“黑鹰”系列

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  1976年签订的“黑鹰”生产合同是西科斯基公司有史以来赢得的最为重要的合同。它为公司的生产基地奠定了基础,基地持续发展壮大,维系时间比最初预想的还长。“黑鹰”生产合同不但为这一新型通用直升机及其系列型号开辟了新的美国军方市场,还开辟了国际市场。赢得这一项目,西科斯基公司能够向全球市场提供由美国陆军鉴定的高技术通用运输工具。由于陆军的严格要求,UH-60A“黑鹰”得到了良好的设计,被证明可以适应范围非常广泛的军事任务。“黑鹰”的性能和强度裕量,机舱布局的有效比例已使其成为一种独特的多任务型直升机。此外,它的可靠性和生存性特点也是世界上其他任何通用直升机所无法比拟的。
  与当时可供使用的备选直升机相比,性能操作上的优势是“黑鹰”及其系列型号在开放竞争的市场被广泛接受的主要原因。此外,美国政府长期对“黑鹰”“海鹰”项目的支持是国际客户考虑的一个重要因素。他们对政府持续支持和产品改良的信心帮助“黑鹰”的各种型别成为通用直升机的不二选择。
  “黑鹰”“海鹰”及其系列机型的生产为西科斯基公司的业务基础带来了极大的好转。由于“黑鹰”项目,H-60机型占据了生产的主导地位,这也帮助了工厂产量恢复到接近历史最好水平。由于这些机型的空重大约是S-55和S-58这些高容量机型平均重量的两倍,当使用直升机交付重量而不是使用直升机交付架数来衡量时,西科斯基公司的总产量实际上已经超过了之前的产量,按年定值美元计算的销售总额也超过了历史水平。
  下面我们将按照研制的年代顺序介绍满足美军各兵种不同飞行任务要求的“黑鹰”直升机的主要型号。这些型号都是用来满足美军各部门的不同飞行任务的要求。其中许多型号后来被25个国际客户选中并进行改装,以适应其独特的任务要求。各种用于国际销售的S-70机型可以从西科斯基公司直接购买或作为对外军事销售(FMS)通过美国政府购买。
  任务设备、武器系统、通信/导航系统、航空电子设备系统,以及各种改型的特点只是“黑鹰”系列配置在一个时间点上的缩影。新技术提供的改进功能和由于任务所需要新的性能使得“黑鹰”系列的升级和改良从未间断。
  经过设计、鉴定、投产的每一种“黑鹰”的新改型机型都有能力继续改型,从而建立自己的改型“后代”。一些改型反过来衍生了美国军方的新改型,而另一些则已衍生了一些新的国际机型。每一种新的改型都增加了独特的特点、设备和性能,这些也为更先进机型的产生奠定了基础。纵观“黑鹰”系列,在扩大市场方面三个尤为突出的型号产生了最大的影响,它们分别是SH-60B、UH-60L和UH-60M。
  SH-60B“海鹰”为新的H-60通用直升机创造了显著增长的潜在市场。“海鹰”直升机尤其重要,因为它开启了舰上飞行的大门,对于舰上飞行来说结构紧凑、叶片自动折叠和许多海上功能是至关重要的。此外,海军为“海鹰”还研制了包括功率更强大的发动机以及性能提升20%的传输系统,同时加强了飞行控制。所有这些改良成为了美军“黑鹰”机型UH-60L的设计基石。
  UH-60L正式投入生产前,约有1000架UH-60A已交付使用。L机型因为它不寻常的重量增长,其维护性能支出比A机型低。由于L型采用了“海鹰”基本型的推进系统,远远超过A机型的能力,UH-60L表现出了出色的飞行性能,这也使得UH-60L能够为美国军方和国际运营商创建一个新的“黑鹰”家族。
  第三种被认为对通用直升机市场产生重大影响的“黑鹰”改型是UH-60M机型。它是第一个采用空气动力学和电子技术新技术的型号。M型的旋翼系统是“黑鹰”/“海鹰”系列中第一个利用先进旋翼-桨叶气动技术和结构材料技术的型号,在“黑鹰”首次设计时还没有此项技术。它还吸纳了西科斯基公司为S-92的民机项目开发的振动控制技术中的主要成就。此外,其综合驾驶舱和航空电子系统也是在未来的战场中取得成功的关键。UH-60M的性能范围与改进,包括电传操纵飞行控制系统的建立,为系列型号的后续研发搭建了平台。
  美国海军SH-60B“海鹰”
  “海鹰”是“黑鹰”的第一代改型,其构型对UH-60A进行了重大修改。“海鹰”独特的功能和设备,旨在提供舰上的兼容性,为舰载型打开全球市场提供机会。这些性能又反过来为美国和其他国家海军部队带来了SH-60B的几个主要改型。其结果是“海鹰”直升机催生了自己家族的衍生型号。现在有600多架“海鹰”在全球服役,其中美国海军超过350架。西科斯基公司对海军“鹰”系列的编号是S-70B。
  20世纪70年代UTTAS的原型机正在研制过程时,美国海军就开始规划新一代直升机系统来接替卡曼SH-2“海妖”直升机。为降低对陆军的投资成本,并计划长期的生产,这个新系统的要求要围绕美国陆军UTTAS规范。海军计划认识到,对“黑鹰”直升机的改型需要适应海洋环境,并要携带独特的电子传感器和机载武器以满足反潜战(ASW)和反舰战(ASST)的要求。计划还合并了一系列专门为保护航母特遣部队、救援、船只补给,以及其他海军任务的配置要求。
  1976年,在得到UTTAS生产合同后不久,西科斯基公司基于其UTTAS设计开始把重点放在为美国海军建立一种新型的反潜战/反舰战直升机。当时猜测波音公司也可能对海军的要求做出反应,将它的YUH-61A UTTAS机型向海上飞行转变。当时在西科斯基公司内部有人担心国防部可能不愿意只依赖于西科斯基这一家公司为陆军和海军研发和生产新的通用直升机。另据了解,尽管波音公司失去了UTTAS生产合同,但却仍在继续完善其YUH-61A。这一努力主要体现在采用独特的传动机身隔振系统进行减振。也有传闻称波音公司的减振并没有像西科斯基公司两年前所做的那样——通过提高旋翼来改良“黑鹰”的构型。
  在西科斯基公司,SH-60B的设计任务被分配给了弗雷德里克,他是具有 Kaman LAMPS Mark I直升机反潜战航点综合设计经验的年轻工程师。他的设计团队使西科斯基公司成功获得UTTAS合同,同样的管理指导方法响应了海军的招标书,这完全顺应所有海军招标要求。此外,团队的目标是实现与陆军UTTAS直升机具有60%的共性。   随着西科斯基公司和波音公司的UTTAS机型改型方案的提交,海军还审查了由贝尔、卡曼,英国的韦斯特兰,德国的MBB等公司现有机型的改型。然而,他们都属于5吨级重量小机型,无法满足任务需求。
  标书是在1977年4月提交的,经过了一个漫长的评估期,美国海军于1978年年初做出了选择。西科斯基公司的“海鹰”设计入选。因为它与UTTAS具有部分共性从而降低了寿命周期的费用,还因为它最适合海军的需求。
  美国海军在1978年2月授权了“海鹰”的全面研制。西科斯基公司的YSH-60B“海鹰”原型机在签订合同后的22个月即1979年12月首飞。第一批SH-60B生产型于1983年2月首飞,1984年开始服役。
  SH-60B的首要任务是执行海军的反潜战和反舰战任务,而次要任务包括搜索、救援和后勤支援。在反潜战任务中,“海鹰”的基础性作用是充当海军的轻型机载多用途系统的平台。这个系统被称为LAMPS Mark Ⅲ。
  LAMPS MarkⅢ系统由声音传感器(探测潜艇)和雷达(探测舰船)组成。它包括数据处理设备、安全的机队数据中继并携带声寻的鱼雷以摧毁潜艇。目的是寻找并清除航母周围大约 48千米区域内的攻击目标。安装在驾驶舱下方的天线罩装载有搜索雷达,它能给战斗指挥官提供大范围水面威胁状况。它还具有为战斗群的舰舰导弹指示目标的能力。
  “海鹰”的设计旨在新级别的海军舰艇上使用,如:FFG-7“奥利弗·佩里”级导弹护卫舰,DDG-963“斯普鲁恩斯”级驱逐舰,DDG-993“基德”级导弹驱逐舰,CG-47“提康德罗加”级导弹巡洋舰。许多“海鹰”构型的设计特点旨在实现与这些新舰的相容。舰载机库的高度、宽度和长度要求最终确定了“海鹰”的整体折叠配置,这类似于陆军航空运输要求对UTTAS设计的影响。然而,机库高度的要求并不像“黑鹰”直升机通过运输机来运送时那样苛刻。
  在设计和生产阶段,美国海军以一种新的不同寻常的方式来管理“海鹰”的武器系统集成。海军成为主承包商,总体管理西科斯基公司和IBM公司两个副承包商,西科斯基公司承制直升机,IBM公司则被选中整合舰船和直升机的电子系统。这两家公司都需要向海军报告。接口控制文件(ICD)被证明是“海鹰”计划最重要的文件。文件规定了安装、性能、重量和维修性的要求,并控制一体化的机载电子系统,这一电子系统被称为“任务设备包”。根据生产计划,西科斯基公司将相对的“海鹰”裸机飞到IBM的基地——纽约奥韦戈,在那里进行“任务设备包”的安装和测试。装配完的SH-60B从IBM基地交付海军。奥韦戈基地后来成为洛克希德·马丁公司的系统集成地。
  “海鹰”的设计变更最重要的地方在机体、旋翼、推进和武器系统。从UH-60A到SH-60B的机体主要改变是尾起落架向前移动了3.96米以尽量减少对小舰载着陆区的占用。此外,尾轮改为双轮以满足船舶甲板和支持面板结构的准则。但也必须通过采用特长的油压冲程来对着陆载荷进行限制,而这又需要建立一种特殊的汽缸涂料来减少摩擦。UH-60A起落架能抵抗11.58米/秒的垂直冲击,以满足抗坠毁要求。使用双油压能量吸收器使得“黑鹰”达到了高减振水平。但“海鹰”只要求5.18米/秒的抗坠毁能力,因此只需要一个油压吸收器,从而大大减轻重量。
  “黑鹰”机身也要做多处修改,如允许使用更大的抗坠毁油箱和安装声呐浮标发射设备以及传感器操作台和设备。增加了两个武器挂架来携带外挂,如鱼雷、深水炸弹和空舰导弹。声呐浮标发射器最早打算使用固定翼机上的海军系统,如S-2、P-3系列。声呐浮标是一次性的声音传感器,通过射入水中来监测和定位潜艇。虽然海军的弹药推动装置非常安全可靠,但对于“海鹰”来说还是太重了。每个爆炸弹药筒重1.36千克,发射25枚浮标就需要25个弹药筒。由于这一“致命”重量,西科斯基公司设计人员采用了气压方式来发射声呐浮标。气压概念研制成功,采用这种方式的发射器比常规发射器节省了42千克的重量。
  美国海军采用YUH-60A原型机进行了舰载试验后,决定采用自动旋翼桨叶折叠系统,而不是用手动折叠桨叶。他们发现,工作人员在旋翼头准备手动折叠桨叶时从上面跌落的危险很大,因为船摇摆运动的幅度很大。起落架的弹簧刚度加上2~3级海况下船的运动,使得在旋翼头进行维护的工作人员非常危险。因此安装了类似于其他舰载直升机的完全自动化的系统,同时“海鹰”使用了一种新型的电源系统。
  此前,西科斯基公司舰载直升机都采用液压作动装置来折叠桨叶,但是,“海鹰”采用了一种全电动系统的创新设计方法。这是一个非常成功的“第一次”,节省了可观的重量。旋翼的减重使直升机有能力在水面上紧急降落,这是一个重要好处。因为在高海况下应急漂浮时,如果直升机被迫降落在水上并放出漂浮气囊,上部重量越大,临界倾翻角就会越小。
  美国海军发起了一项计划以增加UH-60A的T700-GE-700发动机的功率并结合一些设计,以改善发动机在恶劣的海洋环境下的耐用性。计划把T700-GE-401发动机的功率从UH-60A“黑鹰”的1135千瓦提高到1243千瓦。计划发动机的功率是一直增长的,这开始于1988年中,“海鹰”采用的T700-GE-401C发动机达到了1390千瓦。
  为了适应这一功率的增量,“海鹰”传动系统的功率同时从UH-60A主减速器的2080千瓦升级到了2500千瓦。这是通过有选择性地增加齿轮面宽度,加强轴系,并在选定的区域扩大减速器机匣来实现的。发动机、传动系统和飞行控制系统组件的成功升级使得美国陆军把许多“海鹰”的功能应用在了UH-60L的改型上。这些升级的组件成为了后续许多“黑鹰”和“海鹰”改型的标准。
  美国陆军EH-60B SOTAS
  20世纪80年代初,美国陆军为了特种电子战任务开发了两款独特的UH-60A的改型。第一款是YEH-60B,它配置了陆军对峙目标捕获系统(SOTAS),SOTAS具有大型旋转雷达天线,用以侦察战场上的移动目标。UH-60A的主起落架被延长以为天线吊舱提供足够的离地间隙。但在天线放出使用时,起落架的油液缓冲支柱收起。美国陆军只设计了一架YEH-60B,从来没有投入生产,而是把精力转移到成熟的JSTARS(联合监视与目标攻击雷达系统)计划。   美国陆军
  EH-60A/C Quick Fix
  美军的第二款电子战机型是EH-60A/C Quick Fix,它投入了生产并服役于机械化兵团。这款改型的目的是配置美国陆军的Quick Fix ⅡB系统以拦截、监控、定位和干扰敌方无线电传输。为此,安装在尾部整流锥的四个偶极天线和可收起的天线提供了干扰功能,位于机身下方。这一款改型在1981年9月进行了首飞,当时它正处于一个全面的鉴定计划中,并随后投入生产。7年后,即1988年9月结束生产,共生产了66架。
  美国海军SH-60F直升机
  在SH-60B“海鹰”服役的两年后,美国海军开始研制SH-60F机型以替换老化的西科斯基公司的SH-3H“海王”直升机,以提供近距离的航空母舰战斗群反潜保护。F型的主要特征是安装了一个浸入声呐系统,可以在水上噪声比较大的区域(此时声呐浮标不是那么有效)探测接近航母的潜艇。
  SH-60F首次飞行是在1987年3月,在1991年开始服役于“尼米兹”级航空母舰。生产一直持续到1994年12月,共交付了76架。
  SH-60F保留了SH-60B的基本机体、推进和旋翼系统,主要变化是任务传感器设备和武器套件。由于SH-60F主要起降于航母的甲板,所以它不需要“海鹰”(由于需要在复杂海况降落在小型船只上)所需要的定位助降系留牵引系统(RAST)。此外,磁异常检测(MAD)设备和搜索雷达也被拆除,取而代之的是一个AQS-13F主动式浸入声呐。除了浸入式声呐,SH-60F还可以在需要的情况下放出主动或被动声呐浮标。携带了6个声呐浮标的手动加载重力发射器取代了气动声呐浮标系统,如前面SH-60B所描述。此外,SH-60F还安装了一种新的战术数据和通信系统、辅助燃油系统,以及可以挂载更多武器的挂架。
  SH-60B和SH-60F服役几年后,美国海军将其占主导地位的反潜任务合并到一种单一的机型——MH-60R中。这款“海鹰”的改型于1999年启动,能够完成所有水下战斗和反潜作战任务。因此,海军计划要求将所有B型和F型转换为MH-60R。
  美国海军HH-60H“救援鹰”
  1986年,美国海军开始研发一种特殊型号的SH-60F“海鹰”,它的首要任务是在各种天气和作战条件下提供战斗打击救援和战斗支持。这就是HH-60H,它配有一个红外干扰系统,(干扰雷达的)金属箔条/信号弹发射器、雷达告警接收器,以及与“黑鹰”直升机类似的发动机红外抑制系统。防御性武器包括规定的7.62毫米M60D机枪和7.62毫米GAU-17加特林机枪。HH-60H于1988年8月首飞,1989年3月开始服役。从那时起大约有45架HH-60H陆续服役。为配合前面已经提到的海军合并计划,HH-60H已被在2002年开始服役的MH-60S取代。
  美国海岸警卫队HH-60J
  “坚鹰”
  1986年,美国海岸警卫队在海军的HH-60H机身的基础上,开始研发一款新的中程救援直升机——HH-60J。它的任务是飞行483千米,搜查一个半小时,救援6人,并返回基地。为应付恶劣天气条件,HH-60J“坚鹰”配备了搜索/气象雷达,这使其机头驾驶舱非常独特。它也可携带前视红外装置(FLIR),安装在天线罩后下方。
  “坚鹰”可以在左舷外挂物挂架上携带两个454升的燃油箱,右舷挂架也可放置一个类似水箱。水上救援行动靠安装在右舷滑动门上方的272千克绞车完成,这也便于驾驶员观察。除了搜索和救援,“坚鹰”还用于执法任务,包括毒品堵截、环境监测和保护。1990—1993年,海岸警卫队已接收了大约35架“坚鹰”,散布于全国各地的机场。
  在多年海岸警卫队执行的众多直升机救援任务中,没有一次能比得上2000年12月17日的任务更能体现“坚鹰”的胆识和勇气。在这一天,183米的“海风”号轮船在距离弗吉尼亚州海岸225海里时遭遇大风,发动机舱开始进水。34名船员(无乘客)连同船只一起在10米海浪和60节的狂风中无助地下沉、摇摆。为了回应求救,海岸警卫队派出两架HH-60J,时间间隔为30分钟,此外还派出了一架C-130“大力神”。第一架到达现场的“坚鹰”编号SN6031,意识到在海水淹没船只以前,没有足够的时间把34名船员一一吊起。因此,他们放下一个会游泳的救援人员和篮子到后甲板上,用两分钟一次的频率每次吊起两人。期间,强烈的风浪一直冲击着“坚鹰”的驾驶舱。最后机舱里挤满了获救者,机组人员几乎关不上舱门。直到着陆后才知道被救者的具体人数,这次营救差点连燃油都用尽了。
  最后知道6031号拉起了26名遇难船只的船员,这创下了海岸警卫队HH-60J单架直升机的纪录。第二架到达现场的“坚鹰”编号为SN6001,在相同的恶劣气候条件下救起了剩余的8名船员。第二架“坚鹰”起飞后不久,“海风”号便沉没了。
  海岸警卫队队员的英雄气概和熟练驾驶技术受到了许多表彰。其中一个是由美国直升机学会在2001年授予救援飞行员的弗雷德里克·范伯格奖(Frederick L. Feinberg Award),该奖项专门奖励那些在上一年做出突出成就的直升机飞行员。
  西科斯基公司则授予了机组人员S形翼救援勋章(Winged-S Rescue Award)。这一奖项的佩戴式勋章以一个金色的S形翼(并有“救援”两个字写在公司标志上面)为标志,它是世界上飞行员和机组人员荣誉的象征。该奖项专门颁发给通过西科斯基公司直升机拯救人类生命的飞行人员。这是西科斯基公司的一个传统,由伊戈尔·西科斯基公司在20世纪50年代创立,现在这个奖项的授予是其至高无上的荣誉的传承。
  美国海军陆战队VH-60N
  良好的生存能力和性能使得UH-60A顺理成章地成为要员运输任务的候选机种。VH-60N的设计开始于1986年,分别结合了SH-60B/F和UH-60A构型的最佳设计特点。保留了许多已验证了的UH-60A防弹和抗坠毁设计技术,包括悬停红外抑制系统。此外,还设计了一些特别功能,即为对抗潜在的电磁脉冲干扰威胁而提供额外的加强措施。由于需要对要员运输直升机进行快速定位,因此UH-60A所有的空中运输特性都得到了保留,以便能够快速部署。   VH-60N于1988年开始服役,一共交付了9架。它使用“海鹰”的升级发动机、传输系统和飞行控制系统,内部采用要员风格配置,具有大范围的隔声功效。对安装的航空电子系统,许多都进行了升级,包括安全的全球通信能力,这由安装在机舱前部的无线电接收机来控制。
  美国空军MH-60G
  /HH-60G“铺路鹰”
  1986年开始研制美国空军的MH-60G,属于UH-60A的改型,是专为特种作战司令部执行特殊任务而研制的。这些任务包括远距离渗透和补给、特种作战部队的救援,以及被击落飞机飞行员的营救。机上安装的特种设备使其可以在夜间行动,并且可以全天候飞行。后来,升级的UH-60L成为计划中“铺路鹰”机身的基本型,从而创建出了专用的HH-60G。HH-60G担负的主要任务是搜索和救援,MH-60G也具有这种功能,但其首要任务还是执行特别行动人员的渗透和撤离。两种“铺路鹰”都可以在射手窗口配备两挺7.62毫米“米尼冈”机枪,或者为了压制火力在舱门口配备两挺12.7毫米机枪。迄今为止大约已交付100架“铺路鹰”,其中大多数是HH-60G。
  美国陆军MH-60K“黑鹰”
  陆军的MH-60K在许多方面与空军的MH-60G相类似,其采用这样的构型是用来为陆军特种作战司令部执行类似任务。MH-60K的早期机型是UH-60A,改进过后携带了红外传感器、夜视设备、红外干扰机以及特殊的导航/通信设备。这些早期机型编号为MH-60A,大约制造了30架。其替代者MH-60K的研制始于1987年,第一架原型机于1990年8月试飞成功,后开始了为期两年的飞行研制计划。在这期间,联邦通信系统部和西科斯基公司都是陆军的承制商。
  MH-60K具有远距离飞行的特性。通过扩大内部燃油箱(1363升)、配置空中加油探头,以及保留在机身上预留位置安装外部燃油箱系统(ETS)的能力,从而可以用来建立陆军的外挂物吊挂系统(ESSS)。MH-60K机上也配备了地形规避雷达,安装在其天线罩下面的是一具前视红外转塔。其防御装备除了压制火炮,还包括导弹告警接收机、一个箔条/曳光弹投放器和一个雷达预警系统。
  美国陆军UH-60L“黑鹰”
  UH-60L,最初开始于1987年。自从1978年UH-60A第一次装备部队以来,这是第一次对原先的“黑鹰”直升机进行大规模的升级改造。这次升级,主要是换装发动机。在这11年里生产了近1000架UH-60A,由于多次增加机身重量,造成性能下降,所以需要更换发动机来重新恢复性能。在此期间,“黑鹰”的构型日趋完善,其实战经验和所苛求的飞行时间有明显提高。
  陆军的使用经验指出了在项目开始之初所没有想到的功能和设备要求。此外,服役情况表明,直升机上某些部件的可靠性和耐久性需要加以改进。随着所添加的设备和功能以及某些部件的加强,相应地导致其重量增加从而造成飞行性能的削弱。人们清楚地看到,UH-60A的推进系统需要升级以提高飞行性能。这种认知导致了UH-60L的研制。在1989年“黑鹰”生产线也从A型号上升到了L型号,这标志着UH-60L开始正式生产运行,预计持续20年。
  L型对几个主要大部件进行了改动,包括发动机的升级,提高主减速器的耐久性,并加强了早期为海军的SH-60B“海鹰”项目所研制的飞行控制系统。升级的“海鹰”发动机,即陆军的T700-GE-701C发动机,它的中间额定功率可达1366千瓦,而原来的T700-GE-700发动机为1193千瓦。海军在改进减速器的耐久性之后,功率由A型号的2080千瓦提升到了2500千瓦。随着功率的明显提升,UH-60L不仅使因10年中增加的重量所削弱的性能得到了恢复,而且它所提供的性能余度使其执行可扩展任务的能力大大高于A型号。例如,其外部载荷能力从3629千克提高到4082千克,这样L型号就可以运输陆军的武器装备M1036高机动性多用途轮式车辆,包括“复仇者” 高机动性多用途轮式越野车。
  从1976年开始签订协议到UH-60A开始生产,“黑鹰”的重量变化就是一个为提高作战能力和产品可靠性来权衡重量与性能之间平衡点的过程。在其11年的生产期间,每交付一架A型直升机,其空重就增加近0.45千克,基本上是一个线性的变化。增加的每千克重量都会使性能下降,特别是垂直爬升能力。然而,即使是最后的生产型A型直升机,尽管其性能也相当不错,却也仍未达到陆军具体要求的最低标准。
  UH-60A的重量之所以被允许11年来一直增加,是因为在签署第一个生产合同之后,实施了一个非常成功的减重计划。自第一架生产型“黑鹰”直升机交付后,减重项目就减掉了233千克,从而使重量低于额定值要求。其减重的效果可达近5%的空重,就像一个真空吸尘器需要填补一样。在这种重量填补的热情下,又逐渐额外增加了160千克惯量超调重量。第一架交付的UH-60A的重量为4711千克,比4944千克的规范重量低了233千克,任务总重量也相应低于其规范值7502千克。这导致在垂直爬升时,速度从合同规定的146米/分上升到了305米/分以上,而且巡航速度也由147节提高到了l50节以上。
  无论如何随着重量的逐步增加,性能最终还是低于陆军具体要求的最低标准,即137米/分的垂直爬升速度和145节的巡航速度。最后交付的UH-60A重5104千克,而规范重量多年来已经增加到了5118千克,反映了自1976年开始生产以来发布的所有工程变更建议和技术要求变更通知的总体情况。
  UH-60A初始重量富余状态的优势和它在这个项目上的贡献程度是一个有启发性的、值得学习的经验。尤其重要的是新的UH-60A生产计划一开始就有足够的重量和性能裕度,从而保证了计划的可行性。早期制定的空重、性能和可靠性的正裕度都写入了生产合同的担保条款中。经济上的奖惩措施提供了强有力的动力。这些激励措施可能比简单应用其他管理项目的做法还要好。无论如何,结局是“黑鹰”直升机走向了成熟,成为一种多用途的直升机。   在生产协议谈判过程期间,西科斯基公司的设计师在开始设计的每一步都积极推行减重措施。在性能和可靠性方面也同样如此,这样做的结果就是在初始低速生产(LRIP)时期获得了多余的费用。不管怎样,这多余的费用不像确保这计划在陆军和国会上都能顺利通过那样重要。但毫无疑问,有效的重量裕度有助于维持计划的健康发展。如果西科斯基公司已交付的首架UH-60A是按其合同条款的空重值而不是还富余293千克重量的话,那么在计划的最初阶段,随着功能的增多以及重量的增加,它将会发现自己并不能满足陆军的具体需要性能的最低要求。在关键的垂直爬升性能上就比具体要求的最低标准低很多,这样就有可能会使计划延长,甚至取消。而且,充足的重量裕度会给机型的成熟提供足够的时间,并找到一种重新建立有效性能裕度的最佳方法。这就产生了新的基准型,即UH-60L。第一架L型机所恢复的关键性能在一定程度上的对比结果见下表。
  此图标出了A型号机随其生产年限所产生的空重趋势,以及L型号机在其头12年的生产期间所产生的空重趋势。特别强调了具有重要意义的构型变化,即在UH-60A的生产期间重量增加的变化。
  上页图中的数据点,包括UH-60L机型从1989年到2001年的制造数据都显示在数据图的右半边。L型机重量增长的幅度被认为不到A型机的一半,表明UH-60L机型的构型一直比UH-60A机型要稳定得多。这一良好势头表明在需要替换之前,L型机将拥有相当长的生产期限。
  我们可以看出,在“黑鹰”的改进上可谓不乏创意,而且由于早期重量还有富余,也就让人更有动力对“黑鹰”进行改进,使其用途更广泛、更经久不衰。早期的使用经验表明,直升机的一些子系统不得不进行修改,以使可靠性达到可接受的标准,其中两个最重要的分别是平尾的自动化控制系统和旋翼轴组件。平尾控制系统的可靠性是一个早期的问题,这涉及到发生意外时自动切断的隐患设定功能。重新回到手动操作后,出于安全考虑,飞行员需要使用安装面板上的转换开关来调整飞行中的平尾迎角。安装了一套综合的改善组件,用来大大提高平尾放大器、传感器,和其他组成部分的可靠性。此外,手动转换开关是附加在周期变距杆上的,这就使飞行员在发生系统故障时能够迅速控制平尾迎角,而不必把手从操纵杆上移开。
  旋翼钛合金轴所增加的结构性余度是另一个改进设计,对重量具有举足轻重的影响。钛合金轴为桨叶从离心力传到弹性轴承提供了传力路径。钛合金轴的疲劳强度受生产制造加工中与内螺纹匹配程度的影响,匹配不好可能会导致螺纹负载的不均衡分布。除了密切关注螺纹的制造和检测过程以消除这种偏差外,同时内部还增加了连接杆保证传力路径的万无一失,以减少安全隐患。
  在机身和其他系统上也做了许多改进,以修正在早期服役经历中所表现出来的故障模式。通过增加任务设备和为新装备提供预留结构,导致了机身重量呈现明显的增长趋势。
  在最初几年的生产中,主要在机身上增加了一些结构预留,以便能在以后安装一些AH-60A所正在研制的、新的特种装备。在某些情况下设备是随机一起整装的。其中增加了最重要的生存性功能所需的悬停红外抑制系统(HIRSS),以减少所有飞行科目下悬停飞行时发动机排气口的红外特征。最初设计的抑制系统只在巡航速度高于80节时,利用冲压空气冷却喷气流来有效减弱特征。然而,当出现新的技术,允许通过使用吸入空气和安装发动机时所整合的混合功能,就可以实现所需要的相当于静止状态时的特征水平时,陆军的要求就更严了。有了这个重大的改进,使HIRSS变得非常可行,自然就成为直升机构型的一部分。同样,除冰系统也成为生产构型的一部分,安装在旋翼和尾桨桨叶上的所有除冰设备被整合成直升机的一部分,而不是像最初计划的那样成为选装件。永久安装的除冰件使得“黑鹰”直升机在中等结冰条件下可以安全飞行,从而可以部署到世界的任何地方。
  在早期的UH-60A生产期间所添加的附加功能包括在驾驶舱顶棚上和起落架拖梁上的线切割器,起到防撞线保护作用。同时还增加了一个救援绞车、一个飞行数据记录器、安装了M134“米尼冈”机枪以替代M60机枪以及其他各种功能的预留。
  早期安装的一个重要的新设备是外挂物吊挂系统(ESSS),这使得“黑鹰”能够携带外部燃油箱,或各种武器系统。虽然ESSS用的是石墨环氧树脂复合材料,在生产和交付时都作为一套组件,但考虑后续安装所需的结构和电气部分的预留都应用到了每架UH-60机型中。这些预留是在生产线上进行安装的,而早期制造的直升机则在外场安装ESSS。
  外挂物吊挂系统的目的是要两边都能携带大约2268千克的燃油。基本的标准是内侧外挂架上携带两个1703升的油箱,外侧外挂架上携带两个870升的油箱。装满这些油量再加上内部油箱油量,UH-60机型就能飞行1100海里。
  ESSS的承载能力很快就导致各种外挂武器系统的研制和鉴定。当时第一种用在“黑鹰”直升机上的需要验证和鉴定的武器系统是“海尔法”导弹。因陆军要求验证“海尔法”的安装是否可行,西科斯基公司和罗克韦尔国际公司战术系统分部在红石兵工厂进行了地面和空中测试。ESSS可携带的其他武器包括“毒刺”“小牛”和“响尾蛇”导弹,以及分别安装在4个挂点上的70毫米双吊舱无制导火箭。
  经过鉴定,证实UH-60既能携带舱装武器也能携带外挂武器系统。机枪能够被安装在“黑鹰”的机舱窗户上,包括标准的M-60D 7.62毫米机枪、GAU-19 12.7毫米3管加特林机枪——射速达2000发/分。ESSS上也可以携带其他的武器装备包括GAU-2B型7.62毫米“米尼冈”机枪和M-230 30毫米链式炮。
  美国陆军UH-60Q医疗后送救援型直升机
  将伤病员撤离战区是“黑鹰”直升机仅次于部队突击任务的最重要的使命。在早期的UH-60A生产中,陆军只需将部队突击任务型直升机UH-60A转换成医疗直升机就可实现医疗后送。这种早期的转换既没有医疗设施,也没有提供充分的医疗服务可能需要的设备,也不是早期A型配备的外挂装置携带扩展航程油箱。由于这些能力有限,为了利用新建造的L型机所提升的性能,为专门的医疗运输直升机建立了一个技术要求。这种新的UH-60Q救援直升机(专门致力于为我们的作战部队服务)已于1993年建造完工,并投入服役。   UH-60Q上设置和配备高科技医疗设备,包括一个氧气生成系统、一个静脉(IV)注射加温和冷却装置、心脏监测系统、一个动力推动的担架起重系统,28伏直流电和110/220伏交流电的外接口以及夜视兼容照明。为急救病人提供了6副担架位置,对一般能走动的病人也提供座位。下页左上图这架“黑鹰”的改装机配备了安装在驾驶舱的前视红外系统、气象雷达、卫星通信和全球定位系统。
  UH-60Q的医疗系统、距离延长燃油系统和全天候能力使它能够履行战场撤离、作战搜索和救援、外科手术小组的迅速运输以及从事灾害和人道主义救援任务。
  S-70A“火鹰”
  “黑鹰”家族一个更加专业化的衍生机型是消防直升机。右上图中这架直升机是洛杉矶消防局(LACFD)所属的3架 S-70A“火鹰”中的一架。“火鹰”是一个独特的组合,是一辆空降消防车和医疗机的组合品,是在一架UH-60L直升机上安装两套设备套件所形成的。这些设备套件将其转换成既可以当一架消防直升机也可以作为一架医疗运输直升机。通过救援绞车和美国最先进的医疗设备来诊断和治疗受伤的被救援人员。
  通过常规的陆基设备,对无法到达的地区使用直升机进行灭火,这一做法已经得到了很好的完善,并已在全球推广。专用的水容器,如悬挂在直升机上的“斑比”(Bambi Bucket)消防桶,和安装在直升机上的专用水箱一样,已经发展到可以在需要的地方进行投放水和阻燃剂。当直升机悬停在池塘、游泳池或者几乎所有的其他水源上空时,机载的大功率水泵可以快速加满这些容器,并快速返往火区。
  这种在几分钟内能进行一次投放再加满循环的能力,使直升机特别适合用于边远地区灭火。洛杉矶市占地10360千米2,人口超过1000万人。广阔的山区地形险峻,使得消防常规设备无法发挥作用。类似的地理环境迫使西部其他各州一起协商共同的解决方案,即侧重于使用固定翼飞机和直升机作为空中“消防车”。俄勒冈州国民警卫队是第一个为灭火任务将UH-60L直升机转变成消防直升机的全球军事组织。美国国会拨款用50套设备套件包将UH-60L直升机改造成消防直升机。同样,洛杉矶消防局是第一个把S-70A“火鹰”纳入日常服务的市政组织,并雇用训练有素和尽忠职守的工作人员来履行这些服务。
  使用“黑鹰”直升机作为一种消防直升机,这一想法是在西科斯基公司为美国陆军开发出ESSS后不久提出来的。为执行远距离飞行任务,ESSS允许直升机在外部油箱中携带近 5678升的燃油。西科斯基公司的设计工程师登顿·德朗首次提出了这个似乎是20世纪90年代初最具前瞻性的想法。他的理由是“黑鹰”直升机具有较大的有用载荷、速度和高度性能以及很好的结构余度设计,这些特性完全就是为消防直升机所准备的。此外,ESSS的结构具有足够的强度来携带满载的外部水箱。
  德朗带着备用粗略草图和计算器,参观了洛杉矶消防局,并向消防员了解了可能的情况。洛杉矶消防局的消防队员对这架直升机的性能非常感兴趣。德朗想使用在机翼状的外部结构上悬挂四个水箱,但他们对这一想法并不赞同。他们更倾向于使用单一的大型水箱,附在机身底部,使其能快速加满,且更容易往水箱中注入阻燃化学品。使用单一水箱也更容易精确控制水的投放。洛杉矶消防局的这些观点促成了单一水箱理念的形成,由于他们在消防直升机方面有着丰富的经验,因此他们还向坐落在加利福尼亚州奇科的同盟航空公司建议,考虑单一水箱的设计。
  同盟航空和西科斯基公司勾勒了配置图。新的消防直升机于1999年首次飞行。在洛杉矶消防局飞行员和维护人员的帮助下,设计小组在3个月的测试和修正研制期间克服了许多意想不到的技术问题。
  3785升的水箱是铝合金的,附在“黑鹰”机舱隔框部分的四个角上。附件配件连同局部加强框安装在一起,作为结构套件的一部分。水箱门的开关由飞行员通过液压马达来控制,能实现大范围的泄放。通过直升机周期变距杆上的开关来控制通气管的上下运动、水箱门的开启,以及紧急抛放。飞行员可以选择四个覆盖等级中的任何一种,无论是全、半,还是1/4下拉模式。水的抛放是一个所谓的不断流动的泄放过程,其中水箱门的开关是根据箱内主要压力来控制水和阻燃剂结合的释放数量。覆盖等级的选择是由机组人员根据火情、火焰高度、天气和进出火区的飞行路线来决定的。
  当直升机在任何可接触的水源上空悬停时,水箱通过连接管可以在不到60秒的时间内充满。直升机总距杆上的一个拇指开关可以驱动水泵。
  在早期飞行试验中,操作过程是当直升机进出火区后,让注水管自然悬挂。然而,注水管/泵组合体的空气动力与直升机旋翼的下洗气流旋转相结合产生摆动和旋转振动,把直升机的飞行速度限制在60节以内。在一次早期的飞行中,注水管来回摆动幅度太大以致击中了机身底部。即使没有振动问题,注水管的空气阻力也会降低直升机的性能。
  经过若干修改试验,最后采用的办法是不让注水管暴露在气流中,而是在加满水箱之后就立即收回来。直径15.24厘米的注水管是用软尼龙做成的,扁扁的,可以由马达驱动的回缩筒卷起来。水泵的电线随注水管一起卷起。这种解决方案消除了特殊的飞行速度限制,但注水管扭曲的问题依然存在。当注水管由回缩筒送出逐渐降低时,在旋翼滑流的旋转作用下它会逆时针扭曲。过度扭曲会减小水的流量,但这样可以在它降到水中时,通过间歇启动泵的开关来避免。当机组人员看到注水管开始扭曲时,他就让飞行员按几次泵的开关,很快管子在压力作用下就会变直。
  通过将普通的UH-60L主起落架进行延长,使得“黑鹰”直升机机舱下有足够的空间来安装水箱,实际上也正是这么做的。这些延长使得UH-60L机身的离地高度额外增加了0.5米,这足以容纳下0.76米高的水箱。这给水箱提供了大约15.24厘米的离地高度,从而在需要的时候允许着陆装置的油压缓冲器吸收碰撞的能量。在救火模式下,直升机的总重在地面时限制在9979千克,但在悬停加满水箱后可以增加到10659千克。水的重量被视为外部载重,这样在需要时可以抛放,就相当于一般直升机的吊挂载重。   1999年,在西科斯基公司的试飞员齐布·华盛顿的协助下,在洛杉矶消防局资深飞行员李·本森的带领下,洛杉矶消防局对第一架“火鹰”原型机进行了为期3个月的评估。同盟航空提供水箱、注水管以及控制系统,而美国科罗拉多州恩格尔伍德的Air Methods公司提供客户化设计的医疗内部包,新泽西州的Breeze-Eastern联盟公司提供外部救援绞车,西科斯基公司提供着陆装置延长件。Air Methods公司的应急医疗勤务包内有一个生命保障系统内置呼吸设备、氧气和重要参数的监测设备。
  除了医疗设备外,还安装了10个乘客座位以及一个护理人员座位。全部和军用“黑鹰”直升机一样具有很好的抗坠毁性。在洛杉矶消防局评估期间,“火鹰”的演示验证和训练都是在真实情景下进行的。
  评估结束后,洛杉矶消防局订购了两架S-70A“火鹰”,包括培训、初始备件、全套医疗和消防包,直升机2001年交付,总成本约为2500万美元。这些提供给洛杉矶消防局的专用直升机用途广泛,其尺寸大、性能好、灭火和救援能力强,能以150节的速度携带10~12名消防队员,能够在不到1分钟内填充3758升水。同样重要的是,在美国最先进的技术设备条件下,同样的直升机还能执行生命救援和医疗撤离的任务。出于对这些功能的需求,洛杉矶消防局在2005年又购买了第三架“火鹰”。
  在一次任务中,一辆载有10名美国宇航局工作人员的通勤车从60米高的山路上翻了下去。现场目击者呼叫求助,洛杉矶消防局的一架N160直升机第一个到达现场。10名遇险者中,1人可不用帮助自己走出来,3名丧生,洛杉矶消防局的贝尔412救出1名伤员,“火鹰”直升机救出5名伤者,之后“火鹰”还留在现场继续解救另外3名伤员。“火鹰”还能降低救援设备,从而帮助地面人员解救被困在车里的乘客。所有生还者在90分钟内被营救出。
  俄勒冈州国民警卫队的UH-60L“火鹰”完成洛杉矶消防局的演示验证回来后不久就投入使用了。2001年8月9日,俄勒冈州国民警卫队受命协助波特兰市消防局扑灭城市野火。那场野火威胁了100户居民和波特兰大学。当时总共出动了167名消防队员,并动用了所有可用的设备。这其中还包括一架“火鹰”,这架UH-60L携带2839升的“斑比”消防桶。为了抢救生命和财产,它们从威拉米特河取水,一共抛放了近75708升的水。
  美国海军MH-60S“骑士鹰”
  20世纪90年代,美国海军开展了一项直升机总体规划,规划要求两个基本的直升机构型要将海军的要求考虑进去,以便加强任务能力,减少采购、训练和保障成本。规划要求逐步淘汰7款现有机型,并新购进两款西科斯基公司生产的机型——MH-60S和MH-60R。这两款机型都可胜任多种任务,包括反潜、反舰任务,救援任务,后勤保障任务和搜索救援任务。两机型采用相同的推进系统和动力部件系统,以及相同的新研制的座舱显示系统。
  MH-60是一款集“黑鹰”直升机和“海鹰”直升机构型优点于一体的多任务海军直升机,它能完成之前多种直升机所能完成的各种任务,其中包括对战舰的垂直补给、甲板上的垂直空投、舰载搜索和救援,以及远距离的后勤任务。同时任务还将有可能扩展,包括成建制的空中扫雷、武装直升机作战行动、战场搜索和救援以及特种战支援等任务。
  MH-60S是美国海军第一款从“海鹰”直升机中派生出来的机型,其采用美国陆军UH-60L直升机机身,采用靠后安装的尾起落架。这样做可以使得MH-60S直升机的机舱变得更大,而且可以在两侧分别装上可以滑动的门,安装了可以承载4082千克物体的挂钩,还附加了“黑鹰”直升机外挂物系统的预留结构。它保留了“海鹰”的自动折叠旋翼,T700-GE-401C发动机和操纵系统,可折叠的尾梁以及飞控系统。
  2000年1月,MH-60S完成了首飞,并于2002年正式服役。海军计划共采购237架该款直升机,计划逐渐取代美国海军4款不同的直升机。
  美国海军MH-60R“战斗鹰”
  MH-60S项目启动后,美国海军便开始研制MH-60R,作为将所有的任务合并于早期SH-60系列的两个基本构型上的第二款。MH-60R直升机是从“海鹰”直升机派生而来的,它可以完成SH-60B和SH-60F“海鹰”直升机所完成的任务。
  2001年7月,MH-60R的原型机首飞,它在SH-60B的基础上进行了重新制造,使其满足更新的标准。初始计划是从SH-60B和SH-60F二者中选一来进行重新制造成R型。计划中预计将部分或者所有的B型和F型的“海鹰”直升机重新改造成R型构型的直升机,并制造全新的MH-60R,总共的需求量大约是250架直升机,并且预计在5年后服役。
  下页左上图为美国海军将在护卫舰、驱逐舰、巡洋舰和航空母舰上使用的MH-60R,旨在完成所有原来由SH-60B和SH-60F“海鹰”直升机所执行的水下作战(USW)和反水面作战(ASUW)任务。为完成新的任务,MH-60R还配置了新的改进设备,包括声呐、雷达和电子支援设备,以及许多自卫用的集成设备,MH-60R直升机于2005年8月开始交付。
  美国陆军UH-60M“黑鹰”
  2001年3月,美国国防采购委员会通过了美国陆军关于对“黑鹰”直升机改进的提案,提案中美国陆军计划将“黑鹰”直升机升级成性能优于12年前研制成的UH-60L直升机,包括飞行性能,随着数字化战争的出现所需要的装备和提高生存性,还有其他的改进,使得其在降低使用和保障成本的情况下拥有更高的作战效能。
  这个计划被通过不久,美国陆军就与西科斯基公司签订了一份价值2亿美元的合同,包括研制和评估一款新的命名为UH-60M的直升机,新机既可以重新生产,也可以在旧的型号上进行改造。M 型于2003年首飞,当时打算在5年内投产,于2006年7月31日交付第一批产品。   UH-60M是UH-60系列中最重要的型号之一,项目自20世纪70年代开始以来所有新技术,特别是在旋翼系统的空气动力学、材料技术、振动控制技术、座舱显示、信息搜集和推进系统等先进技术的改进,都在UH-60系列的直升机设计中得到了应用。这些先进技术的使用,保证了“黑鹰”直升机可以满足今后25年战场变化所带来的新的要求。
  需要新型部队突击型“黑鹰”其中的一个原因便是随着UH-60A和L型的老化,这些直升机逐渐到了其设计服役年限,而且历经中东地区的战争之后,其维护的次数更加频繁,所消耗的维护费用也随之增加。另一个主要动机是由于重量的增加使得性能下降,这个原因与UH-60A被UH-60L取代的主要原因相似,都是因为重量的增加。但是,两者产生重量增加的原因却又是截然不同的,对于L型来说,其重量问题并不是因为其空机重量的增加,而是在每次执行部队突击任务时的有效载荷的增加,这种增长是由于为了空陆的作战实力的增加而使机组人员的人数和单位重量的增加导致的重量增加,但A型却是其空机重量的增加。
  提升性能,满足美国陆军新要求
  20世纪90年代,为了满足逐渐增长的有效载荷的要求,相应地对直升机做了两次使用上的调整。第一次是在战场执行任务时,需要另增派一组人员作为第二机枪手,这样4名成员组成的射击小组能够提供更猛烈、更有压制性的地面区域火力,而单人射击手只能负责单侧的射击任务。
  第二次调整是由于新一代空战陆战战士概念引起的设备升级,机组人员和11人一组的步兵班的重量也都必须随之提高。1972年最初开始设计“黑鹰”直升机时,每一名战士所携带物品的总重量是109千克,如今的未来战士所分配的重量已经增长至132千克。这些重量主要来自战士自身的武装,携带的通信设备、可以扩大视野范围的设备、GPS定位仪和其他的代表新时代战士的任务包。另外,战士自身体重的增加也是原因之一。
  总而言之,且不说UH-60型直升机要携带是新近定义的步兵班和机组,仅由于机枪手的增加,以及机组人员和作战人员携带物品的增加,直升机所需提升的11名步兵班的重量就将增加大约408千克。由于除了座舱显示和一体化、飞控系统和生存设备方面的改进,机身强度的增加以及一些其他必须的调整外,还提高了有效载荷,因此M型直升机的设计研制并不只是恢复飞行性能,而且还要为这些增加的重量提供更大的操纵余量。
  要满足性能上的要求,设计人员使用了含有新技术的旋翼桨叶,它能够提高4%的飞行效率,同时还能提供更大的飞行速度和机动能力,而安装上了能提升4%功率的T700-GE-701D发动机的直升机,其续航能力也随之提高。总的来说,新的旋翼桨叶以及新的发动机的安装,提升了大约454千克力的升力,足以抵消重量增长的部分,从下表中可以看到3种机型在有效载荷、空机载荷、总重上变化的具体情况。
  从表中可以看出,依据美国陆军的地面性能准则,几款不同直升机在100%最大连续功率下的巡航速度和爬升性能,和95%中等输出功率下的垂直爬升率(外部环境条件为高度1219米,温度为35摄氏度)。与L型相比,M型在巡航速度上略有降低,这是由于在L型直升机外部增加了天线和其他系统设施,而当时并未列入飞行手册的缘故。
  UH-60M利用了一些西科斯基公司S-92系列直升机的特点,这种20世纪90年代开发的中型运输直升机是西科斯基公司联合日本、中国、中国台湾、巴西和西班牙的公司共同研制出来的。S-92构型按搭载19名乘客进行优化设计,面向民用运输型市场和军用中型运输型直升机市场。其目标是提供比“黑鹰”系列直升机更大的座舱空间和有效载荷,以完成相应的任务。在S-92上采用更特殊的设计来满足来自FAA和国外合作伙伴的要求,以及有关生存性的军事标准要求和多重任务的能力及战场上的作战要求。
  S-92型直升机融合了UH-60系列直升机的许多创新点,但从技术层面上来说,它代表的是新一代直升机,不仅体现在其旋翼桨叶和桨毂的设计上,还体现在振动控制的方法以及座舱显示和一体化上。S-92弹性桨毂的结构设计强化了破损安全设计特点,使S-92在2002年获得了柯里尔奖杯,赢得“史上最安全直升机”的美誉。它的高性能旋翼桨叶构成了UH-60M直升机的基础,之后,新型桨叶在UH-60L直升机上进行了飞行测试,证实了性能预期以及与UH-60M机体结构和传动系统的兼容性。
  对于西科斯基公司来说,将用在民用型S-92的技术用在军用型UH-60M直升机上,这种实践背离了常规的将经过鉴定的军用研制技术转移到民用型项目上的做法。得益于早期UH-60系列直升机先进技术的S-92,又反过来为UH-60提供了技术改进,以提高其军事性能,并改善其对振动的控制。
  性能提高的旋翼
  在原先的UH-60A的设计当中,使用了创纪录的高升阻比旋翼,从而使得直升机具有出色的垂直性能和巡航性能。为了实现这些目标,UH-60A直升机使用了具有非对称翼型、高扭矩非线性的后掠桨尖桨叶设计,这些同时提升了悬停性能和高速飞行性能。20世纪90年代,西科斯基公司通过对所有重要的桨叶参数,尤其是翼型和桨尖几何形状设计技术进行重新提炼,验证了旋翼升阻比方面的新技术。
  公司同样在保留“黑鹰”直升机原有的钛合金桨叶大梁的扭转刚度、疲劳强度和生存性等基础上,将全钛合金的桨叶大梁换成了全复合材料的桨叶大梁,降低制造成本。这种新技术桨叶被应用到了西科斯基公司S-92通用运输型中。
  先进的振动控制系统
  S-92型直升机的另外一个创新性的改进是振动控制,它通过使用自适应技术来达到降低振动等级的目标,该技术以远低于早期“黑鹰”系列无法回避的重量代价获得了可接受的振动等级。这种新系统采用主动振动控制系统(AVCS),机身振动减小了4P。AVCS不再像之前的“黑鹰”系列直升机需使用被动的弹簧减振器,极大地减轻了重量。当旋翼转速偏离从而其标定转速值的100%时,AVCS保持了持续的振动性能。在非设计频率驾驶时,AVCS也能避免被动减振器所带来的效率损失。   AVCS在低重量的时候,达到更低的振动等级,这是因为有一个分布在机身的系统,它可以在指定区域削减振动,在机身需要消振的地方,该处AVCS的力发生器将会产生一个力来消除此处的振动。这个系统的核心是一个算法闭环回路,由贯穿机身和座舱的加速度计来测得该处的振动,然后由该回路计算出要使得该振动最小所需要的力,并由力发生器发出相应的指令。反馈控制算法处理转速计信号,提供频率和各阶段信息,同时也包含一个可以反馈该处振动状况的加速度测量计的信号,然后AVCS中的计算机可以算出力发生器指令所要求的力的大小,然后将它们以数字信号的形式发送到电子元件上去。之后,电子元件会将数字信号转化为模拟信号,然后将它们传送到力发生器里面的各个电机上去,这些小电机将会起动反向旋转的偏心质量来产生适当大小和频率的力来消除机身的振动。
  在UH-60M直升机中,前机舱顶部的力发生器能够产生454千克力的力,这样就可以取代沉重的弹簧减振器。此外,左侧起落架的力发生器能够产生204千克力的力,在机头处的力发生器也能产生204千克力的力。
  数字化的航空电子设备和综合显示
  UH-60M驾驶舱所有重要方面都采用了最新的军用航空标准,表现在显示技术、数字化航空电子设备、数字化飞行控制部件和模块化开放式结构系统等方面。这些主要的改进提高了“黑鹰”系列以及其他美国陆军直升机的装备和训练标准。新驾驶舱采用双数字数据总线,以及高级数字化航空电子结构和改进的飞行控制系统。新驾驶舱采用了四种颜色的多功能液晶显示器(MFD),提高了在战场上飞行员的作战态势感知和战区与联合部队的协同作战能力。对于驾驶舱的改进,其主要目标是为了更好地提高UH-60M直升机的相互通信能力,以适应21世纪数字化战争的作战需求。数字化特点和设备的出现,确保了远距离导航、远距离指挥和控制等协同作战能力更加精确,同时可适应未来对于空中管制系统的要求。这种驾驶舱同时还采用了一种改进的信息和数据转换器,以及内置的双向全球定位系统和惯导系统。
  直升机飞行控制系统的升级,也是对飞行员的工作负荷和操纵能力的提高。安装了双向数字化飞行控制计算机,并与飞行定向系统完全耦合,就能提供更好的增稳和稳定的飞行路径,这项新的控制系统和综合显示的最大好处便是使得在低可视范围的战争中,可以为战斗提供更高的准确度和安全度。
  下图中的仪表板经过重新设计,比原来要小。仪表板包括4块主动矩阵液晶多功能显示器(MFD),每块大小为15厘米×20厘米,取代了早期UH-60A/L直升机上安装的传统的通信和导航电子设备,包括很多飞行仪表。多功能液晶显示器可以提供基本的飞行、导航和战术信息,同时还安装了一个数字移动地图,可实时显示直升机位置和地形信息,另外还安装了闪电探测器和雷达告警系统。
  高寿命结构
  在UH-60M型直升机的早期设计过程中发现,如果新座舱和过渡段的主要结构大部分采用快速机械加工的框架和纵向大梁,那么将会比继续使用原先的全铆钉连接结构更经济,这种机械加工结构带来的低成本有助于弥补新型一体化座舱所增加的成本。另外,“黑鹰” 所有型号直升机都可采用这种新型座舱/过渡段结构方案直接有效地改制成M型号,部分机身结构将承受破坏性振动载荷,同时也为执行部队突击任务所增加的人员重量提供更多的强度裕量。
  除了新型的机体结构之外,UH-60M还为机组人员和战士们装备了可以调节的抗坠毁吸能座椅。这样,所有乘客都将受到保护,因为座位提供的重量保护范围变大,在驾驶舱内设有安全气囊,能在迅速减速时释放出来。
  2006年,UH-60L生产型停产时,上述改进在UH-60M直升机上得到了逐步的应用。除了制造新生产型,同时公司也考虑将老型号的直升机,如UH-60A型和L型,进行重新改造为UH-60M构型的直升机,以降低使用成本,同时从新型号中获得性能优势,并延长由老机型组成的机队的服役寿命。对“黑鹰”直升机来说,这达到了高峰时期。
  上图显示了2006年7月交付的第一架UH-60M型直升机的主要构型特点,这项改进计划加入了电传控制技术,主要复合材料结构以及其他的部件,最终使得该产品达到了计划中的1200架。
  超越UH-60M“黑鹰”直升机
  直升机最早于20世纪50年代开始投入使用,此后10年间美国陆军使用直升机极大地改善了空中机动效能。朝鲜战争期间,直升机的战场使用实践证明了其独特飞行特性的价值所在。10年后的越南战争中,直升机的空中机动能力成为贝尔公司的UH-1“休伊”直升机的主要标志。从20世纪80年代开始,1983年第一次在格林纳达亮相以来,“黑鹰”直升机就在每一次战役中向众人阐明了其力奉机动性为上的原则。之后在1989年的巴拿马、1993年的索马里、2001年的阿富汗和2003年的伊拉克战争中,“黑鹰”直升机都参与了其中的相关任务。
  尽管科技仍然在不断进步,但是在飞行安全性、战场的协同作战能力、有效载荷、速度和航程、全天候飞行、视野受限制时的操作等方面仍然需要更大的改善。独特的设计技术和变幻莫测的战术需求仍然是直升机性能和效率飞速发展的动力。
  UH-60的各后继机型具有更大的改进,在“黑鹰”直升机的设计和任务系统中将会继续融入新的设计创新和先进技术,如果能摆脱老化的运输机中存在的空中运输的物理限制,那么,未来的“黑鹰”直升机的座舱将会拥有更大的空间来容纳更多的乘员、配置更多的装备。未来的“黑鹰”直升机将会拥有更好的性能,尤其是能够执行更多的任务。随着成熟技术在减少雷达、红外和声信号特征方面的应用以及应对遥控及威胁的新型武器对抗技术的采用,未来“黑鹰”直升机的生存能力将更强。由于采用了准确的控制律,将电传控制系统与地面贴近和障碍物探测传感器相交连,避免了事故的发生,未来“黑鹰”的飞行安全性将表现得更加优越。
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摘 要:“主敬”“致知”读书方法是朱熹的一生学问大旨,也是他对宋代理学独特而巨大的贡献,并且对其后的中国传统文化产生了深刻影响。因此,其名篇《观书有感》二诗所传达的远不止是一种泛泛的读书心理感受,而应该是他一贯倡导的“主敬”“致知”的读书修身方法,含有独特的道学意蕴。  关键词:朱熹 《观书有感》 读书方法 主敬 致知  半亩方塘一鉴开,  天光云影共徘徊。  问渠那得清如许,  为有源头活水来。
省人大常委会:开展《中华人民共和国气象法》、《气象灾害防御条例》和《浙江省气象条例》(以下简称“一法两条例”)贯彻实施情况检查是今年常委会一项重点监督工作。与此同
2017年9月,有两件太空探索领域的大事。  其中一件是在“旅行者”号探测器发射40周年之际,美国航空航天局为它发送了一句由很多网民投票选出的寄语:“We offer friendship across the stars. You are not alone.(友谊跨越繁星,你不是孤身一人。)”  另一件是“卡西尼”号探测器完成了它的使命,已于15日傍晚飞入土星大气层坠毁。  这两个太空探索任务
一种可以发现、瞄准并制止商用无人机的新装置,可能被用来让这些飞行机器人远离不欢迎它们的区域,比如政府建筑、机场或你家的后院。据报道英国的三家技术公司已经研发出了这
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3D打印技术是在上世纪70年代末期开始出现,主要应用于产品研制阶段的“快速原型”和生产阶段的“快速制造”。3D打印技术与曾经应用于工业生产的堆焊工艺方法相似,之所以称为3D打印,就是在成型工艺上采用CAD和计算机3D模型数据,将两维基材通过不同融合方式组合成三维结构。用在航空生产上的工艺方法主要有激光近净成形技术(LENS)、激光选区熔化技术(SLM)及电子束选区熔化技术(EBSM)。  SLM就
东府办(2013)170号各镇人民政府(街道办事处),市府直属各单位:《东莞市产业技术进步专项资金管理办法》业经市人民政府同意,现印发给你们,请认真贯彻执行。2013年12月31日东
编辑同志:我是一家企业的农民工,经企业同意,我又与一家公司签订了劳动合同,即兼职。三个月前,我在前往公司上班途中,由于遭遇交通事故,不仅花去3万余元医疗费用,还落下10级