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2006年12月19日,美国陆军与波音公司签署了一项总金额超过15亿美元的合同,计划从2007财年开始,陆续装备由波音公司研制的66架CH-47F“改进型货运直升机”,其中有38架是新生产的(单价3 400万美元左右),另外的28架是由现役的CH-47D改进而成的(单价940万美元左右)。美国陆军计划到2022年,总共将装备452架CH-47F,升级改造的资金总额估计将超过110亿美元。这也是继2005年7月贝尔直升机公司获得ARH-70“武装侦察直升机”30亿美元订单后,美国陆军在航空装备建设方面出台的另一项重大举措,标志着美国“陆军航空兵现代化计划”又向前迈进了实质性的一步。借助此项计划,经改进后的“支努干”将会一直服役至2033年,届时该型直升机的总寿命将达到创纪录的71年。
“土著部落”的昔与今
Chinook——切努克人,是北美印地安人的一支,原居住在哥伦比亚河下游河谷地区,以擅长贸易而闻名于太平洋西北岸地区。美国陆军之所以将CH-47多功能重型运输直升机取名为Chinook,就是希望它能够像切努克人那样,承载货物游历四方。我国习惯上把Chinook音译为“支努干”。
作为一种重型运输直升机,CH-47担负的主要任务是运送人员和火炮、弹药、补给品等装备物资,还能够在医疗救护、灾难救生、搜索救援和战伤直升机后送等方面发挥巨大作用。自1962年8月投入现役以来,CH-47参与了包括越南战争、海湾战争、科索沃战争和伊拉克战争等在内的历次重大军事行动,并立下赫赫战功。例如在1991年海湾战争的地面战阶段,美军第18空降军的侧翼空中机动就主要以CH-47为搭载平台。在空中突击行动中,60架“支努干”一次就运送了近3 000名士兵。仅在地面战第一天,CH-47就运送了13.1万加仑燃料和大量打包的弹药集装单元,同时还在2小时内建立了40个相互独立的油料弹药补给点,从而为第二天总攻做好了充分准备。另外,在北约波斯尼亚维和行动中,美军陆航的16架“支努干”在6个月里飞行了2 222小时,运输了3 348名人员和1 452吨物资,相当于运送112个步兵排和201门M198型榴弹炮。正是由于“支努干”具有超凡的运输能力,并在实战中有着突出的表现,这使其在美国陆军中拥有“驮马”的美誉。
在过去的40多年时间里,波音公司及其授权生产厂商共生产了1 164架CH-47直升机,除提供美军使用外,还有400多架各型“支努干”出口到了我国台湾、日本、韩国和泰国等近二十个国家和地区。经过数十年的发展,除少量特种作战改型外,美国陆军装备的CH-47先后经历了A、B、C、D等型。前三型目前都已淘汰,CH-47D是当前美军陆航空中运输力量的主体。
年届不惑的困顿与机遇
尽管 “支努干”曾经取得过辉煌战绩,但随着机队的不断老化,运输能力退化的趋势十分明显。首架CH-47D在2002年已经达到了20周年的服役年限。常年累月的高强度使用,导致单位飞行小时所需的人员维修工时不断提高,美军陆航部分装备“支努干”的部队甚至已经无法达到陆军部要求的装备完好率标准,而且直升机的使用和保障成本也在持续攀升。另一方面,美国陆军对直升机载重量、航程和自部署能力的高要求,以及防空威胁的不断升级,都使年届不惑的CH-47D更加不堪重负。而且由于缺乏必备的信息化设备,CH-47D不能与所谓的“21世纪陆军”数字化战场进行充分联系,因此已远不能适应信息化战争的需求。鉴于此,美国陆军多年来一直在努力寻求解决重型运输直升机性能与运力不足的问题。
早在“支努干”还处于而立之年时,也就是上世纪90年代初,海湾战争的硝烟刚刚消散,美国陆军就启动了名为“空中货运”(ACT)系统的新概念旋翼机论证工作。但由于新概念旋翼机的研制和生产成本过高,目前美国陆军还无力承担,因此不得不将其暂时搁置起来。论证小组提出通过对CH-47D进行升级改造,使其能够顺利服役至2030年前后。根据装备发展计划安排,等到了2020年左右,美国陆军即可腾出充足经费启动“联合运输旋翼机”(JTR)研制、生产项目,届时CH-47就可淡出江湖了。由此可见,CH-47F只是一个过渡机型。
新“驮马”
据波音公司介绍,CH-47F甚至可以说是一型重新设计的直升机,机上95%的部件和系统都是新研制或经过改进的。
机体升级 新机身由大型的独立式部件组成,替换了以往成型的片状金属结构和铝质蜂窝结构。采用这种新型结构,不仅使机身整体性大大增强,还延长了使用寿命,维护需求也得以降低。另外,为提高直升机的战略部署能力,改善直升机的空运性能,方便C-5、C-17等大型战略运输机远程空运,波音公司不仅对CH-47F后部旋翼支架结构和机舱内部系统进行了简化,还用特殊的螺母板替换了螺母和螺栓等连接组件,而且主减速器可与支架一道从机体上拆下。根据实测数据,拆卸和组装CH-47D后部旋翼支架所需时间分别为5.5小时和10小时;在换装新支架后,拆卸和组装所需时间分别减少到2小时和3.25小时,用时缩减幅度均达到63%以上。同时,CH-47F上应用的快卸式液压管路,也有利于提高拆卸、组装速度。
在提高空运性能的同时,为降低直升机振动水平和机体疲劳,改善机组驾乘舒适度,并延长部件寿命,同时达到降低使用和保障费用的效果,从1996年开始,美军陆航就在腊克堡启动了“降低振动试验机”计划,其研究成果在CH-47F上得到了充分应用。通过张紧机身下部蒙皮的方式,使直升机整机振动水平得以大大降低。
随着直升机面临威胁程度的不断升级,提高自防御能力也成为了CH-47F改进的一项关键内容。通过加装模块式通用导弹告警系统和改进型诱饵弹投放系统,不仅使CH-47F的生存力提高到了一个新的水平上,而且也有利于今后对自防御系统进行升级和改进。
座舱升级 CH-47F的完全玻璃化、数字化座舱,主要沿袭了MH-47G特种作战型直升机的设计,而且还将与美国陆军的UH-60M“黑鹰”等直升机兼容,有利于降低研制成本和技术风险。该数字化座舱内装有罗克韦尔·柯林斯公司研制的“通用航电结构系统”(CAAS),是当今世界上最先进的完全集成式飞行和任务管理系统。CAAS不仅能为直升机飞行员提供最优化的态势感知能力,还能大大降低驾驶员的负担,全球超过2 400架直升机都已经或计划安装这种系统。CH-47F的玻璃化座舱内装5个多功能显示器,分别由2个CDU-7000控制显示单元和2个综合处理单元的控制。整个机载航电系统再通过一个以太网开关和2个数据集成器单元连接在一起。
机载设备升级 CH-47F的航电系统内包括有全球空中交通管理系统、GPS系统、惯导系统、“塔康”系统。通过先进的改进型数据调制解调器,CH-47F将实现与陆军21世纪部队营/旅及以下单位进行互操作的能力。另外,在直升机座舱内还集成有数字地图,能够提供航空图表数据,标示出地形海拔等信息。在数字地图的敏感区域中心,还能够用可透视的图标和环形标示出重点威胁目标。
CH-47F上还装有先进的数字式飞行控制系统。该系统由两台飞行控制计算机控制,有利于提高直升机的操控性能。相对于以往采用的自动化飞行控制系统,新系统能够在灯火管制或天地线不清的条件下,作速度低于37千米/小时的飞行,或在悬停、小速度机动飞行等情况下,发挥出巨大优势。在机长或副驾驶级别的人员进行人工操控信号输入的情况下,数字式飞行控制系统随即失效。
发动机升级 原本安装在CH-47D上的T55-L-712发动机,单台标准输出功率不足2 300千瓦,最大输出功率只有2 800千瓦左右,且耗油量较大,这在很大程度上制约了直升机的载重量及作战半径。与“改进型货运直升机”计划相同步,美国陆军还展开了替换发动机的研究计划。最终被安装在CH-47F上的T55-L-714A发动机是在714的基础上改进而成。该发动机采用了先进的全权数字控制方式,输出功率和可靠性都有较大提高,燃油消耗率也有所降低。据测试,T55-L-714A的最大持续输出功率达3 039千瓦,最大输出功率更达到3 629千瓦,均比原来高出近30%,直升机的载重能力也因此提升了1 770千克。在发动机输出功率增大的同时,其耗油量还下降了5%,经济效益十分显著。通过试飞得出,在1 333米海拔、35℃的环境下,CH-47F在载重7 264千克条件下的活动半径为90千米,且不需进行空中加油。必要情况下,在CH-47F舱内最大可安装三个容量各为3 030升的保形油箱,使直升机的航程达到2 000千米以上。另外,新发动机还配有经过改进的粒子分离器,可减少空气中的沙尘对叶片的侵蚀,有利于延长发动机工作寿命。霍尼维尔公司承诺,T55-L-714A发动机的可靠性可达到原发动机的两倍。
波音“钱”景广阔
根据计划安排,美国陆军还将在今年与波音公司签订下一批直升机的生产、改进合同。可以预见,承担了AH-64D BlockⅢ、CH-47F等多个军用直升机研制、生产任务的波音公司直升机分部,在未来十几年里定会是忙得不可开交。但波音并未满足于美国陆军的大额订单,试图充分利用“支努干”出口量大的优势,争取在广阔的国际市场上大有作为。目前,部分北约国家及亚洲的日本、韩国等都已对CH-47F表示出了很大兴趣。另外,波音还为那些经济实力有限,负担不起新机高额售价的潜在用户提供了一套解决方案。他们计划将部分美国陆军库存的退役CH-47D重新改装后再出售给国外用户。此举不仅可为用户节约一半以上的购置费,而且对美国来说也达到了变废为宝的效果,一举多得。据波音公司估计,在完成美国陆军订货任务的前提下,每年仍可为国外用户改装6~8架CH-47F,产值可达上亿美元。若能将数百架CH-47全部变废为宝,那将又是一个价值达30亿美元以上的“大蛋糕”,波音公司不亦乐乎!
[编辑/秦蓁]