大繁至简，大巧不工——科曼奇隐身直升机追求极致的保障性设计 ...

2019-2-22 10:41| 发布者: chen76215| 查看: 1314| 评论: 0

# 写在前面

这是我关于科曼奇所写的第七篇文章，不出意外，也应该是近期的最后一篇科曼奇文章了，几篇文章加起来也有过万的文字量了，应该是已经把科曼奇的研制历程、下马原因、卓绝设计、细节匠心等内容讲了个大概，对其研制、发展、隐身特点、设计技术感兴趣的读者朋友可以翻阅本号此前的文章进行阅读。

本文将重点介绍科曼奇为保障性要求做出的设计考量并以科曼奇的总体布局和技术性能参数作为系列结束内容，与诸君共赏。

很早之前就有读者朋友希望我讲讲米-24等苏联经典直升机，下一篇我就从米-24开始介绍，如果有其他希望阅读到的内容，可以评论留言讨论。

本号持续针对空天领域理论、设计、未来等相关内容进行深度解读，欢迎关注。

# 机头挂载的20-mm 加特林机枪

在科曼奇的机头下方，挂载着一挺20mm 的加特林机枪。它能实现240°的左右摆动以便朝途经的目标开火，同时它还能向上抬起15°、向下低头46°。它还能进行180°旋转以便重新装弹。设计师对弹药的装填路径进行了精细设计，最大限度降低了卡弹的风险，并且最大限度提升了弹药装填的效率。科曼奇的机枪设计了两套射击速率，一套是每分钟750发，另一套是1500发。在飞行中，该机枪还可以实现动态的膛内瞄准（Dynamic Boresighting；此处如有更好的翻译方式，还请在评论区不吝赐教）。

图——科曼奇前挂机枪示意图

# 保障性

由于美国陆军历史上出现过多次飞行器运营、维护成本过高且可用飞行器数量太低的问题，因此，美国陆军对于科曼奇的保障性要求非常高，并将具体的要求写进了科曼奇所在的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——在整个项目的推进中，时刻保持着保障性工程师和飞行器设计工程师们之间的密切沟通、交流、反馈和互补。

因此，科曼奇的很多设计在初步设计方案中就已经计入了保障性要求。在技术允许的范围之内，科曼奇设计工程师往往会采用尽可能简单的设计来提升科曼奇的保障性，但是如果飞行器设计和保障性要求起了冲突，研发团队往往会为了保证满足保障性的要求而牺牲一部分科曼奇的设计性能——例如重量等参数。

图——科曼奇设计中的保障性设计考量

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关于图片的说明：

旋翼桨叶为复合材料耐受设计，其技术源自波音的CH-46/47的复合材料技术，边缘有镍涂层防腐蚀设计，桨尖为可替换式桨尖设计，能够在执行不同的任务时加装最合适的桨尖；
无轴承主旋翼：主旋翼完全不需要密封圈或者任何轴承，可靠性远胜于铰接式旋翼，复杂度也大大下降，对于维护保障而言非常有利；
低振动指标：五片桨叶的主旋翼设计，大大降低了共振发生的概率和全机的振动指标，配备了自动跟踪和平衡设计并且加装了振动指标监控系统；
铰接式传感器包；能够实现模块化的安装和拆卸，并且各部件能够隔离/密封；
集成的诊断/预诊功能：故障或状况能够实时记录、部件的使用能够实时记录；
航电设备舱：模块化安装和拆卸并且同样能够实现部件的隔离和密封；
涵道风扇尾桨：耐受性强的大弦长桨叶设计，同样具备防腐蚀边缘镍涂层，传动系统和操纵系统的保障性都纳入了设计考量之中。

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科曼奇将美国陆军的三级维护系统要求降低到两级。飞行器维护的技术级别要求（一般根据军事职业分类来确定）在AH-64阿帕奇上是15级，而在科曼奇上只需要4级。

科曼奇在前方飞行加油点（FARP；Forward Aricraft Refueling Point）的转机时间也被降低到12.5分钟。这个效率主要得益于科曼奇的单点压力（重力）加油、动力装载的20mm弹药以及导弹发射道的清晰布局。

科曼奇几乎不需要任何单独的第三方自动测试设备，因为数字诊断装置已经集成到了科曼奇的设计中。机枪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）。

科曼奇仅仅只需要12种特制的用户级工具。机身和旋翼都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来实现。

项目团队还开发了一套集成训练系统（ITS；Integrated Training System）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；MANpower and PeRsonnel INTegration）。最终设计的结果是相比于美国陆军现有的直升机维护负担降低了有40%。