OH-1偵察直升機(OH-1):發展沿革,研製背景,計畫招標,計畫確定,原型機測試

川崎OH-1（英語：Kawasaki OH-1，日語：かわさき OH-1，綽號：忍者，ニンジャ）偵察直升機是日本川崎重工業為日本陸上自衛隊設計製造的輕型軍用雙發、四旋翼觀測/偵察直升機。

OH-1沒有任何固定武裝，只在短翼的外側掛架加裝日本自製的雙聯裝91式空空飛彈用以自衛。日本防衛省將OH-1定義為“純粹觀測直升機、武裝僅限於自衛、不包含攻擊機能”，因此OH-1也成為全世界第一種只以空對空飛彈為武裝的軍用直升機。

世界上大部分國家陸軍的觀測/偵察直升機都是由輕型通用直升機搭配簡單觀測、通訊系統來兼任，且一併擔負聯絡、運輸甚至火力支援工作；像美國與日本等富裕國家發展專業的偵察直升機已經屬於罕見，專門以偵察任務的規格量身訂做的專業直升機，就只有美國RAH-66、日本的OH-1以及俄羅斯喀山的Ansat-2RC（只有一架原型機）而已，三者都採用類似武裝直升機的機體架構。

2004年2月23日號稱全世界最先進載人直升機的RAH-66遭到取消後，日本OH-1便成為這種專為偵察任務設計的直升機中，碩果僅存、唯一進入服役的幸運兒。

基本介紹

中文名：川崎OH-1
外文名：Kawasaki OH-1
前型：OH-6D輕型偵察直升機
首飛：1996年8月6日
服役：2000年1月24日

發展沿革,研製背景,計畫招標,計畫確定,原型機測試,設計特點,機體設計,旋翼設計,動力設計,航電設計,偵測設計,武裝設計,基本數據,服役生產,初期交付,成本上漲,替換難題,總體評價,

發展沿革

研製背景

日本陸上自衛隊從70年代末期開始裝備美國休斯公司授權川崎重工生產的OH-6D輕型偵察直升機，其體型過小，無論是續航力或籌載都嫌不足（例如欠缺電戰裝備或武器等），也缺乏專業而有效的觀測裝備（只有24架在改良時加裝了整合有FLIR、電視攝影機等裝備的光電偵測系統，其餘只能靠飛行員配戴星光夜視鏡），基本上只有在白晝天候良好情況下作業的能力。於是從1985年起，日本防衛廳便開始構思自力開發新一代輕型武裝偵察直升機。由於OH-6D的機齡尚輕（生產一直持續到1997年，共製造193架），因此相關廠商能從容地進行新一代觀測直升機所需的相關基礎技術研發。

計畫招標

日本防衛廳在1991年編列平成四年度（1992年）預算時，正式納入“新小型觀測直升機”的研發項目，代號為OH-X，當時估計整個研發作業將耗費780億日元。鑒於日本新一代支援戰鬥機FS-X遭到美國介入、被迫由自主研發改成與美國合作的慘痛教訓，日本防衛廳對OH-X的研發相當低調，幾乎是“黑箱作業”。在1992年4月17日，日本防衛廳正式對曾生產直升機的川崎重工、三菱重工與富士重工發出OH-X的提案徵詢書（RFP），要求OH-X必須滿足以下技術要求：能抵抗20mm炮彈直接命中的複合材料旋翼系統，裝備含有FLIR、彩色電視攝影機、雷射測距儀的整合光電系統以及與之完全整合的數位化座艙航電。

計畫確定

1992年9月18日，防衛廳宣布川崎重工將成為主承包商，另外兩家以次承包商的身份加入OH-X案，如此可以結合日本所有相關國防廠商的力量，同時相關利益可以雨露均沾。工作分配方面，川崎的工作量占全案的60%，其餘兩者各占20%。機體建造方面，川崎重工負責前機身、起落架、旋翼系統、傳動系統的研發製造以及最終的全系統整合；三菱重工負責中段機身與尾部起落架；富士重工則承包尾椼結構、武器短翼與發動機整流罩的製造。在機載感測器的部分，整套瞄準裝置與穩定陀螺儀的整合由川崎重工負責，富士重工提供所需的熱影像儀，而彩色電視攝影機與雷射測距儀則由NEC公司負責。

原型機測試

1996年3月15日，OH-X的1號原型機出廠，並在同年8月6日完成首次試飛。OH-X的2號原型基於1996年11月11日進行首次試飛。在1996年底，防衛廳將OH-X賦予OH-1的正式編號，而原型機則稱為XOH-1。在1997年5月26日，1號原型機歷經40架次共55飛行小時的廠方測試後，正式交付給防衛廳，2號原型機也在累積36飛行小時的廠試之後，於1997年6月6日移交防衛廳。至於3號原型機則在1997年1月9日首飛，同年6月4日移交防衛廳，4號原型機在1997年2月12日首飛，同年8月29日交付防衛廳。4架XOH-1原型機與二架地面測試機的具體任務分配如下：

01地面測試機：全機靜強度實驗。
02地面測試機：系留實驗機，運轉時機體系留於地面，以評估、模擬飛行中機體承受的負荷，總共分為50、150、200小時等不同階段實施測試。
1號機（序號32001）：飛行性能、特性以及發動機、機體、各系統適應性測試，試飛總數275次。
2號機（序號32002）：飛行負荷、振動及特性測試，試飛總數275次。
3號機（序號32003）：裝備安裝、機電系統、觀測瞄準系統、空對空飛彈與機體間的整合性、發動機與機體振動、任務適應性的測試，試飛總數230次。
4號機（序號32004）：任務適應性、觀測瞄準系統及空對空飛彈的功能測試，試飛總數200次。

由於OH-1是日本全新研發的國產機種，測試工作量比以往國外設計的現成機種繁複許多。因此，防衛廳技研本部與陸上自衛隊特地在陸上自衛隊明野航空學校底下設定一個獨立的聯合飛行開發實驗單位，專門負責這四架原型機的技術測試。1997年，防衛廳正式編列首批三架量產型OH-1的預算，平均單價為19億2400萬日元，超過最初預估（6億元以下）的三倍。在1999年下旬，第一階段技術測試大致告終。在2000年1月24日，防衛廳接收首批三架量產型OH-1，隨即配屬於明野航空學校本部作為飛行員教育訓練之用，OH-1由初期測試階段正式進入軍方實際操作。

設計特點

機體設計

OH-1機體很像是一架輕型的專業武裝直升機，狹長的機身、左右兩側的發動機艙、縱列式雙人座艙、機身兩側兩片武器掛載短翼等布局都與西方典型武裝直升機類似，其戰鬥重量只有3.5至4ton，接近西方最輕型的武裝直升機──義大利A-129。OH-1的機體結構能承受-1G~+3.5G的加速度，內載燃油容量約953公升。為了減輕重量並增強機體強度，OH-1廣泛地使用複合材料，複合材料占機體重量的37%，製造部位（含旋翼）則占全機37%。機體強度方面，OH-1的重要部位與旋翼系統能承受12.7mm~20mm彈藥的命中。

OH-1的機體寬度僅1m，正面投影面積較小，能降低被敵方目視察覺的機會。OH-1的前作為駕駛，后座為副駕駛兼觀測員，后座座椅比前座高出40~1250px以取得較佳的視野，乘員座椅具有吸收衝擊的能力，在墜機時能減少直接作用於機員身上的力量。OH-1座艙的正面採用平板玻璃以減少反光，兩側玻璃大致也是平板式，但稍微向外突出，以取得較佳的下方視野。OH-1採用固定式的後三點起落架，採用雙缸減震器，在一定程度的快速下墜時能吸收落地的衝擊。此外，為了適應日本冬天的下雪氣候，OH-1必要時也能換裝滑橇式起落架。機身上方兩側的發動機艙之間有相當距離，同時遭敵火波及的機率不高。

旋翼設計

OH-1的旋翼採用先進的無絞接、無軸承四葉片複合材料旋翼系統。在傳統的全鉸接式旋翼（Fully Articulated Rotors，又稱全關節旋翼）中，飛行員操縱集體桿（Collective Stick）與變距桿（Cyclic Stick），透過液壓系統驅動鋼纜或連桿帶動一個傾斜盤（Swashplate），傾斜盤再帶動變距拉桿，變距拉桿又連動接在主旋翼葉片上的軸向鉸，使得旋翼葉片產生飛行員所需要的集合傾角（Collective Pitch）以及循環傾角（Cyclic Pitch），進而改變直升機的速度與方向。此外，全關節旋翼系統的每個葉片還透過揮舞鉸與擺振鉸與槳轂連線，以抵銷旋翼葉片受升力、重力、慣性而產生的揮舞（上下）與擺振（前後）運動現象，減輕旋翼根部與槳轂的受力。

無軸承旋翼不僅沒有揮舞鉸與擺振鉸，連軸向鉸也被取消，是最為簡單的旋翼構造。無軸承旋翼以一組直接連結槳葉根部與槳轂的可撓屈元件來取代軸向鉸；當操縱桿控制傾斜盤帶動變距拉桿時，變距拉桿系直接帶動槳轂支臂內套在旋翼根部的固定式扭轉元件（一個纖維複合材料製造的可撓性變距套筒），藉由元件的形變帶動旋翼扭轉，進而產生飛行所需的變距效果。無軸承旋翼系統的機械構造達到最簡化，旋翼變距的扭轉以及吸收揮舞、擺振效應全靠高韌性固定元件本身的形變，將變距桿傳遞扭力的延遲降到最低，因此無軸承旋翼系統擁有最高的操控靈敏度與品質。此外，無軸承旋翼系統將結構降至最簡，大幅減輕了後勤保修的負荷。

尾旋翼方面，最初川崎打算採用類似AH-64D的雙葉片同軸反轉尾旋翼系統，不過最後改用類似法國海豚式、美國RAH-66的蝸窗式（Fenestron）導管風扇（Ducted Fan）設計。相較於傳統尾旋翼，蝸窗式導管風扇嵌在尾椼內，因此飛行阻力較小，運轉噪音較低，在低空飛行或起降時比較不容易受到外物損傷，而且在地面運轉時對人員的危險性較低；然而，蝸窗式導管風扇的缺點在於消耗功率較大且結構較為複雜，比較不易維護。OH-1的導管風扇擁有八片葉片，同樣由碳纖複合材料製造，葉片並以非等距方式排列，相鄰葉片的夾角依序為35度與50度交替。

動力設計

OH-1原型機搭載兩台XST-1-10單級離心式渦輪軸發動機，XST-1-10發動機的最大持續輸出功率為827軸馬力（616KW），30分鐘最大輸出功率（又稱起飛功率）為884馬力（659KW），5分鐘緊急功率達940軸馬力，比燃油消耗率為0.234kg/shp-hour。爾後三菱重工繼續對XTS-1-10進行修改與妥善化，推出TS-1-10QT，輸出功率維持不變，但工作效率略為提升；此外，發動機排氣管略做修改，從原本直接向後排放改為略向外偏，以降低熱廢氣對尾椼的烘烤造成機體結構傷害和增加熱訊號。TS-1-10QT已經非常接近量產構型，於1998年3月30日首度安裝於XOH-1的1號原型機上進行試飛。此發動機稍後便正式定型，正式編號為TS-1-M-10（M代表三菱）。

OH-1的傳動系統由川崎重工研製，連結髮動機的傳動軸先通過主減速器，將原本的高轉速/低扭力功率轉換成低轉速/高扭力功率，然後再以傳動軸分別傳送給主/尾旋翼以及發電機等。主減速器分為三級，第一與第二級採用螺旋傘齒輪組，第三級則為行星齒輪組。整套傳動系統在喪失潤滑的情況下仍能持續運轉30分鐘，在這段期間內尚不會過熱燒蝕，使飛行員在潤滑油外泄的情況下仍有時間駕駛直升機返回機場或尋找迫降場地。OH-1的液壓油系統採用較為保險的雙迴路，每個迴路各自獨立，一個迴路受損不影響另一個迴路運作。位於機體中央的自封主油箱能抵抗墜毀衝擊，而供油管路也是自封式。

航電設計

OH-1擁有日本直升機中最先進的飛控系統，名為整合自動飛行控制系統（IAFCS），其中還整合了增益穩定系統（SCAS）。IAFCS是一種線傳控制（fly-by-wire）系統，飛行員操縱桿的位移先轉換為電子訊號輸入飛控電腦，飛控電腦再配合各感測器輸入的飛行速率、機體姿態、各種大氣資料等，依照電腦內儲存的控制律（Control Law）軟體產生飛行控制指令，然後傳遞給液壓制動裝置驅動主/尾旋翼的傾斜盤，進行周期變距與總距等操作。某些資料指出為了節省成本，IAFCS採用一重方式運作，所以能容忍的錯誤較低，不過這應該是指這套系統無傳統的機械備援裝置，而不是意味此系統本身真的只有單余度。

OH-1的座艙界面也極為先進，前后座均設定兩具由橫川電氣製造的大型彩色液晶多功能平面顯示器（MFD），用於顯示各種導航、飛行、機況、射控資訊，以及由電視攝影機、紅外線熱影像儀所傳來的影像。此外，前座駕駛席另裝有一具島津公司生產的抬頭顯示器，用於顯示飛行資訊以及武器狀態；而后座副駕駛兼觀測員席則設有一個控制瞄準儀的操作界面。前後駕駛艙各設有一套完整的手不離桿總距桿及周期變距操縱桿，概念與戰鬥機的HOTAS相同，將許多常用開關界面設定於總距桿與周期變距桿上，使得飛行員在執行許多常用機能時雙手不必離開操縱桿，大幅減輕了操作負荷。歐美許多新型武裝直升機如美國AH-64D、AH-1Z、歐洲虎式、南非茶隼等，都使用了類似的概念。

偵測設計

OH-1採用一具類似歐洲虎式（Tiger）HAP型的頂置瞄準儀（Roof Mounted Sights，RMS），安裝於機身頂部發動機艙前方，其旋轉塔的水平旋轉範圍為左右各110度，俯仰範圍為正負各40度，整合有富士研發的紅外線熱影像儀、NEC提供的彩色電視攝影機與雷射側距儀，瞄準儀的基座設有川崎重工開發的陀螺儀穩定裝置，而觀測儀的影像與訊號則透過MIL-STD-1553B資料匯流排與機上航電連線，可將影像投射在前後/座的多功能彩色顯示器上。OH-1的觀測裝備極為先進，新型的紅外線熱影像儀解析度頗高，此外也是全球第一種配備彩色電視攝影機的武裝直升機。

機鼻觀測儀雖然在設計布局與後勤維修方面最為便利，但在使用時需暴露整個機身正面，對於一架偵察直升機而言實在非常不利，因此立刻遭到否決。純就隱蔽效果而言，最有利的是類似歐洲虎式UHT的桅頂觀測裝置，使用時只需將觀測儀露出障礙物即可，整個機身與主旋翼都不用暴露。然而，MMS必須克服旋翼頂端震動、旋翼頂端限重以及空氣阻力較大等問題，而且需要同軸旋轉裝置來抵銷主旋翼的轉動，機械複雜度高，對於後勤維修相當不利。考慮到OH-1發動機功率有限，為了避免MMS所增加的重量、阻力嚴重拖累飛行性能，選擇了折衷的頂置瞄準，觀測時只會暴露主旋翼以及頂部整流罩，而機械複雜度與空氣阻力都遠低於MMS。

武裝設計

武裝方面，OH-1沒有任何固定武裝，機身兩側有一對短翼，每個短翼有兩個掛載點。由於OH-1在設計階段定義為一架純粹的偵察直升機，完全不擔負攻擊性任務，所以現階段只在短翼的外側掛架加裝日本自製的雙聯裝91式空對空飛彈用以自衛，內側掛架則只能攜帶235L副油箱來增加續航力，其餘如機炮莢艙、火箭莢艙乃至於反坦克飛彈等攻擊性武器一應俱缺。此舉除了考慮到任務特性之外，多少也是為了考慮政治敏感性而降低攻擊能力；91式空對空飛彈衍生自91式短程地對空防空飛彈，全彈重11.5kg，採用先進的紅外線影像尋標器導引，而每具雙聯裝發射器含飛彈的總重約66kg。

以OH-1的構型，要增加對地攻擊能力並不困難，主要的改裝重點在於射控系統的整合以及承載能力的強化。由於OH-1短翼的內側掛架平時掛載235公升副油箱，估計這個掛載點至少有200~250kg的承載能力，足以攜帶M-261型19聯裝70mm火箭發射器、四聯裝TOW反坦克飛彈發射器或至少二聯裝的地獄火反坦克飛彈發射器；而用來掛載重重66kg的91式空對空飛彈的外側掛架，理論上也能加掛M-260型七聯裝70mm火箭發射器或7.62mm機槍莢艙。觀測射控方面，由於OH-1本來就有先進且功能完整的整合式光電偵搜瞄準儀，要納入使用攻擊性武器能力同樣不困難。

基本數據

參考數據
全長(含主旋翼)(m)	13.4
主旋翼直徑(m)	11.6
機高(m)	3.8
空重(kg)	2450
任務起飛重量(kg)	3550
最大起飛重量(kg)	4000
最大巡航速率(km/hr)	222
最大平飛速率(km/hr)	278
續航力（km）	550
作戰半徑（km）	200
實用升限(m)	4880
發動機	TS1-M-10渦輪發動機×2 （827×2/884×2/940×2）（最大持續輸出功率/30分鐘最大輸出功率/5分鐘緊急輸出功率）(軸馬力)
乘員	2
偵測系統	頂置瞄準儀(RMS)×1(整合有前視紅外線(FLIR)、電視攝影機、雷射測距儀等)
武裝	外載：兩個武器掛載短翼：每個短翼下方有兩個掛載點。外側掛架可加雙聯裝91式空對空飛彈發射器，內側可加裝235L副油箱。

服役生產

初期交付

量產型的OH-1首先交付日本陸上自衛隊的航空學校，以作為飛行員的換裝訓練之用。如同前述，第一批1999年度編列的三架OH-1量產機在2000年1月份交付陸上自衛隊明野航空學校本部，稍後明野航校本部再接收兩架2000年度編列的2架OH-1 ，而負責地勤人員訓練的航空學校霞浦分部也獲得一架。至於原本四架XOH-2原型機中的第3、4號機隨後也被修改為量產機的標準，在2000年交付明野航空學校，至此日本陸自航空學校遂擁有了8架量產型的OH-1。在作戰部隊換裝方面，OH-1優先換裝陸自方面隊的反裝甲直升機隊，其中隸屬北部方面隊的第一反裝甲直升機隊在2002年接收第一架OH-1，是日本陸自第一個部署OH-1的實戰單位。至2004年底，日本陸上自衛隊總共接收了12架量產型的OH-1。

根據90年代初期的計畫，日本陸上自衛隊打算以一對一的方式用OH-1來替換OH-6D。當時陸上自衛隊第一線部隊中，13個師團各編有一個飛行隊，每個飛行隊各擁有8架OH-6D；而5個方面隊則各自下轄一個方面航空隊與一個反裝甲直升機隊，每個方面航空隊與反裝甲直升機隊各編制4架OH-6D，因此光是前述第一線作戰部隊就需要144架觀測直升機，再加上航空學校所屬訓練用機以及補充日後損耗的預備機，OH-1的總需求將達到200架之譜。

成本上漲

OH-1也難逃日本國產武器面臨的單價飛漲命運，即便是削減後的150架產量看起來也是艱難的任務。最初日本陸上自衛隊希望OH-1的單價控制在6億日元以內（合440萬美元，以1996年匯率計算）；但如同前述，OH-1的研發成本比預期超支了100億日元以上，再加上日本陸上自衛隊武器系統一貫的低量產速率政策，以及武器系統逐年的通貨膨脹，所以OH-1的造價就變得非常驚人了。在1997年訂購的第一批三架量產型OH-1分攤入高漲的研發成本之後，平均單價已經高達19億2400萬日元，在1998年訂購的第二批量產型的平均單價上漲到20億1800萬日元。

拜通貨膨脹之賜，2005年度訂購的第九批2架更達到每架49億日元的天價，至此所有OH-1量產型的平均單價為24億5000萬日元（合1600萬~2000萬美元），是最初預期的四倍，更是上一代的OH-6D的10倍以上（1995年簽約生產的最後一架OH-6D造價1億6800萬日元，全部197架的平均單機成本約2億日元），意味著一架OH-1的造價就比一整個飛行隊8架OH-6D還貴。

替換難題

由於OH-1的單價飛漲，在規劃的1995至2000年度中期防衛整備計畫中，將購買15架OH-1裝備於陸上自衛隊，不過最後只編列了12架的預算。至2005年度，防衛廳只編列了22架OH-1的生產預算，以平均每年交機2至3架的低速率生產，近年更放慢到每年1至2架；至2009年，交機的OH-1的交機數量不超過26架。依照這樣的速度，陸上自衛隊的OH-6恐怕到2020年都無法被OH-1替換完畢，OH-1正走上和90式主戰坦克等日本自製昂貴陸軍裝備一般，因為單價高而生產速率緩慢、因生產線低速運轉導致成本進一步高漲的惡性循環，最後恐怕難逃減產命運，就如同90式坦克的最終產量還不到原本74式主戰坦克的一半，難以完全替換。

總體評價

雖然OH-1在成本效益而言不是一個良好的例子，但是對日本國防工業的技術儲備卻做出了重大貢獻：OH-1是日本第一種完全自力研發的直升機，使日本從無到有建立完整的國產軍用直升機平台──包括日本第一種自行開發的直升機用渦輪軸發動機，同時促使日本在無軸承複合材料旋翼領域中取得全球第一流的位置，在亞洲國家之中堪稱一項了不起的成就；而OH-1的整體也技術十分先進，主要系統與裝備都是頂尖水準，性能在同級機種中堪稱翹楚，不遜於歐美老牌航空大廠的代表性傑作。

此外，OH-1的整個研發與量產過程十分順利，有如行雲流水，過程中未出現重大的困難或意外事件，整合測試與進入服役後也沒發現什麼始料未及的重大毛病，對於一個第一次研發直升機（而且還是相當精密高檔的機種）的新手而言，實在是難能可貴。OH-1唯一的致命傷，就是高昂的造價以及無法達成經濟規模的產量，但這也是無可奈何的事情，也同樣發生在其他多種日本自製武器上。總結而言，OH-1代表著90年代至00年代日本航空工業整體實力的提升，在日本航空史上的地位不容抹煞。

OH-1偵察直升機