直升機比飛機好在哪?西科斯基憑藉這架直升機,奠定了行業地位

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▲在S-51的一次飛行表演中,伊戈爾·西科斯基先生乘坐S-51型直升機抵達了加利福尼亞州的北島美國海軍航空站

弁言

“當你生命垂危的時候,噴氣式飛機只能飛過你的頭頂,為你灑下鮮花,唯有直升機能夠真正救你的命。”

伊格爾·伊萬諾維奇·西科斯基先生的這句名言最早道出了直升機在40、50年代作為航空器大家族新晉成員的重要價值與無可取代的地位。但是,在那個年代,並沒有太多的人關心這句話背後的含義,一方面,當時的直升機載重量小、操縱難度大、並不能從根本上解決險惡環境下(如叢林、水面等)救援困難的問題,另一方面,公眾對航空器的主觀印象仍然停留在固定翼飛機上,對於“出鏡率”極低的直升機其相關性能和任務特點了解仍然相當有限。

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▲從只能靠一個小籃子運送信件到可以“載起”10名成人,西科斯基的直升機在數年之間就取得了巨大的進步

不過這一切隨著上世紀50年代初西科斯基S-51型直升機的登場,發生了巨大的改變... ...

西科斯基S-51型直升機最早是基於 而改進的商用型直升機,其研製經費完全由美國聯合飛機集團公司提供。當時,第二次世界大戰已經結束,儘管我們都愛好和平,但是還是不得不說,S-51有那麼點“生不逢時”,如果是在戰時誕生,它應該會有更大的作為。

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▲美國郵政總局的首席飛行員弗蘭克·卡什曼坐在一架郵件運輸型S-51直升機上

該型直升機佈局的主要特點就是配備了48英尺的3槳葉全鉸接式主旋翼和3槳葉尾槳,這兩個旋翼系統是通過一臺普惠公司打造的450馬力 R985-AN5星形發動機來提供動力的。在S-51的座艙內部,除了朝前的飛行員座位之外,設計師還在座艙後側佈置了一排3人座椅。

S-51商用型號的第一任客戶是洛杉磯直升機航空公司,它們總共購買了5架該型直升機,並在洛杉磯盆地地區建立了客運和美國航空郵政服務。但該型直升機在使用中表現出的強大性能得到行業的廣泛讚譽之後,其第二任客戶找上門來:美國海軍採購了四架S-51(命名為HO3S-1),以此來支持當時的大型南極探測行動“跳高行動”(Operation Highjump)

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▲1947年,南極洲,S-51(HO3S-1)正在參與“跳高行動”

直升機空中郵政服務的開端與第一架儀表飛行直升機

不久之後,美國郵政部找到洛杉磯直升機航空公司,並與其簽署了一項直升機空中郵政服務合同(合同編號AM-84),合同要求洛杉磯直升機航空公司在洛杉磯國際機場和洛杉磯周圍的三個地區之間開展空中郵政服務。1947年10月份,一支由5架S-51型直升機組成小型空中郵政運輸小隊開始穿梭在位於洛杉磯市中心的郵政局、聖費爾南多谷、聖貝納迪諾山脈和紐波特海灘之間,成功執行了大量的空中郵政運送服務。這些早期的直升機空中服務展現了直升機在空中貨物的巨大潛力,嚐到甜頭的洛杉磯直升機航空公司也開始不斷擴大其業務範圍。到1949年1月8日,該公司的空中郵政服務已經擴大到了洛杉磯及其周邊的44個地區,總航線長度約356英里(約573公里)。值得一提的是,每天往返於洛杉磯國際機場和郵政局大樓的直升機班次已經達到了42班,這些直升機直接在郵政局樓頂的天台上起降,完成一輪又一輪的郵政分發服務。

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▲洛杉磯直升機公司的S-51型直升機在郵政局的樓頂天台上起降

洛杉磯直升機航空公司的S-51型直升機一直服役到了1954年 登場才退出其空中郵政運送服務。為了提高運送服務的可靠性,洛杉磯直升機航空公司的S-51型直升機配備了夜間飛行系統(著陸、定位和航行燈)。後來,該公司的S-51型直升機又配備了飛行儀表,以便能夠在洛杉磯盆地常見的濃密晨霧中起飛和著陸,這也促成了

世界上第一架經過認證的可執行儀表飛行任務的直升機的誕生。洛杉磯航空公司的飛行員因此被允許進行不超過15分鐘的儀表飛行駕駛,不過民用航空管理局(CAA)當時也明確表示,這項規定只限於洛杉磯航空公司版本的S-51型直升機。

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▲S-51的飛行儀表面板(這些儀表飛行裝置得到了CAA的適航認證)

飛入軍營,救死扶傷——西科斯基S-51的軍用型號

為了向美國海軍證明這架直升機的用途,1947年,西科斯基公司派出了一架S-51型直升機與美國海軍第二特遣部隊一起出海執行任務,當時該機上配備了兩名飛行員和兩名機組長。1947年2月9日,這架S-51直升機,以及西科斯基首席飛行員吉米·維納,在美國海軍陸戰隊中尉喬·魯爾洛的協助下完成了第一次軍事營救任務:在這次救援任務中,S-51演示型直升機登上了富蘭克林·D·羅斯福號航空母艦的飛行甲板,並在該艦執行飛機救援任務的時候充當“飛行警衛”的角色。當時一架SB2C 地獄俯衝者 轟炸機由於發動機故障墜入海中,吉米·維納駕駛著S-51立刻趕到現場,救起了被困在墜入水中的SB2C轟炸機上岌岌可危的羅伯特希爾茲中尉和另一位無線電技師。

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▲1947年2月9日的海上營救行動插畫(作者:喬·基奧根/Joe Keogan)

1947年12月1日,美國海軍陸戰隊的HMX-1作戰測試和發展中隊成立,其任務就是為美國海軍陸戰隊測試和開發直升機的用途。在一次與海軍陸戰隊列尊營的聯合行動中,5架HO3S-1型直升機成功將66名士兵直接從艦艇上運送至海岸登陸,從而規避了這些士兵搶灘登陸時可能遇上的風險。

1950年中葉,半島爆發戰事,美國海軍陸戰隊HMX-1中隊的飛行員和維護人員連同4架HO3S-1型直升機被分配到VMO-6(海軍陸戰隊戰場偵察中隊-6)中隊,VMO-6中隊隨即被部署到半島參與作戰。在半島地區,美國海軍陸戰隊的直升機中隊主要任務就是扮演偵察/觀察航空器或者搜救/聯絡航空器等角色。這些直升機還被用來運送海軍陸戰隊的高級指揮官到各作戰單位執行指揮和前線戰況實時觀察等任務。在這些任務的執行過程中,這些HO3S-1直升機還經常“順路”執行救援任務,截至1950年底,VMO-6中隊的直升機成功營救出23名因飛機被擊落或故障墜落而被困對手後方的機組成員。

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▲1951年,美國海軍陸戰隊的HO3S-1型直升機運送陸戰隊傷員離開半島地區

美國海軍則將其通用直升機中隊HU-1和HU-2中隊的HO3S-1型直升機分配到了一些航空母艦和大型戰艦上,並部署到半島地區。這些直升機的主要任務是對因飛機故障墜落或被擊落而落入海中的飛行員及機組成員展開營救行動,並在必須的時候對地面作戰的部隊進行救援。除此之外,這些直升機還被用來在不同的艦艇之間運送補給物資和通信郵件。再之後,這些直升機還被用來為戰艦的艦炮提供目標瞄準信息,並搜尋和定位需要排除的水雷。

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▲來自美國海軍HU-1中隊的HO3S-1型直升機營救了一名墜落在海上的飛行員

在半島地區戰事爆發時侯,美國空軍第3空中救援小組部署在日本的9架H-5型直升機(空軍版本的S-51)也被部署到了半島地區,截至1950年底,這些直升機營救了73名機組成員。美國空軍的H-5型直升機在救起傷員之後,會根據其傷勢情況,將普通傷員送往美國移動陸軍外科醫院(MASH;Mobile Army Surgical Hospital)並將其中重傷員從MASH運送到大型軍事醫院或者停泊在近海的醫療船上。

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▲美國空軍的H-5F型直升機帶著傷員離開

實用至上,逐步改進——S-51的配置特點

總體佈局

西科斯基S-51型直升機的機身主要由3部分構成:①鋁製框架結構的機艙配備有機玻璃窗戶,其中安排了飛行員座椅和後側的3座乘客座椅;②機身中部主要由鋼製框架構成,表面鋪設了易於拆卸的面板;③尾椎梁是單體硬殼式結構,表面覆蓋著鎂制蒙皮。

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▲S-51型直升機的俯視圖和側視圖

在服役期間,S-51型直升機還被改裝成幾種不同的配置版本,除了民用的S-51型號,美國海軍/海軍陸戰隊的是HO3S-1型號,美國空軍的是H-5F、G、H型號,美國海岸警衛隊則是HO3S-1G型號。

主旋翼總成

該機的主旋翼由3片全鉸接式構型的槳葉組成。旋翼的直徑達48英尺(後來改成全金屬槳葉之後,其直徑也變成了49英尺,1英尺約為0.3米),主旋翼由機械操縱系統實現飛行操縱,並引入了跳簧式配平系統(Bungee Trim System)來降低飛行員的疲勞。西科斯基還為主旋翼系統研製了可選安裝的“揮舞抑制裝置”,加裝該裝置之後,該型直升機將能在較高的風速環境下執行任務。

在該型直升機的生產後期(H-5H型),液壓伺服系統替代了跳簧式配平系統,當然西科斯基也為已經服役的早期型號提供了改裝液壓伺服系統的維護服務。這個液壓伺服系統的液壓動力主要由一臺由尾槳傳動軸驅動的液壓泵來提供。

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▲S-51型直升機的主旋翼總成

美國海岸警衛隊的指揮官弗蘭克·埃裡克森(也是一名首席直升機開發工程師)發明了一種安裝在主旋翼下方的“翼型穩定器”,這種穩定器使得該型直升機具備了自主飛行(Hands off flying)的能力。埃裡克森曾表示他駕駛配備了穩定器的S-51直升機在沒風的天氣裡,讓直升機在空中自主飛行了長達一個小時,期間未曾用手碰一下操縱桿。不過西科斯基公司並沒有在量產型的S-51型直升機上採用這一設計。

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▲裝備有埃裡克森穩定器的HO3S-1G型直升機

尾槳裝置

S-51型直升機的尾槳也是由3片槳葉構成,其主要材質為木質層壓板,其直徑為8英尺5英寸。後來改為金屬槳葉之後,其尾槳槳葉數量也變成了2片,其直徑則變為8英尺9英寸(同樣也是從H-5H開始的),當然,西科斯基公司也為早期型號的S-51提供了改裝金屬尾槳的維護服務。

發動機

該型直升機的發動機是由普惠公司製造的小黃蜂發動機,其型號為R-985 AN-5/AN-7,功率為450馬力,該型發動機被水平安裝在直升機的中央部分,其上方裝有一臺冷卻風扇/飛輪。

主旋翼槳葉

該型直升機早期的主旋翼槳葉由金屬大梁、膠合板肋骨和槽腔組成,整個槳葉由兩層織物蒙皮覆蓋,其翼型採用了NACA0012翼型。在H-5H及之後的型號,如上文所言,其槳葉就變成了全金屬槳葉。

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▲S-51的三視圖

救援為主,水陸兩棲——S-51的任務系統

S-51型軍用直升機配有一臺救援絞車和一個輔助油箱,機身兩側都可以安裝外部擔架,由於機身外部兩側的擔架都是有一定傾斜角度的,所以隨著直升機低頭前飛,這樣傷員在向前飛行的時候就能保持平躺狀態,西科斯基還人性化地給這些外掛擔架安裝了窗戶,以免某些傷員患有“幽閉恐懼症”。

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▲半島地區,1952年,美國空軍的一架H-5G(S-51-13)型直升機正在執行任務,編號48-529,裝配有外掛擔架

緊急浮筒:美國海岸警衛隊為其HO3S-1型直升機開發了一種緊急漂浮系統,這種系統本質上就是安裝在起落架四周的一系列充氣浮筒,在緊急情況下, 這些浮筒可以在30秒內全部充滿氣。

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​▲美國海岸警衛隊的HO3S-1G型直升機在完成緊急水上迫降後等待救援


西科斯基S-51型直升機總計生產了220架,英國韋斯特蘭公司在獲得西科斯基授權許可之後也生產了159架。在半島戰事結束之後,美軍中“過剩”的S-51軍用型直升機開始在市場上銷售,西科斯基公司以較低價格買回了其中一部分,並將其改裝之後在出售給商業用戶,這些軍改民的型號獲得了CAA的適航認證,並活躍在美國各地的民用航空事業中。

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▲1947年,罕見的S-51商用型號直升機彩色照片


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