屡败屡战，美国西科斯基在武装直升机上的失败努力

源济

屡败屡战，美国西科斯基在武装直升机上的失败努力（上）

Original Armstrong 空军之翼  2019-10-11

　　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）。

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。

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。

波音提出的Model 147倾转旋翼机

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

源济

屡败屡战，西科斯基在武装直升机上的失败努力（下）

Original Armstrong 空军之翼  2019-10-14

美式雌鹿，另类黑鹰，西科斯基S-67武装直升机

　　20世纪60年代中期，西科斯基的直升机业务一片欣欣向荣，S-61（H-3“海王”）、S-64（H-54“塔赫”起重直升机）和S-65（H-53“海种马”重型直升机）三种直升机都在紧张生产中。但繁荣之下也有隐忧，在过去十年时间里，西科斯基在军用直升机竞标中屡战屡败，先后失去美国陆军的通用直升机项目（赢家是贝尔UH-1）、大型通用直升机项目（赢家是伏托尔CH-47“支奴干”）、轻型观测直升机项目（赢家是休斯OH-6），AAFSS先进空中火力支援系统项目（赢家是洛克希德AH-56“夏延”），HLH重型运输直升机项目（波音伏托尔是赢家），使该公司前途一片黯淡。在结束手头机型的生产后，西科斯基将没有新的军用直升机生产计划，为了自救，西科斯基进行了许多军用型号新品研究，其中之一就是S-67“黑鹰”。

西科斯基HLH概念图，基本上是S-64的放大型

　　由于洛克希德AH-56“夏延”武装直升机在研制中遭遇众多技术问题，让西科斯基看到了重返武直市场的机会。1969年，西科斯基自筹资金制造了S-67“黑鹰”武直验证机，虽然该机与后来UH-60直升机的绰号都是“黑鹰”，但英文Blackhawk指黑色的老鹰，而不是UH-60的Black Hawk福克斯印第安部族酋长。S-67是一个“臭鼬工厂”式的研发项目，在短短九个月内完成，成本还不到300万美元。该机从1969年11月开始设计，于1970年2月开始制造，1970年8月20日就进行了首飞。

外形流畅的S-67“黑鹰”

　　S-67由全新的狭窄串列双座机身和S-61/H-3生产型直升机的动力系统组成，该机可以被视为一种“半复合直升机”，虽然具有卸载机翼却并没有辅助推进器。

　　S-67被设计成一种多用途武装直升机，该机在执行攻击任务使可挂载3.17吨武器弹药。该机可以使用现有武器，如安装在炮塔上的7.62毫米机枪，或20毫米和30毫米机炮，或40毫米榴弹发射器，翼下挂架可挂载火箭巢和陶式反坦克导弹。

S-67武直概念图

　　该机也可以执行搜索和救援任务，可在翼下挂载副油箱持续高速飞行965公里。也可以执行观察/监视任务，携带复杂电子设备探测和记录敌方装备在战场上的进驻和移动情况。S-67甚至和苏联的米-24“雌鹿”武装直升机一样具有运兵能力，通过改造机舱，该机可以每小时265公里的速度运输多达六名全副武装的士兵，此时的航程为354公里。S-67甚至可以执行运输任务，在机腹吊挂三吨半负载。

执行运输任务的S-67

　　S-67验证机的试飞从1970年一直持续到1974年，试飞员报告称该机在飞行中非常平稳，反应敏捷。S-67在许多场合表演了斤斗、滚转和破-S机动，表现出很好的机动性。

西科斯基在商业广告中展示S-67的斤斗和滚转机动

　　经过初步试飞后，美国陆军授予西科斯基四个小合同对该机进行进一步评估，每个合同约10万美元。这些合同分别是：1、机动性和机身3.3g结构极限下的操控性。2、全动平尾。3、俯冲减速板。4、操纵杆人工力感觉系统。

　　“夏延”项目在1969年末被取消，1972年美国陆军评估了S-67和贝尔309“眼镜王蛇”，试图从中找出一种作为替代品。作为这项工作的一部分，西科斯基提交了S-67生产型的配置和成本数据，总重量将增加1.59吨，翼下增加了两个武器挂架，使挂架总数量达到6个。

全副武装翼尖挂载AIM-9空空导弹的S-67

贝尔309“眼镜王蛇”

　　但美国陆军最后还是决定启动一个全新的武装直升机项目，也就是缩写为AAH的武装攻击直升机项目，最终催生出休斯（现波音）AH-64“阿帕奇”武直。

　　西科斯基随后把希望寄托在S-67的出口上，验证机进行了一些修改后开始了一次国外巡演。该机驾驶舱后面的小舱被改造成可容纳六名士兵的隔音隔热载员舱，人员可通过机身左侧的一扇舱门进入，具有了与米-24“雌鹿”类似的运兵能力。该机驾驶舱也经过重新设计，更好地代表了生产配置，机身增加了绞车，驾驶舱下方增加了一座20毫米加特林机炮炮塔。改装后的S-67在四个国家进行了演示飞行。

由于舱门开在机腹，人员进出机舱非常不方便

S-67生产型构型建议，具有类似固定翼战斗机的整块式风挡

　　1974年9月1日S-67在英国范堡罗航展上做飞行表演时，因在机动中过于接近地面而坠毁，此时该机总共飞行了598个小时。由于始终没有客户对该机感兴趣，最终项目无疾而终。

S-67坠毁过程

设计特点

　　S-67的主要特点是机身狭窄，配有串列双人驾驶舱，这是为了降低阻力，提高其速度潜力。为了达到这个目的，该机的主旋翼头被整流罩包裹，旋翼塔也是全密封的，以减少空气阻力。

S-67狭窄的机身

旋翼头整流罩

　　该机沿用了S-61/H-3的全套动力系统，包括旋翼、传动系统、发动机以及液压和电气系统。前飞行员座舱使用侧杆取代了传统周期变距操纵杆。

S-67的串列座舱

　　S-67具有全新设计的发动机进气道，以实现最大冲压恢复，并具有电热防冰系统。旋翼叶片尖端后掠20o以推迟压缩效应、降低振动、降低噪音并实现更高速度，后来这种后掠桨尖被使用在UH-60“黑鹰”上。S-67的旋翼还安装了西科斯基专利的双线性振动吸收器。

S-67的旋翼头、全动平尾、后掠桨尖和减速板

　　该机机翼翼展8.53米，可在高速下提高机动性能，并用于挂载枪炮吊舱、导弹和炸弹。机翼升力能降低旋翼负荷，使S-67有余力做更具进攻性的机动。

　　机翼后缘安装的减速板是首次使用在直升机上，能在战斗机动中提供更大敏捷性和操控性。减速板在俯冲中能控制俯冲速度并增进射击精度。2.6平方米的减速板能在三秒内打开或关闭，能使减速度增大100%，或使俯冲角度增加38％。减速板与垂尾和平尾相结合，能在所有速度下使S-67保持稳定瞄准。

S-67的减速模式

　　垂尾在巡航速度下能为尾桨卸载，垂尾尺寸被设计成允许在失去尾桨后保持直升机平飞。平尾为全动式，安装角可变以提高机动性，并减少机动中的旋翼应力，以及控制机身俯仰以对准目标。平尾与飞控系统连接，可以电动配平以提供重心调整。

滚转机动中的S-67

　　该机主起落架可收放，尾轮是固定式。

　　S-67的火力令人印象深刻，它可以挂载8个火箭巢，共152枚2.75英寸的折翼火箭弹，并有一座20毫米多管炮炮塔。其他武器可以是16枚陶式反坦克导弹或8枚陶式和4枚“响尾蛇”空空导弹。该机生产型将具有6个机翼挂架，而不是原型机的4个。

翼下挂载8个火箭巢的S-67

　　该机速度快，机动性强。1970年S-67创造了直升机速度纪录，在没有辅助推进动力的情况下以191节（354公里/小时）持续飞行了10公里。

涵道尾桨

　　“黑鹰”还被用于垂尾风扇（fan-in-fin）反扭矩系统的飞行试验机，也就是涵道尾桨。涵道尾桨风扇直径142厘米，改装后的S-67在1974年的试飞中，在俯冲中达到了200节（370公里/小时）的最高速度，为未来直升机设计积累了很多数据。UH-60在设计中曾打算使用涵道尾桨，最终该尾桨出现在RAH-66“科曼奇”上。在完成评估后，S-67原型机被重新改回原先的传统尾桨。

S-67的涵道尾桨

　　在AAH武直竞标中，西科斯基提出了基于UH-60旋翼和动力系统的S-71，但没有入围两强。之后西科斯基没有再研制武装直升机型，直到RAH-66“科曼奇”的出现。

外形科幻的RAH-66