烏克蘭軍方和部分俄羅斯軍事網站部落客表示,俄羅斯在庫爾斯克地區損失了一架卡-52直升機。但這一資訊沒有獲得俄羅斯官方的确認。
卡-52直升機。圖檔左側是烏克蘭軍隊展示的被擊落的卡-52殘骸。
據荷蘭開源情報網站“羚羊”(ORYX)等機構的不完全統計,俄烏沖突中,俄方至少損失了114架直升機,其中卡-52損失數量為61架,超過米-28(損失數量為14架)的4倍以上。
在俄烏沖突爆發前,俄軍裝備的米-28與K-52在數量上大緻相當,而且并未遭遇過普遍、持續的“趴窩”困境,沒有理由認為米-28在出動能力上遠低于卡-52。
如果以上資料屬實,那麼對米-28與卡-52這一戰損差異的最好解釋,就是二者在戰場生存能力上存在差距。尤其是,如果以專用武裝直升機的普遍設計原則來分析,卡-50/52在動力和座艙的布局上存在的缺陷。
這也是其他西方直升機強國,該設計路線未能獲得認可的關鍵所在。
卡-50
共軸布局的缺點
卡-50/52的動力布局沿襲了卡莫夫設計局長期投入的雙旋翼共軸反轉設計。
該布局的優勢是機體的尺寸緊湊、動力效率高、懸停和升限性能出色,在艦載直升機領域曾長期受到蘇聯海軍青睐。
但共軸布局也有其缺點:兩組上下重疊反向旋轉的旋翼,一旦槳葉擺動幅度超出限制、互相撞擊,就會導緻兩組旋翼全部損毀。卡50/52在和平環境下進行大坡度轉彎等特技飛行時,就多次出現飛行事故,并被限制了飛行性能——最大機動過載從3.5G被降低到3.0G。
卡-50/52采用收放式起落架,也展現了卡莫夫設計局對該項目論證不合理。
以專業武裝直升機的正常生存能力标準來說,一旦在戰場上遭遇戰損,比如下方旋翼的單個槳葉被單發20~23mm炮彈、或是多發12.7~14.5mm槍彈擊中,導緻槳葉劇烈變形時,共軸直升機必然将發生墜毀事故,且飛行員無法通過旋翼的無動力自轉來降低墜落速度。
也是以,卡-50/52采用了彈射逃生機制。但該系統在曆次事故記錄中表現不佳,罕有成功案例。
而類似米-28等采用4到5葉旋翼設計的正常布局武裝直升機,即便單片槳葉大幅變形彎折或者被打斷,依然有能力安全返航,甚至繼續執行作戰任務。
單座機制的風險
卡-50早期曾采用單座機制。根據俄航空院士費多索夫的回憶,卡-50采用單座機制是卡莫夫設計局總設計師米謝耶夫做出的,其目的是在發動機僅有性能有限的TB-117系列可選的困境下,實作接近1噸的減重效果,進而換取山區地形的升限和機動性優勢。
從飛行試驗的對比結果而言,卡-50的爬升等飛行性能,确實顯著優于米-28。
TB-117發動機
米-28防護能力強于卡-50/52。
然而相對固定翼戰術飛機,武裝直升機雖然飛行速度很低,但它需要長期頻繁地在複雜地形下實施超低空飛行,并同時完成通信、探測、打擊等一系列複雜行為,飛行員的操縱負擔極重,已經超出了單人能長時間維持有效注意力配置設定的生理能力極限,必須要雙人分工進行負擔。
即便武裝直升機的自動化程度大幅度提高,雙飛行員配置依然是必需的——特别是在無人機時代來臨後,武裝直升機還必須額外擔負起無人機指揮任務的情況下。
由于這一原因,卡-50實際上根本無法履行夜間、惡劣天氣等複雜環境下的作戰任務。這使卡莫夫設計局不得不推出雙座體制的改進型号作為後續發展主力。
并列雙座體制的問題
卡莫夫設計局在卡-50的雙座化改進上也存在一些失誤。早期卡莫夫設計局試圖采用主流的串列式雙座布局,方案稱為卡-50-2,同時換裝以色列航電。後來,為了避免加長機身、盡可能共用座艙顯示和控制裝置,保證空重不顯著增加,以滿足俄羅斯軍方提出的機動性相較于卡-50不降低的要求,最終選擇了并列布局。
但後續事實證明,這一選擇全面性的削弱了卡-52的戰場态勢感覺和抗損傷能力。
從參與土耳其競标的模型來看,卡-50-2的縱列防護能力也并不強。
卡-52座艙。
雙人制通用直升機通常采用并列式座艙。其核心優勢是一名機組人員可以随時觀察并幹涉另一名機組人員的操作,并且雙方共享相當一部分儀表和操作開關。這有利于飛行教練任務,或是在正常飛行任務中互相監督提醒,降低誤判、誤操作的機率。
但并列座艙則很大程度上犧牲了飛行員的環境觀察能力,即情景感覺能力:左位飛行員基本看不見機身右側的外界環境,右位飛行員也基本看不見機身左側的外界環境。
對于專業武裝直升機,兩名飛行員都擁有盡可能開闊完整的獨立環境觀察能力非常重要。隻有帶高低差、縱向排列的座艙設計,才能滿足這種視野要求,并将透明視窗的總面積控制在最低水準——可見光透明和高強度高韌性抗沖擊,是材料性能上極端尖銳對立的沖突要求,同等防護能力的透明材料,重量一定遠遠大于不透明材料。
武裝直升機最主要的威脅方向來自前方和下方。縱列雙座一方面可以最大程度的縮小機身正面的投影面積,減小被命中的機率(主要針對槍炮等彈道類武器)。另一方面,縱列雙座在正面投影上的不完全重疊,可以使前座的防護結構同時對後座的部分區域形成有效遮蔽,顯著提升防護結構的設計效率;其前後分隔的空間設計,也可以顯著降低一發炮彈同時有效殺傷兩名飛行員的情況。
從防護設計角度看,卡-50的前機身和座艙防護設計是比較正常的。前機身瘦削減小投影面積,降低被命中機率;透明視窗的尺寸盡可能控制的較小并采用平面,将飛行員包裹在盡可能粗壯密集的金屬結構架構内,以較好的實作觀察能力、防護能力、制造成本的平衡。
卡-52座艙玻璃。
相較于卡-50,卡-52的前機身雖未加長,但出現了大幅度的加寬,投影面積要大得多。座艙透明材料的面積顯著增大,特别是出現了大尺寸帶有弧形跨度的結構。在空重變化不大的情況下,卡-52的前機身,尤其是座艙,被擊中的機率更高,而防護能力等級必然要低得多。
根據《俄羅斯院士回憶航空半世紀》一書的記載,當初支援卡-50單座設計的俄航空院士費多索夫寫到,在武裝直升機的單雙座體制問題上,他還曾傾力說服歐洲“虎”式直升機的總設計師。
在各國航空器不斷追趕發展的現在,尤其是在通往“自由王國”的路途中,如何吸取一些卡-50/52等的教訓,確定裝備方案能最大程度貼近真實的戰場邏輯和需求,這是最值得思考的問題。