如何打造一型好用的重型直升機?西科斯基:機身、整流罩都不要

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市面上沒有好的重型直升機——“那就自己打造一架”

自從第一架實用直升機在其手中誕生之後,伊格爾·西科斯基先生的目標就開始轉變為打造一型“重型直升機”,其中一個重要原因就是當時市面上的重型直升機都不能讓他感到滿意——蘇聯米里當時所謂的重型直升機運載能力尚且一般,而且吊掛重心範圍窄,而其在美國的主要競爭對手伏爾託公司出品的CH-47支奴幹直升機又只能通過後艙門裝運貨物(伊格爾認為這很低效)——為此,造型獨特的S-60“起重直升機”誕生了。

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▲S-60直升機正在裝載“外掛式機身”

這架“沒有機身”的起重直升機由於零部件更少,所以空重比更低,運載效率更高;除此之外,沒有機身也意味著S-60空出的機身部位可以容納任何一種裝備——無論是集裝箱、包裝好的武器裝備、電塔甚至是房屋——都是可以搬運的對象。1959年,西科斯基公司完成了S-60的研製工作,並應美國軍方的邀請,展開了多次飛行演示,並進行了一系列任務作業測試,獲得了美國陸軍的一致好評。

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▲吊起房屋是S-64的特色本領之一

隨著S-60起重直升機飛行測試的成功,西科斯基獲得了聯合飛機公司的全力支持,繼續開發成熟度更高的原型機,也就是大名鼎鼎的S-64“空中起重機”(軍用型號則為CH-54 塔赫)。S-64從本質上來說可以看作是S-60的改進版本,並且採用了性能更優越的渦輪發動機,而不是S-60所採用的活塞發動機。其基本任務也仍然是貨物運輸,憑藉其外部裝載式貨物運輸方式,S-64能夠快速、安全地運送貨物,並且有著極高的轉運效率——這是因為它的貨物不需要從機身中搬運出來,而是直接把“整個機身”卸下來——這種高效的運貨方式自然也讓美國陸軍產生了興趣,沒過多久,S-64就衍生出一種專門的陸軍運兵模組,這種模組實際上就是一個可以裝滿士兵的車廂,可通過模塊化的方式直接裝載到S-64的機身“缺口”內,從而實現兵員的高效投運。

美國陸軍很喜歡,德國人無感——“空中起重機”正式誕生

1962年5月9日,S-64完成了首飛,此時距離該機的項目啟動日才僅僅13個月。兩個月之後,也就是1962年7月份,這架直升機被空運到喬治亞州的美國陸軍本寧堡基地接受美國陸軍的評估。截至此時,該機的所有一切經費都是有聯合飛機集團公司提供的。

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▲在越南戰爭中,CH-54常被美國軍用來投放BLU-82巨型炸彈,這種炸彈一枚就足以將一片森林夷為平地,從而為美軍直升機打造著陸場所,BLU-82也因其威力巨大,在越戰中被稱為“滾地球”

為了對S-64進行全面的評估,美國陸軍總共花費了1300萬美元購買了6架S-64空中起重機。拉到陸軍基地之後,美國陸軍賦予了該機新的編號CH-54A 塔赫(Tarhe)。6架直升機中的4架在完成評估之後被運往越南參與美國越南戰爭。

在見識到該機在越南戰爭中展現的巨大價值之後,美國陸軍向西科斯基公司下達了生產指令。除了美國陸軍之外,德國也向西科斯基公司購買了兩架S-64進行評估測試。不夠他們最後沒有與西科斯基公司簽署任何生產型訂單,按照當時的說法,雖然西科斯基的新設計看起來更有效率,但是嚴肅刻板的德國佬還是更喜歡CH-53A(海上種馬)的內部運載方式。

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▲空中起重機吊起一架支奴幹直升機的機身

西科斯基公司生產的首型“空中起重機”型號被定為S-64A。而到了為美國陸軍打造的生產型號,該機大量的任務配置得到了改進,性能也得到了升級,旋翼槳葉也變得更寬了,這型直升機被西科斯基定型為S-64E,對應的美國陸軍軍方型號就是CH-54A。之後經過多年的生產改進,其任務能力再次擴大,型號也升級到了S-64F/CH-54B。

三名駕駛員,無需整流罩——“空中起重機”的配置特點

正如前文所言,和S-60一樣,S-64空中起重機最主要的基本特點就是它沒有機身(客艙),只有一個簡單的“棍狀式”機身,從而能夠實現便捷、可靠的外掛式貨物運輸。該機的動力系統則由兩臺普惠的JFTD-12型渦輪發動機組成。其旋翼系統直徑為72英尺,槳葉數量為6片,槳葉寬度得到增加,使得總的槳葉面積變大,從而降低了槳葉載荷,提高了可靠性。

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▲從A-B型,CH-54直升機的變化概覽,圖中黑色區域為改進區域

該機的起落架為三點輪式起落架,前面有個主輪,後面則是兩個尾輪(前三點式)。這套起落架系統與S-60的後三點式佈局是恰好相反的,西科斯基公司的設計師們認為新的起落架佈局能夠使得該機在停靠在地面的時候,裝卸貨物能夠更方便、效率更高,這也是S-60試驗機帶給西科斯基公司的經驗教訓之一。S-64尾輪處還加裝了一副尾橇,從而能夠確保在極端的“機頭朝上”狀況下著陸的時候尾槳仍保持安全。

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▲S-64的側視圖,圖中可以看到其起落架的佈局

S-64的駕駛艙位於主框架下方,除了兩名主副駕駛員座位之外,座艙中還有一個朝向尾部的駕駛員座位,這名駕駛員的主要職責就是在該機裝載(固定)貨物和卸載貨物的時候對該機進行恰當的操縱。事實上,座艙的大小總計可以容納5名機組成員,其中包括正面的正駕駛員、副駕駛員和後面的駕駛員以及兩名機械師。

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▲S-64主視圖,可以明顯看到其座艙是部署在主框架下方的

還有一點很有意思的地方就是,S-64的動力系統完全沒有配備任何整流裝置,這和常規的直升機很不一樣。這是因為西科斯基認為飛行速度從來都不是空中起重機所追求的目標,所以說與其為了追求速度、降低阻力而加裝整流罩,還不如放棄整流罩從而獲得維護性、重量性能、生產成本方面的增益,從而更加突出“空中起重機”的獨特能力。

第一型電傳操縱直升機——“空中起重機”的任務系統

在試驗型S-60起重直升機中,西科斯基測試了一種旋轉座椅,也就是說常規飛行時候,副駕駛員是面朝前方的,操作裝貨和卸貨的時候座椅可以旋轉180°朝向後方來執行便捷的裝卸貨作業。不過到了S-64中,西科斯基已經基本確認打造一個額外的獨立後向座位是可行的,所以他們沒再採用旋轉座椅的思路,而是直接打造了第三個駕駛座,除此之外,因S-64的後部駕駛座配備了電傳操縱飛行控制系統,所以該機也常被認為是直升機史上第一型採用電傳操縱系統的直升機,儘管該機的電傳操縱系統應用範圍仍然相當有限。

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▲憑藉多點懸掛系統,S-64可以輕鬆吊起一組野戰火炮

S-64配備了一臺最大載荷達20000磅的貨物起重機,能夠通過單點懸掛的方式吊起最大載荷範圍內的任何貨物。這使得這些載荷能夠在空中起重機懸停的時候上下移動。起重機的線纜由一臺自動增加或減少總距的聯動補償器來限制其位移,以確保貨物能夠穩定的保持在恰當的高度。此外,S-64還配備了

一套由四個小一些的起重機組成起重系統,每個起重機的載重量為5000磅,從能能夠運載各種形狀的貨物。而S-64的起落架能夠跨立在貨物的上方,這也大大提升了該機的地面貨運裝卸能力。

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▲美國陸軍的CH-54標準貨運模塊

S-64衍生了多種貨運模塊,這些模塊可用於“偽內部貨運”、人員運輸、醫療後送和緊急維修等任務。

從西科斯基到埃裡克森——S-64生產歷史

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▲作為軍用直升機,CH-54的表現可圈可點

1961年4月份,聯合飛機公司批准西科斯基公司啟動S-64的設計和研發工作,自此到1962年5月9日的首飛,期間所有的經費都是由聯合飛機公司集團資助的。1963年6月,美國陸軍購買了6架S-64直升機進行評估測試,為西科斯基公司生產該型直升機注入了“第一桶金”,此後不久,CH-54A開始量產。1965年7月30日,美國聯邦航空局為該機辦法了適航證書。1969年,CH-54B型正式開始生產。

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▲作為民用直升機,S-64可謂修橋鋪路電網作業小能手

從數量上來說,西科斯基總計為美國陸軍提供了54架CH-54A和35架CH-54B,並未民用客戶提供了12架S-64E/F型號(其中退還、翻新、轉售了兩架)。

之後,西科斯基持續發展S-64的商業客戶,賣出的10架S-64中有7架到了埃裡克森公司手中,用於伐木作業、消防和建築活動。

到了20世紀80年代,森林滅火則成了埃裡克森公司的主要任務。

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▲作為埃裡克森公司的消防明星產品,S-64空中起重機至今仍活躍在世界各地

1992年,為了業務聚焦,西科斯基公司索性直接把S-64空中起重機的型號證書全權出售給埃裡克森公司。這等於把全世界所有在役/在用的S-64E/F型直升機的生產製造權和維護支持權都授予給了埃裡克森公司。在此基礎上,埃裡克森公司開始重建S-64直升機機隊,並開始在國際上銷售和出租該型直升機,

它們至今仍在各種民用行業(如電網、路橋基建、消防滅火等領域)大顯神威。

美國軍方的CH-54塔赫則在1995年正式退役。


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