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为什么黑鹰直升机会诞生需求决定一切,美国

来源:格林纳丁斯 时间:2023/3/29

从伞降到直升机——空降部队的重要性

凭借其响应速度和部署精度,运输型直升机(TransportHelicopter)能够快速将作战部队投入战区,这种航空器的出现深刻改变了现代局部战争的形态。在年6月份,随着盟军准备强行登陆法国被占领区的沙滩——诺曼底(Normandy),他们有成千上万的伞兵作为先头部队,还有更多的空中突击部队和由大量的突击滑翔机投运的装备。纵观整个“诺曼底登陆”,空降和空中突击部队在促成此次行动成功方面发挥了至关重要的作用,但是从另一方面来说,这些部队强行登陆(包括伞降以及突击滑翔机的损耗)所花费的成本和代价是“难以估量”甚至“令人恐惧”的。

随着二战进入尾声,空降部队的未来却笼罩上了一团疑云。在二战期间,几乎每一次重要的伞降行动都会伴随着数量巨大的兵员伤亡。但至此为止,伞降部队仍然是进行远距离奔袭突击作战的“唯一选项”。因为没有更好的选择,伞降部队在美国陆军的结构体系中仍然保持着相当的地位。不过,此时空中突击作战行动已经在进入发展大跨越时期的“前夕”了。

△伞降部队对于上世纪早些年的大规模作战而言算是不可或缺的

运输型直升机(配备有基本的武器装备)作为一种战区兵员运输的航空器的潜力很快就被军事战略家所发现。第一种真正实用的直升机诞生在上世纪30年代末、40年代初,尽管当时西科斯基开发的这种轻小型单旋翼带尾桨直升机其性能仍然很有限——只能运送基本的信件,也不具备客舱——但是其运送兵员、装备和物资的潜力却得到了充分的认可,乐观的美国军方战略家认为直升机势必能够成为一种可以飞越敌方防线,朝着目标战区投运任何他们想要投运的东西的航空器。

△简明的早期直升机发展历史,年西科斯基VS-型直升机的诞生意味着真正实用的直升机出现了

在东北部半岛作战中,美军很有限的应用了直升机参与作战,效果勉强符合预期,但当时主要是作为医疗后送的航空器而存在的。之后,英国在马来半岛、法国在阿尔及利亚都成功地“展示了”直升机在局部作战中的出色能力。然而,早期的直升机毕竟性能相当有限,负载能力弱、可靠性差,所以其任务适用范围仍然相当小。

不过在看到英国和法国在苏伊士、马来半岛和阿尔及利亚等地区成功有效地应用直升机进行战术部署之后,美国陆军心动了,并很快决定要大力推进其自有的直升机空降突击战术概念。一名曾在婆罗洲参与军事任务的英国军官曾经说过:

“于我而言,6架直升机加上60名士兵远比名徒步作战的士兵来得更有价值。”

这句话无疑说出了美国陆军当时的心声,在美国陆军高官的积极推动之下,很快他们就成立了第一支全面装备直升机的作战单位——第1空中骑兵师(1stAirCavalryDivision)。

从休伊到通用战术运输机——美国陆军的“野望”

不得不说,美国陆军还是很幸运的。在他们推动直升机战术的同时,涡轴动力的直升机开始出现了,配备有涡轴发动机的直升机其可靠性大幅提升、运载能力也大有增强,这样一来,就把美国陆军的“直升机机队野心”真正推向了实际可行的阶段。

在中南半岛的热带雨林中穿梭的贝尔UH-1休伊直升机绝对是美国越南战争最具辨识度的画面。数以千计的休伊直升机被美国陆军投入到了越南战场,这些直升机呼啸而过,或将美国大兵投入前线,或将伤员病员运往后方。可以说,休伊直升机是美国陆军在越南战场上至关重要的航空器,没有之一,不过随着越南战争越来越胶着,到上世纪60年代中期,美国陆军开始考虑更换一种新型的直升机来代替休伊。

休伊直升机可谓是军用直升机的先驱,而当装备涡轴发动机之后,这些直升机的性能增幅相当显著,让美国陆军看到了军用直升机性能有进一步增强的巨大潜力。热休伊直升机当然不是美国陆军心目中最理想的战争机器,尽管这位老将在越南战场上的表现还是相当出色的,不过该机也确实很脆弱——大量的休伊直升机被北越的地面火力轻易摧毁,伤亡惨重。所以到了六十年代后期,美国陆军开始提出一个新的需求:他们需要一种新型的、作战能力更强的机器来最终取代在役的休伊直升机。

这一项需求在年1月份被美国陆军明确为一份赫赫有名的项目,也就是“通用战术运输飞机系统”(UTTAS;UtilityTacticalTransportAircraftSystem)。美国陆军要求直升机制造商们为其提供可行的方案,这种方案需要是一架新的直升机,相比休伊直升机,它需要能够承载更大的载荷、以更快的速度飞行并能够飞越更远的距离。与此同时,相比所有的早期直升机,这种全新的直升机还需要有更强的自我防护能力和可靠性,以使其能够在形势复杂的战场上生存下来。

△在越南战场,休伊直升机的坠毁可算是美军的日常

很多公司都像美国陆军提交了方案建议书。最后的两家竞争者就是波音·伏托尔和西科斯基公司。两家公司都被要求制造5架原型机,其中3架要用来进行飞行测试,剩下两架则用来进行地面测试。西科斯基公司的优势就是早在美国陆军提出该项目之前就已经着手进行了大量的新技术的试验,希望借此来探索能够用于发展新型直升机的尖端技术,这些试验大部分都在改装的S-61和S-65型运输直升机上进行,除此之外,西科斯基公司还着手打造了一架武装直升机S-67(当时惯常被成为炮艇直升机/GunshipHelicopter)。

△西科斯基公司的S-67武装直升机,该机以出色的机动性闻名,但最后坠毁了

通过各种试验性质的项目探索,西科斯基公司积累了大量新技术,在此基础上,西科斯基通过公司内部竞争筛选的方式,最终打造出了内部代号S-70的竞标方案。而波音·伏托尔公司给出的设计方案则是一种采用复合材料主旋翼系统的直升机,被称为模型。两家的竞标方案提交给美国陆军之后,分别被定性为YUH-60A和YUH-61A(其中Y一般就是指代原型机的意思)。两种直升机的动力装置都是采用的通用电气(GE;GeneralElectric)的T型发动机。年10月17日,西科斯基公司的UH-60A率先完成了首飞测试,六周之后,也就是11月29日,波音·伏托尔公司的YUH-61A也进行了首飞测试。

△波音·伏托尔公司打造的YUH-61A直升机

超出美军预期——西科斯基夺得“通用战术运输机”胜利果实

“通用战术运输机”对美国陆军而言是其发展过程中的重要一笔,所以美国陆军上下对于此次项目竞标都非常重视,为此,从年开始,美国陆军对竞标直升机展开了相当全面且严格的评估工作。当时,美国陆军由于受到越战的影响,最看重的就是直升机的可靠性和生存能力,而关于这些方面的考验很快就来了:在一次原型机的飞行测试中,一架YUH-60A发生了严重的坠机事故。在早期的设计评估中,这种程度的坠机事故很有可能会导致机组成员的严重受伤,然而事实上,尽管该机在坠落过程中,旋翼由于猛烈击打林木导致整个旋翼系统受损严重,但是机组成员却几乎没有任何严重受伤。更让美国陆军的高官印象深刻的是当救援部队赶到坠机地点为这架原型机更换了一套全新的桨叶之后,该机竟然还能自行飞离林区,根本不需要任何其他航空器的帮助!

年11月23日,美国陆军正式通知西科斯基公司成为了“通用战术运输飞机系统”项目的最终获胜者。西科斯基公司也顺利时收到了美国陆军的第一笔订单:3架预生产型的直升机和15架生产型的UH-60A直升机,此时,美国陆军也正式赋予了这种新型直升机一个响亮的名字“黑鹰”(BlackHawk)。年10月份,第一架生产型的黑鹰直升机完成了首次试飞,并在次年夏天进入了美国第空中突击师。年,黑鹰直升机于格林纳达地区完成了其首次实战亮相,在此次参战中,黑鹰直升机以优异的性能证明了该机的作战损伤耐受性能达到了美国陆军的期望。有一次,一架黑鹰直升机在飞越过程中遭受到了来自地面的猛烈机枪和机炮火力攻击,并最终在防空高射炮的密集轰击情况下幸存下来了,事后,美国陆军针对此次防空火力的打击密度进行了UH-1休伊直升机的生存可能性进行了推演,结果表明,休伊直升机大概率无法生还。

△年,在格林纳达地区行动的黑鹰直升机

相比于休伊直升机,黑鹰直升机更快、更可靠并且负载能力更大,所以它当之无愧成为了美国陆军的主力通用运输直升机,从此开始为美国陆军的各种战术兵种进行垂直兵员运送任务。

面向需求,创新取胜——杰出的UH-60A设计

△UH-60A顶部视图,黑鹰直升机独特的桨尖后掠设计清晰可见

从设计上来说UH-60A仍然采用了经典的单旋翼带反扭矩尾桨布局,其中主旋翼和尾桨都是4片桨叶。在早期的黑鹰直升机设计中,其水平尾翼及操纵舵面的组合(也就是“安定面”)被安装在垂直尾翼的靠近顶部,不过到了后来的生产型黑鹰直升机中,这个水平安定面就被移动到了垂直安定面的底部。黑鹰直升机的旋翼桨叶抗弹击损伤容限非常高,一方面是得益于黑鹰较宽的桨叶弦长设计,另一方面则是得益于桨叶先进的结构设计。该机在桨叶结构设计中大量采用了复合材料和玻璃纤维材质,并采用了钛材翼梁,桨叶的前缘还采用了镀镍设计,进一步增加了桨叶的牢靠程度。黑鹰直升机的尾桨也是复合材料制造的,并且设计了20°的倾斜角,而并非像例常直升机那样尾桨平面是竖直的,据说这样的设计一方面可以降低尾桨噪音,另一方面还可以提供部分尾部升力,以提供更大的重心变化范围。

△黑鹰直升机的正视图,可以看到其尾桨倾斜的角度

最早的黑鹰直升机原型机和生产型号不同的地方还有原型机设计了一个固定迎角的安定面,最初的迎角设定会导致该机产生不合理的抬头现象,为此,设计师们只能通过反复试验来改变安定面配置来确保机身的姿态稳定性。原型机还设计了可收放的起落架尾轮,并且有着不一样的机身和发动机排气设计。

除了性能需求之外,美国陆军对于先进武器装备还有一个重要的要求就是需要它能够方便、快速地部署到世界各地。美国陆军对于“通用运输机”提出的相应要求是新型直升机应该能够在进行工作量最小的拆卸任务之后就能够通过标准的美国空军运输机运输。由此,黑鹰直升机采用了长而矮的设计,而且主旋翼又采用了简单的可收缩设计,使得该型直升机能够通过简单的桨毂调整和桨叶折叠之后就装入到洛克希德C-大力神运输机中。C-能够运载一架黑鹰直升机,而洛克希德C-B星式运输机则能够运输两架黑鹰直升机;洛克希德C-5银河运输机能运载六架黑鹰直升机。不过后来美国空军用波音公司的C-17环球霸王Ⅱ取代了C-B,C-17的运载能力更强,可以一次运输3架或者4架UH-60(取决于不同配置)。

UH-60A直升机由两台通用电气T-GE-涡轴发动机提供动力,每台发动机设计功率为轴马力。这是一型在品质上能够与黑鹰直升机“媲美”的发动机,可靠性同样相当出色。这些发动机即便在遭受能够漏光所有机油的战斗损伤之后,仍然能够保持至少30分钟的正常运转时间。为了启动主发动机并且在地面开车的时候提供动力,黑鹰直升机还配备了一台T62T-40-1辅助动力单元(APU;AuxiliaryPowerUnit),这台发动机能够提供轴马力的功率,其位置被安排在两台主发动机的中间。黑鹰直升机的油箱也都设计了装甲防护,能够抵御轻型武器的火力打击,同时也是防撞击的。UH-60A的最大速度在千米/时左右,不过该机的最大巡航速度一般都在千米/时上下。在标准的油箱配置下,UH-60A的不加油航程大概在公里左右。

UH-60A采用了轮式起落架,配备了重型减震器,能够在硬着陆的情况下保护全机免受损伤。三点式轮式起落架其中两个主轮在机身前侧,一个尾轮在机身后侧。UH-60A也能改装宽大的滑雪板式起落架,从而使其能够在沼泽地面或者冰雪地面起降。

△黑鹰直升机的侧视图,可以清晰看到起起落架轮的位置排布

UH-60A能够搭载3名机组成员,包括两名飞行员和一名机工长或者炮手,三名成员座椅都有装甲防护,这些装甲能够耐受23毫米的炮弹打击。正常情况下,后部客舱可以容纳11名全副武装的美国陆军步兵战士,而如果是在紧急情况,黑鹰还可以拆除部分机载设备,最多容纳20名全副武装的步兵。如果把8张兵员座椅拆除的话,UH-60A还可以装在4副担架,从而承担医疗后送任务(MEDEVAC)。UH-60A的机舱两侧都装备了滑门。

△这是一架医疗后送配置的UH-60A黑鹰直升机

UH-60A的腹部挂钩可以承受磅(约公斤)的外部负载,这足够该机吊起一门毫米的火炮或者一辆轻型军用悍马。

在自我防护方面,UH-60A可以在座舱后方的侧窗上挂载一挺机枪。在UH-1休伊直升机上,机枪是直接安装在侧滑门处的,但是美军很快就发现这样安装使得兵员进出直升机舱特别不方便,所以在黑鹰上就改为挂载到侧窗上了。早期的UH-60A上装备的是安装在M武装子系统上的M-60D7.62毫米机枪,后来更换为通用电气的M.62毫米6管加特林轻机枪,也有些UH-60A装备的是FNMAG机枪的衍生型号M。UH-60A也会装备M通用撒布器,从而可以投放箔条或者红外干扰弹来保护自己。

△在兵员投送方面,黑鹰直升机的效率可谓相当之高

美国是“直升机大国”,美国军方在役的直升机数量可能比世界上其他国家在役的所有直升机加起来还要多,其中黑鹰、阿帕奇、支奴干、超级种马、鱼鹰等直升机(或者倾转旋翼机)对于大多数人来说都是耳熟能详,但是如果说一定要从其中选择一架直升机作为美国直升机(“AmericanHelicopter”)的象征的话,我认为那必定就是黑鹰直升机——只要有美国军队部署的地方,你总能看到黑鹰直升机——这种三军通用直升机的装备数量和可靠性正可见一个国家在直升机技术方面的底子!

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