S-64直升机 :美国双发重型直升机

更新时间:2024-09-21 00:32

S-64直升机是一款美国双发重型直升机,最初是为执行军用运输任务而设计。该机型于1962年5月9日首飞,1969年S-64E以外挂式运输直升机形式获得民用机型合格证。目前,埃里克森公司(Erickson Air-Crane)已购买了S-64型号合格证,并正在全球范围内营销其改进机型。S-64直升机共计交付100架。

结构特点

六桨叶旋翼;四桨叶左侧尾桨;两台普-惠JFTD-12涡轮轴发动机;非收放前三点式起落架;驾驶吊舱和梁式机身;尾翼顶部安装右侧安定面。

S-64“空中吊车”。该机安装涡轴发动机而不是S-60的活塞发动机。S-64的主要任务是重型货物运输,外部货物吊装系统可以快速、安全、高效地周转货物。该机的任务后来扩展到挂载人员吊舱进行部队运输。

项目启动后第13个月的1962年5月9日,S-64原型机就首飞了。仅两个月后该机就飞到佐治亚州本宁堡进行美国陆军评估,到此时所有一切都是公司投资的。

美国陆军花1300万美元购买了6架S-64进行评估,该机获得了CH-54A“塔赫”的军用编号。其中4架被派往越南进行实战评估。德国政府也买了两架用于评估。接下来陆军订购了生产型,而德国没有选择“空中吊车”,订购了传统的CH-53A直升机。

该机最初的西科斯基编号是S-64A,随着生产的进行,进行了几项改动和性能提升,其中包括了宽弦旋翼,西科斯基编号改为S-64E,但军用编号还是CH-54A。在进行了一年的生产后,“空中吊车”进一步进化到CH-54B/S-64F构型。

产品历史

1955年伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基第一次公开谈论了他所设想的起重直升机,这种直升机装载货物不是装进机舱而是吊挂在外部的。

由于无需货舱所以机身可以做成简单的梁式结构,机身上方安装传动系统,前下方悬挂驾驶舱。西科斯基还在驾驶舱内安排了一个后向座位,在吊装货物时,该座位的飞行员就像吊车操作员那样控制起重绞盘,并精确操纵直升机悬停在货物上方。起重直升机运送的货物不受货舱尺寸的限制,并且由于飞机结构简单,可以大大降低生产和运营成本。

1958年1月联合飞机公司发行的《蜂巢》内刊中刊载了一篇标题为《明天的飞行吊车》的文章,作者是弗兰克·J·德莱亚尔。披露了西科斯基飞机公司正在研制一种吊挂货物、没有货舱的奇特直升机。文中还提到西科斯基的S-58直升机在最近成功完成了电线架设工程,在不到两天的时间里就在崎岖陡峭的山区架设了63根电线杆,如果按传统方法的话则需要65天。文章还提及了另外一些类似案例。

西科斯基设想的起重直升机具有三个重要优势:

1、飞行员具有无阻碍的360度视界,可无障碍观察整个吊装和运输过程。也就是说驾驶舱四周通透,内部可以布置两个座位,一个超前一个朝后。

2、起重系统不仅可使直升机在悬停中吊装普通货物、卡车或坦克之类的车辆,还能在直升机停在地面上时吊装电线杆、木材、管道这类的超长货物。

3、与传统直升机相比载重量更大,并且相同产量下的生产成本更低。

模型的重要作用之一是验证驾驶舱旋转座椅,该座椅在装卸货物时可以向后旋转180度。在上面两幅照片中西科斯基先进设计部首席设计师Ed·卡曾伯格和先进概念组负责人乔治·霍华德正在测试旋转座椅。

构型特点

与之前的S-60一样,S-64“空中吊车”的最大特点也是没有机舱,只有一个简单的梁式机身用来吊装外部货物。该机安装两台普惠JFTD-12涡轴发动机和全新的传动系统。直径21.95米的旋翼发展自S-56/S-60,但改为6叶式,同时增大弦长以增加桨叶面积。

该机采用前三点式起落架,与S-60相反,因为这种起落架的地面机动性更好,这也是S-60在试飞中取得的经验教训之一。为了在大迎角降落中保护尾部,该机在尾梁末端安装了尾撬。座舱布置在机身下方,增加了第三名面朝后的飞行员座椅,他负责装卸货物。座舱可容纳5名乘员——正副飞行员、后向飞行员、两名机械师。因为该机被设计要长时间在偏远地区作业,所以额外搭载两名机械师是必须的。该机的另一个有趣特点就是发动机和减速箱部分没有整流罩,因为该机的速度不快,有没有整流罩完全不重要,同时还能简化维护、降低成本、减重。

变速器向左侧倾斜3度,而不是垂直安装,以确保直升机挂载货物悬停时保持水平,结果CH-54在巡航飞行和机鼻朝下平飞时座舱是右倾的。

任务系统

与S-60不同,S-64没有安装旋转座椅,而是增加了固定的后向座椅。S-60的经验表明需要一个单独的后向飞行员。

S-64的后向座椅首次在直升机上应用线传操纵系统,该系统有两种模式,一种是飞行员通过增稳系统伺服系统操纵直升机,但权限较低。另一种通过自动驾驶仪伺服系统操纵,能全权控制,并且能使正副飞行员的操纵杆做同步运动,这样其他飞行员也知道后座的飞行动作。在紧急情况下前座还能越过伺服系统直接操纵,因为他们的操纵杆是通过弹簧和磁闸连接到伺服器上的。

该机机身下安装了一个9072千克吊运能力的绞车,可进行单点吊运。绞车具有补偿系统,直升机悬停时可自动收放吊缆以使货物保持恒定的离地高度。此外CH-54机身下方还有4个吊运能力2268千克的小型绞车,可以灵活地吊运货物。为了方便在地面装卸货物,该机的起落架可以缩短。

性能参数

凭借旋翼的非线性14度扭转,S-64F具有当时西科斯基旋翼的最高悬停效率——0.73,而CH-53的悬停效率是0.69。但因旋翼高扭转在高速下造成的高应力,使S-64F的最大速度被限制在204千米/时。美国陆军接收这一点,因为该机的任务是吊装货物,慢一点也无所谓。

凭借简单的机身结构,“空中吊车”的空重和总重比低至0.42(S-64F)。不装货时直升机的性能惊人。“空中吊车”打破了数项高度和爬升纪录。S-64F的最大平飞高度达11010米。

生产历史

1965年7月30日该机获得FAA型号合格证,1969年开始生产CH-54B。

西科斯基飞机公司为美国陆军生产了54架CH-54A和35架CH-54B,为商业用户生产了12架S-64E/F(其中两架被退货,翻新后重新出售)。

1968~1976年间西科斯基公司向商业用户出售或出租了10架“空中吊车”。俄勒冈州梅福德的埃里克森空中吊车公司购买了其中的7架,该公司使用S-64进行伐木、消防和建筑作业。到80年代,森林消防成为埃里克森的主营业务。

1992年西科斯基公司同意向埃里克森出售“空中吊车”的型号合格证,向后者移交了吊装10吨的S-64E和吊装12.5吨的S-64F在全世界的制造和支持权利。埃里克森购买了一批美国陆军退役的CH-54A/B进行翻新,到2000年还保有18架。埃里克森还在国际上销售“空中吊车”,其中一些至今仍在服役。

1995年CH-54从美国陆军退役。

型号演变

1968年西科斯基飞机公司向美国陆军提交了更大型的S-64B方案,该机采用直径24.08米的旋翼和三台发动机,以及全新的传动系统。该机的发动机可在通用电气T-64-GE-16和莱康明T-55-l-11间进行选择。载重17.9吨,总重22680千克,超载起飞重量29347千克,空重12097千克。吊装货物时最大速度185千米/时,空载时最大速度241千米/时。这个方案没被军方采纳,但三发布局和新旋翼成为CH-53E的基础。

起重直升机的基本概念被陆军融入到重型空运直升机(HLH)中。西科斯基飞机公司波音公司伏托尔参加了项目招标,1973年波音-伏托尔的纵列双旋翼交叉式直升机XCH-62获胜。波音的直升机具有两幅28.04米的纵列旋翼,总重53524千克。该项目进入了研发阶段,但因研制困难而在1974年被终结,没有投产。

CH-54A

最初的机型。交付美国陆军。

(还有一些以CH-54命名的军用机型)

发生事故

N189AC“Gypsy Lady”

2006年10月1日在加利福尼亚州Ojai坠毁。在为USFS操作时,Erickson S-64钩住了一个浸入式油箱,直升机翻滚并坠毁。

N198AC“Shirley Jean” - S-64F

作为I-SEAD出售给欧洲Air-Crane c.2006; 2007年4月26日在意大利坠毁。飞机在碰撞后的火灾中被毁。

N248AC“Aurora”-S-64E

以极光状态机场命名。哥伦比亚直升机之家,前飞机所有者[。 2004年8月26日在科西嘉岛坠毁,杀害了其加拿大飞行员和法国副驾驶。CH-54直升机由内政部包租,在法国地中海科西嘉岛上扑灭火灾。

精确参数

一般特性

乘员:3(飞行员,副驾驶员),加上一名工程师或后方观察员

容量:最多5人

有效载荷:20,000磅(9,072公斤)

长度:70 ft 3 in(21.41 m(fuselage))

转子直径:72英尺0英寸(21.95米)

身高:18英尺7英寸(5.67米)

盘面积:4070平方英尺(378.1平方米)

空重:19,234磅(8,724公斤)

最大 起飞重量:42,000磅(19,050公斤)

发动机:2×普惠公司 JFTD12-4A(T73-P-1)涡轮轴发动机,每个4500立升(3,555千瓦)

产品性能

最大速度:109节(126 mph,203 km / h)

巡航速度:91节(105英里/小时,169公里/小时)

航程:200海里(230英里,370公里)最大燃料和储量

爬升速率:1,330英尺/分钟(6.75米/秒)

参考资料

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