11.22 屡败屡战,美国西科斯基在武装直升机上的失败努力(上)

虽然西科斯基是全球享誉盛名的直升机公司,先后研制出大名鼎鼎的CH-54“塔赫”、CH-53“海种马”、UH-60“黑鹰”等著名直升机,但该公司在武装直升机领域却毫无建树,唯一研制的RAH-66“科曼奇”最终落了个被取消的地步。本文就来回顾一下西科斯基在武装直升机研制上屡败屡战的这段历史。

S-66先进空中火力支援系统(AAFSS)

20世纪60年代中期,美国陆军确定需要一款速度更快的专用武直,该机被称为先进空中火力支援系统,缩写AAFSS。该机的研发目的是取代越南战场上的贝尔UH-1“休伊”武装直升机,最大设计时速260节(482公里),而被临时改装成武直使用的UH-1速度还不到100节(185公里/小时)。

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越战时期的UH-1C“休伊”炮艇机

西科斯基立即展开初步设计研究中,为实现高速考虑了倾转机翼和倾转旋翼垂直起降飞机,但最后决定采用复合直升机设计,因为这个解决方案更轻、更简单,风险也更低。此外复合直升机被认为在所有速度下都更加灵活和稳定,并具有优越的加速和减速性能以及较弱的旋翼下洗气流,可在无铺装起飞和着陆区域使用。在发动机全部故障时,该机的自旋降落能力被认为是一个重要的逃生手段,而这种能力正是倾转机翼和倾转旋翼机所缺乏的。

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西科斯基S-66想象图

12个制造商参加了竞标,提交的方案包括直升机和固定翼,五花八门。最后美国陆军从中选择了两个进入最后竞争,西科斯基和洛克希德两家公司被要求提交各自的正式方案,角逐AAFSS设计/研制项目的10架原型机合同。两家公司在1965年8月11日提交的正式方案都属于复合直升机,西科斯基提出的S-66方案的研发和原型机制造报价约为6600万美元,而洛克希德CL-840方案报价约1.06亿美元。

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波音提出的Model 147倾转旋翼机

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洛克希德CL-840高速复合直升机

西科斯基S-66具有串列双座座舱,采用在性能和稳定性上经过验证的传统铰接式旋翼,其旋翼设计来自已积累六百万飞行小时的西科斯基生产型直升机。与洛克希德的尾桨+推进螺旋桨设计不同,西科斯基方案尾部只有一副“摆动尾桨”,这是一种可以旋转90度的螺旋桨,既可以在悬停中被用作尾桨,又能在巡航中被作为推进螺旋桨,这就是西科斯基所谓的Rotoprop。

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S-66的模型清楚显示了该机的摆动尾桨设计

为验证Rotoprop概念,西科斯基公司改装了一架S-61A,在尾部安装了由该机尾桨改装成的“摆动尾桨”。在飞控系统的操纵下,尾桨能在大约三秒内完成90度旋转。S-66生产型的尾桨可随飞行速度的增加自动进行摆动,也可由飞行员控制摆动。其实Rotoprop并不是什么新概念,早在第二次世界大战期间,美国人安托万·加兹达设计的实验性直升机Heliospeeder就使用了这种尾桨。

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S-61A摆动尾桨验证机

两家公司在竞争中也开始打起激烈嘴仗。西科斯基强调自己具有制造AAFFS大小直升机的丰富经验,该机在尺寸上与SH-3/S-61“海王”非常相似,并且西科斯基已经在1965年5月开始试飞S-61F复合直升机 验证机。

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西科斯基S-61F

洛克希德则表示拥有刚性旋翼的CL-840将在性能上占据很大优势,这种旋翼已经成功在XH-51A验证直升机上进行了验证,在提交方案时XH-51A的速度已经达到了235节(435公里/小时),并表现出很高机动性。

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XH-51A验证直升机

西科斯基反驳说洛克希德XH-51A验证机只是架轻型直升机,尺寸仅为洛克希德AAFSS的五分之一,并不能说明问题。

洛克希德随后开始大肆宣传XH-51A的斤斗和滚转能力,试图说明刚性旋翼优于铰接式旋翼。西科斯基则用多年前S-55直升机做同样机动的照片予以反击,随后一名来自西科斯基和一名来自美国海军陆战队的飞行员驾驶一架CH-53生产型同样进行了斤斗和滚转机动,试图证明刚性旋翼与机动性能无关。

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CH-53生产型的滚转机动

当然这些都是营销噱头,美国陆军从未要求AAFFS能做斤斗和滚转。

西科斯基对自己的设计充满信心,结果1965年11月美国陆军却选择了洛克希德CL-840方案进入原型机试飞研发阶段,让该公司既惊讶又失望。

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YAH-56A“夏延”原型机

CL-840获得了YAH-56A“夏延”的编号和绰号,首架原型机于1967年9月首飞,洛克希德在1968年向陆军交付了10架原型机。但在随后几年的试飞中,洛克希德始终无法解决刚性旋翼的技术问题,导致坠机事故以及项目出现大幅延误,最终美国陆军决定在1969年取消“夏延”项目。事实证明西科斯基一语成谶,洛克希德没有足够的能力和时间来解决刚性旋翼存在的重大技术问题,无法在五倍大的AH-56上复制XH-51A的成功。

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让AH-56折戟的刚性旋翼系统

最后贝尔AH-1“眼镜蛇”作为临时武直解决方案成功填补了AH-56留下的空缺,获得大批订单。

S-71先进攻击直升机(AAH)

S-71是UH-60“黑鹰”直升机的武装直升机版本,西科斯基在1973年向美国陆军提出该机方案,与波音伏托尔、贝尔和休斯三家公司一起参加美国陆军先进攻击直升机(AAH)项目进展,最后贝尔YAH-63和休斯YAH-64进入最后的原型机竞争阶段,西科斯基的武直能力再次失败。

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YAH-63与YAH-64

在洛克希德YAH-56“夏延”原型机在研发中持续经历多年技术问题后,美国陆军在1969年取消了该项目,并在1973年发起了先进攻击直升机项目,此时正是西科斯基YUH-60A和波音伏托尔YUH-61A进入战术运输直升机系统(UTTAS)原型机竞争阶段的第二年,该项目最终诞生了著名的UH-60“黑鹰”直升机。

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YUH-60与YUH-61

从AAFSS项目中吸取教训后,美国陆军在AAH的要求上更为务实,放弃了对200节(370公里/小时)巡航速度的不切实际要求,使这种全新AAH武直最终要求上与UTTAS非常接近,例如1200米/35摄氏度条件下的巡航速度和垂直爬升率,以及航程要求都与UTTAS类似,两种直升机的许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

设计研究也证实这种新型武装直升机在总重量上也会接近UTTAS。基于两种直升机在性能指标上的高度相似性,西科斯基决定利用自己UTTAS方案的关键系统来设计一种具有全新前机身的武直方案。

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波音AAH方案全尺寸模型与AH-1G

西科斯基提出的S-71方案沿用了YUH-60通用战术运输直升机系统(UTTAS)的发动机、旋翼、减速器,以及部分尾梁、垂尾、平尾和尾轮部件。全尺寸模型显示该机具有与YUH-60A相同的低置主旋翼、固定式后掠平尾器和宽弦垂尾。如果S-71能顺利进入原型机研发,那么这些设计也会根据UTTAS试飞进展进行相应变化。

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经过进一步细化并涂上迷彩的S-71模型,后机身完全沿用YUH-60A

S-71的前机身是全新设计的,具有串列双座驾驶舱,传感器吊舱位于机鼻下方,机腹则由机炮转塔,主起落架支柱被整流罩包裹,机身中部具有武器挂载短翼。

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该机下单翼具有S-66的遗风

S-71与UH-60直升机共享昂贵的升力和推进系统,将能显著降低研发和制造成本,对于美国陆军节约操作费用也大有好处。所以波音伏托尔也根据同样思路在AAH竞标中提交了派生自YUH-61A原型机的武直方案。但最后两种方案都没有被军方选中,入围的是贝尔和休斯公司的全新设计。

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与“黑鹰”的高度通用化有助于降低S-71的采购和操作成本,不过美国陆军不差钱

美国陆军这么做的原因很简单,仅仅是出于把UTTAS和AAH两个重大项目都交给一家公司去做会产生过高风险的担心,这让西科斯基的如意算盘再次打了水漂。


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