美軍最初沒有選擇這架新打造的直升機,西科斯基:他們會回來的

美軍最初沒有選擇這架新打造的直升機,西科斯基:他們會回來的

​▲1961年,一架VH-34D(S-58的貴賓運送型號)停在白宮的草坪上
它誕生在美國,活躍在超過23個國家和地區,它執行過反潛任務、戰鬥搜救任務、武裝打擊任務、火力支援和掩護任務,在阿爾及利亞的沙漠荒丘和中南半島的雨林河道上空證實了直升機在早期局部作戰中的巨大作用;它運送過艾森豪威爾、肯尼迪,也調運過電塔、木材,俯瞰過紐約的高樓林立,也曾到人跡罕至的山區投運物資,它大大拓展了直升機在民用領域的可能性。

它就是S-58型直升機——西科斯基第一架產量破千的明星產品。

從被無視到被追捧——S-58的誕生與成就

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▲美國海軍版本的S-58型直升機

在直升機發展的早期,伊戈爾·西科斯基先生無疑是那個最高瞻遠矚的人,在S-55型直升機獲得成功之後,西科斯基很快就啟動了S-58的研製工作,這架新型號直升機上的目標可用功率被設定為S-55型直升機的兩倍,並且要具備更優秀的空氣動力學性能——其潛在客戶被設定為美國海軍和海軍陸戰隊,儘管當時西科斯基還沒從美國軍方獲得半分錢經費用於開發這型直升機——也就是說,S-58的早期發展仍然完全是由西科斯基公司及其母公司聯合飛機公司自己出資推進的。

等到S-58原型出爐的時候,西科斯基正準備向美國海軍和海軍陸戰隊推銷該機的時候,卻出了點小插曲:美國海軍在初期評估之後,選擇了貝爾公司的HSL-1型直升機,而美國海軍陸戰隊則認為西科斯基已有的S-56(H-37)型號直升機更適合其需求,所以這兩家“大客戶”的大訂單一個都沒有落到西科斯基頭上。

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▲貝爾HSL-1型縱列式雙旋翼直升機

正當西科斯基公司鬱悶不已的時候,沒想到沒過多久,海軍和海軍陸戰隊的項目負責人又回頭主動找上了西科斯基,原來他們的HSL-1型直升機和S-56的實際服役和任務執行效能並沒有達到他們的期望值,所以,當下只有性能更強且已經出了原型的S-58型直升機有希望能夠取代這兩型讓兩軍頭痛不已的直升機,討論之後,美國海軍和海軍陸戰隊最終向西科斯基下達了超過1000架S-58型直升機的生產訂單,當然,他們針對各自的任務需求對S-58提出了專用的改裝意見,為此形成了兩種S-58的不同配置變種。

美國海軍反潛型號的S-58直升機(SH-34J/HSS-1/HSS-1N)正式簽署時間是1952年6月份,該機的正式首飛時間則是1954年3月8日;次年,美國陸軍也訂購了S-58的陸軍版本,其軍方型號則為H-34A;1957年,美國海軍陸戰隊正式訂購了S-58直升機的通用型,其軍方型號為UH-34D(HUS-1)。

S-58出色的性能和任務執行效率使其一時名聲大噪,在之後的25年裡,美國空軍、海岸警衛隊、美國盟國武裝部隊以及來自法國、英國和意大利的授權生產製造商總計生產了超過2300架S-58型直升機,當然這些直升機在不同國別不同軍種都有不同的代號和綽號,其中最為常見的稱呼是:海馬(Seahorse;海軍陸戰隊、空軍、海岸警衛隊)、海蝙蝠(Seabat;海軍)、喬克託(Choctaw;陸軍)

從3葉槳到4葉槳——S-58的技術特點

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▲S-58型直升機的總體佈局草圖

S-58型直升機採用了直徑為56英尺的4槳葉主旋翼設計,其尾槳也是4槳葉佈局,在翼型方面,西科斯基仍然採用了NACA0012這種“久經驗證”的對稱翼型,也從側面坐實了西科斯基至此尚未在旋翼槳葉氣動外形的優化上下太多的功夫——畢竟對於一型50年代的直升機來說,總體構型和佈局的研究尚且難有寸進,加上研製廠商寥寥可數,競爭並不太激烈,所以這種細節上的競爭還很罕見。

儘管沒有對翼型設計和佈置進行氣動優化,西科斯基公司還是對S-58的整個主旋翼系統和機身佈局進行了風洞吹風測試,通過試驗修正手段,實現了較為粗糙的氣動優化流線外形設計。

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▲1956年7月13日,S-58型直升機在100公里長的封閉賽道上到達成了時速141.9英里的飛行速度記錄(圖為比利時航空的商用型號)

在主旋翼槳葉數量的選擇上,西科斯基公司之所以採用4片槳葉而非S-55型直升機那種3槳葉佈局正是因為設計師們在風洞測試中發現四片槳葉的設計能夠產生較低的槳葉負載,使得該機的後行槳葉失速邊界得以延後,這也就意味著該機能夠以更大的速度前飛;還有一個原因也是在試驗中發現的,設計師們發現4片槳葉顯著改善了該機的振動水平。

【筆者注:看到這,讀者朋友們可能會問既然4片槳葉比3片槳葉好,那麼5片、6片槳葉是不是更好呢?事實上,在如今的研究中,確實發現5片槳葉能夠進一步緩解直升機的振動問題,不過更多的槳葉數量就意味著槳葉的展弦比需要更大,也就是說槳葉要更窄,這對於當時的生產製造工藝來說挺難的,而且對於早期的鉸接式槳轂系統來說,每多一片槳葉就意味著多一套揮舞鉸、擺振鉸、揮舞/擺振阻尼器、揮舞/擺振限動塊等部件,這不僅增加了設計和製造的難度,也增加了後勤和維護的需求,對於當時的技術水平來說,性價比並不划算】

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▲S-58型直升機發動機艙蛤殼式門開啟狀態

S-58型直升機蛤殼式發動機艙門使得維護人員可以方便地進行發動機維修或者快速更換任務。其機身為全金屬設計,在某些區域採用了鎂制蒙皮來降低空重比,不過採用這種設計的一部分S-58型直升機碰上了腐蝕和潛在的著火風險,所以西科斯基公司在後期的S-58機身中沒有在採用任何鎂製材料。

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▲S-58直升機的主旋翼和尾部塔架摺疊之後尺寸大減

S-58的基準型起落架(前輪為主輪,後輪為尾輪)通過大幅降低直升機的轉彎半徑來改善了該機的地面行駛能力。將後輪設計為尾輪也在某種程度上提高了該機的安全性——在急停著陸(Quick Stop )過程中,其後輪將會首先著陸,從而確保尾槳不會擊打到地面受到損壞。該機的主旋翼和尾部塔架可以手動摺疊,從而使其尺寸能夠符合航空母艦升降機的尺寸限制,滿足了美國海軍的反潛任務初步需求。

早期自動駕駛系統——S-58的任務系統

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▲SH-34J(HSS-1)型海蝙蝠直升機在執行艦載作業

海軍型號:美國海軍的S-58衍生型號(SH-34J;海蝙蝠)直升機配備了耐腐蝕的多普勒導航儀(Doppler Navigator)、一套AN/AQS-4/-5型吊放式聲納(Dipping Sonar)以及直升機自動穩定裝置(ASE;Automatic Stabilization Equipment)【筆者注:ASE系統用現在的話來說就是一種早期的自動駕駛系統,該系統能夠確保在沒有飛行員操縱的情況下,海蝙蝠直升機仍然能夠在聲納傳感器上方實現穩定懸停和位置、姿態保持,ASE系統的列裝對於直升機反潛作戰可謂是“質的飛躍”,憑藉該系統,海蝙蝠能夠在夜間或者低可見度條件下執行復雜的反潛任務,在當時沒有其他航空器能做到這一點】,海蝙蝠直升機攜帶的常規武器為2枚魚雷、2枚水雷或者2枚深水炸彈。

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▲美國海軍陸戰隊的UH-34D(HUS-1)直升機,綽號海馬

陸軍和陸戰隊型號:美國陸軍和海軍陸戰隊的S-58衍生型號(CH-34 喬克託/UH-34 海馬)可以運載16名士兵或者6副擔架搭配一名醫務人員。此外,美國陸軍和海軍陸戰隊都購買了該機的VH-34型號,該型號是一種貴賓運輸直升機,配備了豪華內飾、隔音板和空氣調節系統。曾經的美國總統德懷特·艾森豪威爾和約翰·肯尼迪都被VH-34型直升機運送過。美國海軍陸戰隊還將他們的UH-34D型直升機大規模地部署到越南戰場,這些直升機經受住了越南戰火的考驗,其堅固、可靠的特點在當時備受美軍讚譽。

S-58生產製造和服役歷程

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▲美國陸軍的CH-34A(H-34A)直升機,綽號喬克託

軍用版:第一架S-58型直升機於1954年3月8日完成了首飛,當時西科斯基製造了4架原型直升機(代號XHSS-1)進行飛行測試。第一批生產型的S-58(也就是SH-34G或者HSS-1)於1954年9月20日投入使用,SH-34G於1955年8月份正式進入美國海軍服役。1955年9月份,第一批CH-34A(H-34A)型直升機交付美國陸軍部隊投入使用。UH-34D型是S-58的通用型號,於1957年2月份正式交付美國海軍陸戰隊使用。

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▲比利時的S-58型直升機(比利時代號為B8)

對外軍事銷售版:西科斯基公司通過各種軍事援助行動和直接銷售合同,向超過23個國家和地區提供了S-58型直升機。這些S-58型直升機的身影活躍在阿根廷、澳大利亞、孟加拉國、比利時、巴西、文萊、柬埔寨、加拿大、智利、加納、英國(授權韋斯特蘭公司生產製造)、德國、法國(授權Sud公司生產製造)、以色列、印度尼西亞、意大利、日本、荷蘭、南越、泰國、蘇聯和烏拉圭等地。

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▲紐約直升機公司的S-58T直升機,編號為:N59330

商用版:S-58直升機的山野型號於1956年8月份正式獲得了美國聯邦航空局的航空服務認證。芝加哥直升機航空公司、紐約航空公司、洛杉磯航空公司和比利時航空公司都採購了這種12座乘客的配置版本。商用型S-58直升機也有被用來運送外部貨物和在建築工地進行重負荷運輸作業的。

截至1970年1月份,西科斯基公司結束S-58的生產線時,該機的生產總量達到了1800架,此外還有將近600架直升機被授權許可在英國、法國和意大利的工廠中生產製造。

渦輪雙發版本的S-58T型號

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▲萊德出租車公司的空中調度場中的S-58T型直升機

上世紀七十年代初,隨著渦輪雙發技術的成熟,西科斯基公司專門開闢了一條生產線來將S-58型直升機改裝為S-58T型渦輪雙發直升機,其主要工作流程就是將該機的R-1820-84型星形發動機更換為普惠加拿大公司的PT-6-3 Twin-Pac® (雙派克)渦輪發動機。美國聯邦航空局在1971年4月份認證了這一改動。西科斯基公司還生產了一些專用組件,使得已購買S-58直升機的公司能夠方便地將其升級到S-58T型配置。

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▲S-58和S-58T兩種型號在總體佈局上的差異

普惠加拿大公司的PT-6型雙派克發動機的加入不僅提升了S-58型直升機的安全性,也增加了該機在更高的溫度和高海拔情況下的操縱品質和可靠性。S-58的R-1820發動機在700英尺的時候就達到了最大功率的極限海拔,而PT-6-3型雙派克發動機能夠在6000英尺的高度提供相同的功率。此外,即便PT-6-3的兩臺發動機中單發失效,S-58直升機仍能夠在最大起飛重量、最高5000英尺的情況下保持前飛狀態,不需額外的處理。

70年代,西科斯基公司一直在致力於S-58T的改進工作,最後版本的S-58T Mark Ⅱ型號增加了一臺功率更強大的發動機從而改善了單發失效的性能,並加裝了雙線減振器,從而降低了直升機主旋翼的振動水平。多重改進之後,該機的飛行員操縱體驗和乘客舒適度都得到了較大的改善,並且直升機的維護需求也得到了顯著降低。


不過為了聚焦於“更重要的業務”,80年代初,西科斯基公司決定將該機的型號認證證書、全部生產權和S-58/S-58T的售後支持業務統統出售給加利福尼亞國際直升機公司(California Helicopter International),至此,S-58型直升機在西科斯基公司的“職業生涯”完全結束,但其在民用領域卻仍然活躍了許多年,大大開拓了通用型直升機在民用領域的應用範圍。


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