11.22 屢敗屢戰,美國西科斯基在武裝直升機上的失敗努力(上)

雖然西科斯基是全球享譽盛名的直升機公司,先後研製出大名鼎鼎的CH-54“塔赫”、CH-53“海種馬”、UH-60“黑鷹”等著名直升機,但該公司在武裝直升機領域卻毫無建樹,唯一研製的RAH-66“科曼奇”最終落了個被取消的地步。本文就來回顧一下西科斯基在武裝直升機研製上屢敗屢戰的這段歷史。

S-66先進空中火力支援系統(AAFSS)

20世紀60年代中期,美國陸軍確定需要一款速度更快的專用武直,該機被稱為先進空中火力支援系統,縮寫AAFSS。該機的研發目的是取代越南戰場上的貝爾UH-1“休伊”武裝直升機,最大設計時速260節(482公里),而被臨時改裝成武直使用的UH-1速度還不到100節(185公里/小時)。

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越戰時期的UH-1C“休伊”炮艇機

西科斯基立即展開初步設計研究中,為實現高速考慮了傾轉機翼和傾轉旋翼垂直起降飛機,但最後決定採用複合直升機設計,因為這個解決方案更輕、更簡單,風險也更低。此外複合直升機被認為在所有速度下都更加靈活和穩定,並具有優越的加速和減速性能以及較弱的旋翼下洗氣流,可在無鋪裝起飛和著陸區域使用。在發動機全部故障時,該機的自旋降落能力被認為是一個重要的逃生手段,而這種能力正是傾轉機翼和傾轉旋翼機所缺乏的。

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西科斯基S-66想象圖

12個製造商參加了競標,提交的方案包括直升機和固定翼,五花八門。最後美國陸軍從中選擇了兩個進入最後競爭,西科斯基和洛克希德兩家公司被要求提交各自的正式方案,角逐AAFSS設計/研製項目的10架原型機合同。兩家公司在1965年8月11日提交的正式方案都屬於複合直升機,西科斯基提出的S-66方案的研發和原型機制造報價約為6600萬美元,而洛克希德CL-840方案報價約1.06億美元。

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波音提出的Model 147傾轉旋翼機

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洛克希德CL-840高速複合直升機

西科斯基S-66具有串列雙座座艙,採用在性能和穩定性上經過驗證的傳統鉸接式旋翼,其旋翼設計來自已積累六百萬飛行小時的西科斯基生產型直升機。與洛克希德的尾槳+推進螺旋槳設計不同,西科斯基方案尾部只有一副“擺動尾槳”,這是一種可以旋轉90度的螺旋槳,既可以在懸停中被用作尾槳,又能在巡航中被作為推進螺旋槳,這就是西科斯基所謂的Rotoprop。

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S-66的模型清楚顯示了該機的擺動尾槳設計

為驗證Rotoprop概念,西科斯基公司改裝了一架S-61A,在尾部安裝了由該機尾槳改裝成的“擺動尾槳”。在飛控系統的操縱下,尾槳能在大約三秒內完成90度旋轉。S-66生產型的尾槳可隨飛行速度的增加自動進行擺動,也可由飛行員控制擺動。其實Rotoprop並不是什麼新概念,早在第二次世界大戰期間,美國人安託萬·加茲達設計的實驗性直升機Heliospeeder就使用了這種尾槳。

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S-61A擺動尾槳驗證機

兩家公司在競爭中也開始打起激烈嘴仗。西科斯基強調自己具有製造AAFFS大小直升機的豐富經驗,該機在尺寸上與SH-3/S-61“海王”非常相似,並且西科斯基已經在1965年5月開始試飛S-61F複合直升機 驗證機。

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西科斯基S-61F

洛克希德則表示擁有剛性旋翼的CL-840將在性能上佔據很大優勢,這種旋翼已經成功在XH-51A驗證直升機上進行了驗證,在提交方案時XH-51A的速度已經達到了235節(435公里/小時),並表現出很高機動性。

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XH-51A驗證直升機

西科斯基反駁說洛克希德XH-51A驗證機只是架輕型直升機,尺寸僅為洛克希德AAFSS的五分之一,並不能說明問題。

洛克希德隨後開始大肆宣傳XH-51A的斤斗和滾轉能力,試圖說明剛性旋翼優於鉸接式旋翼。西科斯基則用多年前S-55直升機做同樣機動的照片予以反擊,隨後一名來自西科斯基和一名來自美國海軍陸戰隊的飛行員駕駛一架CH-53生產型同樣進行了斤斗和滾轉機動,試圖證明剛性旋翼與機動性能無關。

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CH-53生產型的滾轉機動

當然這些都是營銷噱頭,美國陸軍從未要求AAFFS能做斤斗和滾轉。

西科斯基對自己的設計充滿信心,結果1965年11月美國陸軍卻選擇了洛克希德CL-840方案進入原型機試飛研發階段,讓該公司既驚訝又失望。

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YAH-56A“夏延”原型機

CL-840獲得了YAH-56A“夏延”的編號和綽號,首架原型機於1967年9月首飛,洛克希德在1968年向陸軍交付了10架原型機。但在隨後幾年的試飛中,洛克希德始終無法解決剛性旋翼的技術問題,導致墜機事故以及項目出現大幅延誤,最終美國陸軍決定在1969年取消“夏延”項目。事實證明西科斯基一語成讖,洛克希德沒有足夠的能力和時間來解決剛性旋翼存在的重大技術問題,無法在五倍大的AH-56上覆制XH-51A的成功。

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讓AH-56折戟的剛性旋翼系統

最後貝爾AH-1“眼鏡蛇”作為臨時武直解決方案成功填補了AH-56留下的空缺,獲得大批訂單。

S-71先進攻擊直升機(AAH)

S-71是UH-60“黑鷹”直升機的武裝直升機版本,西科斯基在1973年向美國陸軍提出該機方案,與波音伏托爾、貝爾和休斯三家公司一起參加美國陸軍先進攻擊直升機(AAH)項目進展,最後貝爾YAH-63和休斯YAH-64進入最後的原型機競爭階段,西科斯基的武直能力再次失敗。

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YAH-63與YAH-64

在洛克希德YAH-56“夏延”原型機在研發中持續經歷多年技術問題後,美國陸軍在1969年取消了該項目,並在1973年發起了先進攻擊直升機項目,此時正是西科斯基YUH-60A和波音伏托爾YUH-61A進入戰術運輸直升機系統(UTTAS)原型機競爭階段的第二年,該項目最終誕生了著名的UH-60“黑鷹”直升機。

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YUH-60與YUH-61

從AAFSS項目中吸取教訓後,美國陸軍在AAH的要求上更為務實,放棄了對200節(370公里/小時)巡航速度的不切實際要求,使這種全新AAH武直最終要求上與UTTAS非常接近,例如1200米/35攝氏度條件下的巡航速度和垂直爬升率,以及航程要求都與UTTAS類似,兩種直升機的許多生存能力要求也非常接近。

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西科斯基S-71全尺寸模型

設計研究也證實這種新型武裝直升機在總重量上也會接近UTTAS。基於兩種直升機在性能指標上的高度相似性,西科斯基決定利用自己UTTAS方案的關鍵系統來設計一種具有全新前機身的武直方案。

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波音AAH方案全尺寸模型與AH-1G

西科斯基提出的S-71方案沿用了YUH-60通用戰術運輸直升機系統(UTTAS)的發動機、旋翼、減速器,以及部分尾梁、垂尾、平尾和尾輪部件。全尺寸模型顯示該機具有與YUH-60A相同的低置主旋翼、固定式後掠平尾器和寬弦垂尾。如果S-71能順利進入原型機研發,那麼這些設計也會根據UTTAS試飛進展進行相應變化。

屢敗屢戰,美國西科斯基在武裝直升機上的失敗努力(上)

經過進一步細化並塗上迷彩的S-71模型,後機身完全沿用YUH-60A

S-71的前機身是全新設計的,具有串列雙座駕駛艙,傳感器吊艙位於機鼻下方,機腹則由機炮轉塔,主起落架支柱被整流罩包裹,機身中部具有武器掛載短翼。

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該機下單翼具有S-66的遺風

S-71與UH-60直升機共享昂貴的升力和推進系統,將能顯著降低研發和製造成本,對於美國陸軍節約操作費用也大有好處。所以波音伏托爾也根據同樣思路在AAH競標中提交了派生自YUH-61A原型機的武直方案。但最後兩種方案都沒有被軍方選中,入圍的是貝爾和休斯公司的全新設計。

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與“黑鷹”的高度通用化有助於降低S-71的採購和操作成本,不過美國陸軍不差錢

美國陸軍這麼做的原因很簡單,僅僅是出於把UTTAS和AAH兩個重大項目都交給一家公司去做會產生過高風險的擔心,這讓西科斯基的如意算盤再次打了水漂。


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