapitalisation),2012年签约采购4套训练设备和4架全搜救构型直升机,2015年9月底前交机完毕。
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战斗搜救任务不分日夜、也不分陆地或海上
  美国空军还预定采购96辆称为守护天使(Guardian Angel)的空投式救援车(Air-deployable Rescue Vehicle),乘员4人,可搜救落单的军事人员,穿越水淹的街道、颠簸山路、沙地、雪地,载运到安全处所等待空中救援。
  2012年3月,美国空军重新恢复新型搜救直升机采购,但项目名称改为战斗救援直升机(CRH-Combat Rescue Helicopter),并于当年10月23日向业界发出正式报价邀请书。全项目总金额68亿4,800万美元,履约期长达14年,将采购112架搜救直升机。

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:56:45 | 显示全部楼层
项目竞争机型
  2006年波音赢得CSAR-X采购合同时,全项目预算总金额为150亿美元,而2012年重起炉灶的同一项目,预算总金额则降到不到当初一半的68亿美元,美国空军对预算剧降的说法是:“本项目采购对象为已完成研制的直升机,并由承包商安装现货任务装备,符合需求即可。”由于与预期金额相差太大,当初参与CSAR-X竞标的波音、洛马/阿古斯塔-韦斯特兰、西科斯基这3家公司中波音和阿古斯塔-韦斯特兰在2012年底表示兴趣不大,退出竞争。而西科斯基在项目预算遭巨幅缩减下,改变原先的HH-92方案,以美国陆军医疗撤退(Medical Evacuation)HH-60M“黑鹰”直升机稍加改装成战斗搜救型后,再度展开角逐。
HH-47
  和洛马的HH-71、西科斯基的HH-92相比,波音HH-47的起飞总重最为突出,达24,500公斤,可运输44名全副武装的士兵,其它性能则大致相当。直升机起飞重量大,载荷航程性能自然较好,但采购和维护费用也较贵,此外机体大也容易成为被攻击的目标。
  HH-47是美军特种作战司令部现役MH-47G的战斗救援改型,基本构型相同,只是HH-47因要满足战斗救援任务严格的起飞需求,所以机体必须重新设计以承受满载时低空高速飞行的高应力。该机换装最大输出4,900马力的霍尼韦尔(Honeywell)T55-GA-714A发动机,最高巡航时速达300公里以上,最大载荷9,500公斤,加挂副油箱后的无空中加油航程可达1,800公里,大幅增强远程搜救能力。
  该机的其它优点还有:舱内空间大且前后一致、低速飞行动作灵活、机外有3个可吊挂重物的挂钩、对侧风不会很敏感。“支奴干”在越战时期就有很优异的服役纪录,可在迎风情况下降落,机身后方载货甲板伸出时可帮助坡顶人员进入机内,也能悬停在水面上依靠此甲板救援落水人员。
  为了配合任务需求,HH-47的航电系统全面数字化,具备自动驾驶、前视红外装备、改进型数据链、Link-16数据链,最重要是整合了多模地形跟踪和地形规避雷达,让HH-47能在极差能见度下进行低高度地形跟踪飞行。另外一项航电改进重点是GPS和惯性导航单元(Inertia Navigation Unit),而且都采双备份设计,一旦主系统发生问题,备用系统可以立即接手。对于需要在敌后进行战斗搜救的HH-47而言,精确的导航定位非常重要,通过GPS和惯导单元的相互比对,能更精确定位。
  HH-47应任务需要还增加了机身和救援吊挂特殊防腐蚀保护、机体减震装置、加强运输能力、环控型上元治疗区、宽1.2米的门板、除冰和防雷击装置、发动机红外抑制器。
  由于战斗搜救直升机极可能遭到敌方攻击,因此HH-47除了在机舱重要区域安装复合材料装甲板外,飞行控制零组件和液压管路都加强了防护,油箱也采用自封式,避免因这些部位的战斗损伤影响任务遂行。加大的机舱侧门和尾门都有机枪座,可依任务需要加装GAU-2B/A7.62毫米轻机枪、M2407.62毫米轻机枪、或GAU-15/16A12.7毫米重机枪。
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波音为美国空军CASR-X研制的HH-47支奴干搜救直升机

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:57:00 | 显示全部楼层
HH-71
  HH-71源自阿古斯塔-韦斯特兰(英国GKN公与意大利阿古斯塔合资成立的新公司)的AW101直升机,2002年7月阿古斯塔-韦斯特兰与美国洛马合作把AW101改称US101进军美国市场,2005年1月底获得美军订单成为新一代的“陆战队一号”(Marine One)总统专机,并于在7月由美军编号为VH-71A,不过订单在2009年被奥巴马总统取消。在重新启动的搜救直升机采购中,阿古斯塔-韦斯特兰把合作伙伴从洛马改为诺格(Northrop Grumman),洛马则去与西科斯基搭挡。
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洛马竞标美国空军CASR-X的HH-71搜救直升机
  HH-71安装3台通用电气的CT7-6涡轴(turbo shaft)发动机,单台最大输出2,000马力。每台发动机都有一个1专用油箱,全部燃油系统由机上计算机管理,必要时还可在机身内加装第4个油箱,同时也能加装空中加油(Helicopter In-Flight Refueling)装置。
  HH-71采用全数字座舱,综合航电让飞行员遂行任务得心应手。飞行员可自行选择座舱显视器呈现的画面,如地图距离、导航信息、任务信息,还可选择显示不同感测器的信息来源。HH-71座舱显示器和仪表都与夜视镜完全兼容。
  HH-71机上的导航设备包括极高频率全向导航接收机(VOR)和仪表降落系统(ILS)、塔康(TACAN)、全自动方向仪、结合GPS及惯性导航的系统、超高频(VHF)/极高频(UHF)归航系统、以及卫星通讯系统。HH-71机组戴着无线耳机,以座舱/客舱通讯系统相联系。
  HH-71配备全数字式自动飞控系统(Automatic Flight Control System),具有自动驾驶和自动稳定功能,与机上的飞行管理系统(Flight Management System)相交联,飞机可在飞行和定点盘旋间全自动转换。机上还有位置指示器和人员方位系统(Personal Locator System),配备电子式转向天线和极高频和紧急通讯系统,位置指示器与人员方位系统相搭配可提供救援时的语音通话、军事人员方位信标(beacon)、还有此信标的距离、方位信息。
  HH-71起飞总重15,500公斤,可载运30名全副武装的士兵,机体宽大,足以装上战斗救援任务所需的各种天线,还能隔出一医疗区域并提供医疗设备的电源供应。客舱内也能安装一套操作系统,由客舱乘员操纵的雷达、前视红外设备、同时保持与飞行员的无线电联络。
  HH-71可安装各种自卫装备,包括诺格的方向性红外反制装置(Directional InfraRed Counter Measure)、导弹警告装置、激光警告接收机(Laser Warning Receiver)、干扰弹发射器……等,也能加装7.62毫米或12.7毫米机枪。

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:57:13 | 显示全部楼层
HH-92
  HH-92以西科斯基获得加拿大海军陆战队直升机项目(Canadian Marine Helicopter Program)采购的H-92为蓝本(加拿大称为CH-148“暴风”(Cyclone)),在3种竞争机型中体形最小,起飞总重12,000公斤,但西科斯基表示机舱可容纳超过20名全副武装的士兵,再加上S-92民用型在北海(North Sea)和墨西哥湾(Gulf of Mexico)钻井平台严苛环境下的使用经验,最适合执行战斗救援任务。
  HH-92安装2台通用电气CT7-8C升级版发动机,单台最大输出3,000马力,比S-92高四分之一,最高时速300公里,无空中加油之最大航程1,000公里。HH-92的旋翼和尾桨都可折叠,可节省部署空间。HH-92机上综合了罗克韦尔柯林斯(Rockwell Collins)最新的航电管理系统(Avionics Management System)和波音E-3空中预警机的任务管理技术,由全球信息节点(Global Information Grid)持续送来的信息经过筛选整理后显示在机舱内的5部多功能显示器上。显示器可显示执行搜救任务最需要的主要飞行图像、飞机系统数据、数字地图、彩色雷达图、红外影像…………等通用相关作战全貌图(Common Relevant Operational Picture),不但在阳光下可清晰阅读,而且和夜视镜兼容,让飞行员对高度150米以下及地面上的敌情拥有最佳的态势感知。
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西科斯基竞标美国空军CASR-X项目的HH-92搜救直升机以CH-148“暴风”为蓝本
  HH-92的线传飞控(Fly-by-Wire)系统由英国BAE系统(BAE System)公司研制,在2007年12月完成首飞。这套系统反应非常灵敏,与机上的速度、高度、飞行方向维持功能紧密配合,待救人员发出加密无线电讯号后,机上的战斗幸存逃难者定位器解码并定出位置,系统开启自动飞行模式,在GPS系统的引导下自动飞往目的地,减轻飞行员的工作负担。线传飞控系统取消了S-92的液压机械连杆,减轻了机体重量和维修工作量。
  HH-92最大的卖点是设计新颖。HH-47设计于50到60年代,HH-71设计于80年代,HH-92则是90年代的设计,拥有最新的设计理念。通过了美国联邦航空局(FAA)最新损伤容限(Damage To lerance)、鸟撞(bird strike)、雷击、乱流防护的标准认证,机上的除冰系统通过了航空局最严格的全天候安全飞行标准,当其它飞机因天候无法遂行任务时,唯有HH-92仍能从容进出。HH-92还是3种竞争机型中唯一通过民航和军方最新耐坠性(crash worthiness)标准的。
  HH-92的关键零组件经过试验证实即使有损伤也不会妨碍飞机的安全飞行,机体结构采多重负载路径(multiple load path)设计,设计服役寿命达30000飞行小时。旋翼尾桨、整流罩、进气道、座舱结构都经过试验确定经得起鸟击,旋翼试验时承受的鸟击能量相当于30毫米机炮的射击。
  HH-92的自卫装备也来自E-3空中预警机,有自封式油箱、重要机组件装甲保护、干扰弹发射器、红外抑制器。

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:57:30 | 显示全部楼层
HH-60W
  HH-60W是UH-60M的搜救型,而UH-60M则是美国陆军UH-60L“黑鹰”直升机在2009年刚完成的性能改进型。
  UH-60M的性能改进内容概分为四大项:新发动机及新桨叶、新一代座舱、新型电子战自卫系统、新机体结构。
  UH-60M安装2台大马力T700-GE-701D型发动机,每台发动机输出1,900马力,高温高原性能极佳,最大巡航速度每小时295公里,续航2小时,最大航程570公里。宽弦式(wide-chord)复合材料叶片与原先叶片相比可多提供227公斤的升力,在UH-60M最大起飞重量仍维持10吨情况下,爬升率达每分钟500米,比UH-60L足足提高了100米/分。该机还是美国陆军第一种具备线传飞控(Fly-by-Wire)系统的直升机。
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在新一轮竞标中,西科斯基改以HH-60W应战
  UH-60M的驾驶舱仪表板较窄,可改善舱内下方舷窗的对外视野。驾驶舱完全数字化,包括符合MIL-STD-1553总线协议的多功能显示器、飞行管理系统、与飞控计算机完全耦合的自动驾驶、具备飞行数据记录器(Flight Data Recorder)和驾驶舱语音记录器(Cockpit Voice Recorder)的综合式飞行器健康管理系统、GPS和惯导系统、改进型数据调制解调器、改进型平面显示器、新的风暴气象绘图系统(Storm scope weather mapping system)、先进红外抑制装置……等。
  由于UH-60L机队数量庞大,考虑到成本,该机一向只配备基本电子战系统,如雷达警告接收机、红外干扰机、干扰弹发射器。UH-60M加装了增强型激光警告系统,改进型红线干扰机,新型干扰弹发射器。
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UH-60M的全数字化驾驶舱,舱内下方的对外视野极佳
  美国陆军原计划把UH-60L升级到UH-60M,机体结构进行延寿,透过结构翻修让飞行时数归零,但经过成本核算后发现购买新机体仅比翻新贵了13%,因此放弃延寿计划,改为采购新机体。UH-60M的隔框与纵梁主结构改用一体加工部件,和UH-60L的几乎全由铆钉组装的部件相比,不但大幅降低生产成本,还提高了机体可承受的坠落速度,提供更大的承载强度。
  HH-60W为执行搜救任务进行了小幅修改,发动机和辅助动力单元进气口增设过滤器、座椅增设缓冲垫、舱内增加防护装甲……等。另外还加装多件救护专业装备,如机外救援绞车、机上氧气制造系统、医疗用真空抽吸器……等。
  2014年6月26日,西科斯基公司赢得了一份美国空军的合同,为其研制下一代CRH直升机。该公司收到了一份价值13亿美元的合同,以建造4架原型机,以及研制任务和训练系统。在该项目中,洛马提供子系统的相关技术。该合同的最终目的是生产112架取代美国空军HH-60“铺路鹰”的作战搜救直升机,其价值达79亿美元。西科斯基公司是该采购计划的唯一竞标者。

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:57:51 | 显示全部楼层
无线电定位器
  不幸被击落的飞行员当然需要救援部队才能顺利逃出敌境,但如何把自身藏匿位置通知搜救人员又不被敌方截听才是顺利获救的关键。根据历次战斗搜救任务的成败经验,美军总结出顺利完成任务的最主要5项因素:位置、通讯、救援载具、待救人员机敏度、态势优势,最要紧的就是如何定位待救人员并与他建立联系。
  飞行员跳伞逃生时,弹射座椅会和飞行员一起弹出机外,座椅下方有一个重约13公斤的求生包,包内除了必要的求生用品外,还有一件最重要的装备——无线电定位器。
  无线电定位器比随身听(Walkman)略大,1枚干电池就可提供7小时电力,能自动向外界发送位置信标,也能手动发出摩斯密码或进行直接语音通话。通过该装备,战斗搜救人员能获知待救人员的正确位置,进而展开救援。美军和北约盟国现役主要的战斗搜救无线电定位器共有一架几种型号:
PRC-90
  这是一部紧急超高频发送/接收机,由预设的两频段进行语音及信标传送,但缺乏加密机制,敌方可拦截传送的讯息,故待救人员在一般情况下很少使用,等到确定救援人员抵达后再以密语通讯。

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:58:04 | 显示全部楼层
PRC-112
  奥格莱迪上尉被击落时,机上配置的就是该设备。PR-112是当时美军最通用的型号,但仅能进行直线(line-of-sight)通讯。它也是一部紧急发送/接收机,拥有5个超高频及极高频频段,其中两个为频率可调式。PRC-112接收讯号时,机内的应答(transponder)功能会发送预设的短促、高速、噪声加密讯息,敌方很难截听或干扰。救援机上的ARS-6人员定位系统和坠落飞行员定位系统(Downed Aviator Locator System)会发射脉冲信号,触发PRC-112响应身份密码,经确认无误后,ARS-6计算密码发送处的距离和方向。ARS-6的有效传送距离在10000米高空达195公里,低于1500米高度时为135公里。
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PRC-112无线电定位器

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:58:17 | 显示全部楼层
PRQ-7
  称为战斗幸存逃难者定位器,可大幅减少搜索待救人员花费的时间及降低不确定性,从2009年起开始取代PRC-112。它可提供双向、超越地平线(Over-the Horizon)加密的卫星脉冲通讯,还有精确的GPS位置指示,搜救部队在出发前就可正确验明、辨认、定出待救人员的位置,还可提供待救人员多达100个的路途基准点(waypoint),引导与救援部队会合的地点。此装备还有发送短信的功能,待救人员可把身体状况、威胁态势、天气、地形……等重要信息,以文字传送给搜救部队。
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PRQ-7无线电定位器

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 楼主| 发表于 2015-3-16 09:58:24 | 显示全部楼层
ASARS
  全名为机载搜救系统(Airborne Search And Rescue System),是现役最先进的系统,它以短脉冲传送和特殊的定向(direction-finding)技术,应用复杂的接收/应答加密,让搜救飞机能迅速获得待救人员的位置,且没有被敌方截听的风险。系统组成包括两部分:ARS-700G机载询问和导引系统(Airborne Interrogator and Guidance System)和PRC-434个人生存无线电(Personal Survival Radio)。ARS-700G通过距离和方向数据,配合PRC-434获知待救人员位置,并呈现在数字显示单元(Digital Display Unit)上。系统可连上机上导航系统,在数字显示单元上呈现待救人员的坐标,也能与搜救机上的机内通讯系统相连接,让救援队伍与待救人员直接语音通话。

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