- 西科斯基的空中吊车(上)——S-60与S-64/CH-54“塔赫”起重直升机
- 西科斯基的空中吊车(下)——S-60与S-64/CH-54“塔赫”起重直升机
S-60的构型特点
S-60的主要特点就是采用了梁式机身,所有货物都吊装在外部。座舱中有一个面朝后的座位,使飞行员可全程监视装货和卸货的过程。只要在重量允许范围,S-60就可以吊装任何外形和尺寸的货物。因为挂钩不受旋翼下洗和静电的影响,S-60在吊装大多数货物时可先降落或悬停在货物上方。S-60还具有吊装货物滑跑,和吊装货物进行紧急降落的能力。由于滑跑起飞时的地面效应,增加了潜在的有效载荷。最重要的是,该机装卸货所需的时间大大少于传统直升机。
在设计驾驶舱时,飞行员的视界被认为是最重要的。为了提高连接、分离和运输货物时的效率和速度,飞行员必需要直接看到整个过程,而不是依靠对讲机或地勤传来的二手信息。为了达到该目的,S-60的驾驶舱被安排在前机身下方,两名飞行员都配备了操纵系统,左侧的座椅能转向后方。在项目早期人们发现后方的周期操纵杆、方向踏板以及飞行员的腿部会遮挡飞行员视线,无法看到低于座舱地板6米的货物。为此西科斯基公司设计了一个安装在扶手上的三轴有限操纵杆,在飞行员转向后方时提供俯仰、滚转和偏航控制。这样就取消了后置的周期操纵杆和方向踏板,保证了飞行员的视界。副驾驶仍继续使用传统的操纵系统。
安装在机身两侧发动机舱下方的主起落架配备了大直径机轮,可在未经平整的地面降落和滑行。起落架在装货时还可下降15厘米,在其他方面S-56的一致,该机还沿用了S-56的短翼和支撑结构。
S-60沿用了S-56的发动机、传动系统、旋翼、尾桨。增加了一套自稳设备,用于监控直升机的俯仰、滚转和偏航运动上提供高度和范围控制。正副驾驶都配备有基本的飞行和控制仪表,在后向座位安装了转速、MAP、高度表。
总体布局
这张早期的三面图显示了S-60的双轮主起落架,但在制造时还是改为大直径单轮。
任务系统
机身底部纵向布置有10个硬点,可在飞行员的监控下实现快速、安全吊装任何货物。在试飞过程中,西科斯基公司还在机身两侧和机翼上增加了硬点。
为了吊装过大或过于笨重货物,或要把货物释放在无法降落的地点,就需要使用机身底部的一个承重5443千克附带30米钢缆的绞车了。绞车安装在传动系统下方的重心位置,吊装货物时不会对飞行特性产生任何不利影响。绞车还可以进行拖曳操作,可提供13600千克的牵引力。
座舱底部安装了两盏着陆灯,一盏聚光一盏泛光,可提供同样出色的360度夜间可视角度。座舱内还有两张临时座椅,用于在长途飞行时搭载轮换机组。
性能参数
S-64“空中吊车”/CH-54“塔赫”
受到S-60“飞行吊车”实验成功的鼓舞,西科斯基公司被批准研制一架生产型原型机,这就是S-64“空中吊车”。该机比S-60的性能更为强劲,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。
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。
变速箱向左侧倾斜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。
