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CH-47"支奴幹"運輸直升機:美運輸機直升機頭把交椅!

2024-10-09軍事

CH-47運輸直升機(英文:CH-47 Helicopter,代號:Chinook,譯文:支奴幹、奇努克,綽號:飛行車廂),是美國一型縱列雙引擎雙螺旋槳全天候多功能中/重型運輸直升機。任務是為美國陸軍航空兵從部隊運輸到炮台戰場補給及士兵運輸,其雙旋翼縱列式結構(contra-rotating rotors)剔除了一般直升機的尾部垂直螺旋槳,允許機體垂直升降,而且時速高達165海裏,截至2012年,CH-47是美軍服役的直升機當中載重量最高的型號之一。

20世紀50年代末,美國縱列雙旋翼直升機的領導者皮亞索奇公司改名為伏托爾(1960年被波音並購,稱為波音·伏托爾)。1956年,伏托爾開始研究一種新的中型直升機,該機繼承了之前公司研制的H-25「騾子」直升機的縱列雙旋翼布局,和H-21「飛行香蕉」的旋翼系統,但更換全新的輕量化渦軸發動機。新方案編號是伏托爾Model 107(V-107),伏托爾公司自籌資金推進該計畫。1957年5月,伏托爾開始制造V-107原型機,該機安裝了兩台從美國陸軍借來的萊康明T53渦軸發動機,單台功率860軸馬力。原型機在1958年4月22日首飛,隨後開始了在美國和海外的密集飛行演示,在1958年6月獲得10架原型機的合約,軍方編號YHC-1A。

1959年3月,伏托爾公司的V-114在競爭中獲勝,獲得了制造一架全尺寸模型和5架原型機的合約,該機編號YHC-1B。由於伏托爾忙於同時研制兩種直升機,所以出現了財政危機,在重壓之下被波音收購。此外YHC-1A原型機的數量也削減為3架來為YHC-1B釋放部份資源。

1961年9月21日YHC-1B原型機首飛

1961年9月21日,YCH-1B原型機進行了首飛,由於YHC-1B的效能全面超越1A,美國陸軍最後失去了對後者的興趣,在制造出三架原型機後不再投資。伏托爾覺得YHC-1A仍有很大的市場潛力,所以繼續推進計畫。在1961年2月美國海軍陸戰隊看上了V-107,授予伏托爾制造一架生產型飛機的合約,編號HRB-1。

CH-47運輸直升機采用前後縱列布置反轉旋翼,也稱串列雙槳。其有一些特殊的優點,串列雙槳的前後旋翼都安裝在突起的「城堡」頂上,但後「城堡」高於前「城堡」,使得前後旋翼在水平方向上有所重疊,總長可以有所縮小。由於前後旋翼都產生升力,理論上串列雙槳的旋翼直徑比單旋翼布局可以降低 30%,進一步有助於整體的緊湊。直升機的旋翼不僅提供升力,也提供推力。

在前飛狀態下,旋翼透過揮舞鉸增加槳葉軸線與水平面的前傾角,在產生升力的同時產生前飛的推力。但串列雙槳還有一個額外的辦法可以用來增加前傾角,就是增大後旋翼的出力,加大整體的前傾。這個能力使得串列雙槳容易在緊急起飛的時候更快地轉入高速前飛,有利於在敵人地面火力下迅速脫離起降場。反過來,串列雙槳也可以在懸停中,讓機尾輕輕「搭」在窄小但突起的高地上,比如山尖、屋頂陽台或者小船甲板,便於人員透過尾門迅速進出,但前機身依然處在懸停中。這是單旋翼直升機難以做到的。前後旋翼出力的短暫差別也可以用來迅速改變飛機指向,極大地提高機動性和在飆風中的控制能力。

相關領域的技術創新對 CH-47 的發展起到了巨大的推動作用。在材料科學領域,新型復合材料的套用使得 CH-47 的機身更加輕便、堅固,提高了強度和耐久性。例如,采用碳纖維復合材料制造的機身部件,不僅減輕了重量,還提高了抗腐蝕效能和疲勞壽命。

在動力系統方面,新型渦軸發動機的研發為 CH-47 提供了更強大的動力。如最新型號的 T55-GA-715 發動機,在海平面時功率增加 20%,在高海拔和炎熱地區功率增加近 10%,耗油率還下降 9%。這使得 CH-47 的載荷和速度得到了顯著提升,同時也降低了營運成本。

在飛行控制系統方面,數位化飛行控制系統的采用提高了飛行的穩定性和安全性。透過精確的控制演算法和傳感器反饋,飛行員可以更加輕松地操作直升機,減少了人為錯誤的發生機率。此外,人工智慧技術的發展也為 CH-47 帶來了新的機遇。未來,CH-47 有望實作自主飛行和任務規劃,提高作戰效能和安全性。透過機器學習演算法,CH-47 可以自動辨識目標、規劃航線,並根據即時情況進行調整。

與其他重型運輸直升機相比,CH-47 具有獨特的效能和用途。與俄羅斯的米 -26 相比,CH-47 的最大起飛重量為 22.6 噸,最大運載能力 12.1 噸,而米 -26 的最大起飛重量達到 56 噸,最大運載能力 20 噸左右。在運輸能力方面,米 -26 具有明顯優勢。然而,CH-47 在靈活性和適應力方面表現出色。它采用縱列式雙旋翼設計,占地面積更小,載荷卻更大,可以在更為狹小的場地上起降。此外,CH-47 的雙旋翼設計使其在機頭和機尾各裝備一個螺旋槳,節省了常規直升機所必需的長長的尾梁,也省去了尾槳所浪費的飛機發動機功率,從而提高了載荷和速度。

與美國的 CH-53 相比,CH-47 和 CH-53 在效能上各有優劣。CH-53 最大起飛重量 38.4 噸,最大運載能力 15.9 噸,使用 3 台奇異的 GE38 系列渦軸發動機,最大功率 7500 馬力(5600 千瓦),最大航程 840 多公裏。CH-47 最大起飛重量 22.6 噸,最大運載能力 12.1 噸,安裝了兩台 T55-GA-714A 渦軸發動機,額定功率 4800 馬力左右,最大航程 2000 公裏左右。在運載能力方面,CH-53 略勝一籌。但 CH-47 在航程方面具有優勢,且其雙旋翼設計使其在某些特殊環境下的適應力更強。

CH-47 運輸直升機以其強大的運載能力著稱。其最大起飛重量達到 22680 千克,可載員超過 50 人,有 「飛行車廂」 的美譽。在實際套用中,這種強大的運載能力具有巨大的價值。例如,在軍事行動中,它能夠快速運輸大量的士兵、武器裝備和物資,為部隊的部署和作戰提供有力支持。在自然災害救援中,CH-47 可以運送大量的救援人員、食品、藥品和救援裝置,及時為受災地區提供援助。在工程建設中,它可以吊運大型裝置和材料,提高施工效率。

CH-47 的飛行效能也有其獨特之處。它的最大速度為 315 公裏 / 小時,巡航速度 280 公裏 / 小時,在運輸直升機中屬於較快的速度。其實用升限為 5640 米,最大升限 7000 米,能夠在高海拔地區執行任務。這種飛行效能使得 CH-47 能夠在各種復雜的環境下快速到達目的地,提高任務執行的效率。此外,CH-47 的最大航程為 2060 公裏,作戰半徑 1030 公裏,具備較強的遠端運輸能力。

CH-47 的特殊結構對直升機效能的提升作用明顯。其機身很長,內部空間容量大,可根據任務需求靈活裝載人員、貨物或裝備。例如,在執行醫療救援任務時,可以裝載 24 副擔架外加兩名醫療士兵;在運輸貨物時,機腹的物資吊鉤經過改良,單一吊鉤可承載重量 4540 公斤,結合運用時可掛載 9080 公斤。此外,CH-47 的燃油被裝載在沿機身兩側的長鼓包型整流罩中,既增加了燃油容量,又不影響機身的重心和穩定性。

在越南戰爭中,CH-47 發揮了重要作用。1965 年,第一騎兵師向越南部署了三個 「支奴幹」 連。「支奴幹」 直升機的重要任務之一是將火炮和彈藥運送到其他任何方式都無法到達的山區。在疏散受傷士兵和回收被擊落的美國飛機方面也發揮了至關重要的作用。在整個戰爭期間,「支奴幹」 得到了改進,如更強大的發動機和裝甲板,機頭還加裝了兩門前射式 M24A1 20 公釐機關炮和一門 40 公釐自動榴彈發射器。在越南戰爭中使用的大約 750 架中,有 200 架在戰鬥或戰時操作事故中損失。

在海灣戰爭中,聯軍部署了 163 架 CH-47D。CH-47 為地面部隊運送了大量的燃料、彈藥和物資,為美軍的勝利奠定了基礎。在阿富汗戰爭中,由於山地地形高,「支奴幹」 直升機非常有用,能夠在 UH-60 「黑鷹」 直升機無法行動的地方行動。「支奴幹」 直升機被用於執行空中突擊任務以及將部隊送入火力基地,還用於運送食物和彈藥,並且是英國陸軍撤離受傷士兵的首選直升機。

回顧歷史,CH-47 的發展歷程充滿了挑戰與機遇。從最初的 CH-47A 型號到如今的 CH-47F 等型號,每一次改進都是對技術的不斷創新和突破。從早期的金屬槳葉到後來的玻璃纖維槳葉,再到如今的先進復合材料槳葉,不僅提高了旋翼的強度和耐用性,還減輕了重量,提高了飛行效能。

歷史發展還使得 CH-47 在全球範圍內建立了廣泛的使用者基礎和良好的口碑。其累計交付量超過 1000 架,銷往 16 個國家和地區,這充分證明了 CH-47 的可靠性和實用性。同時,歷史發展也促使 CH-47 不斷適應新的軍事需求和作戰環境,在應對現代戰爭中的電子戰、網路戰等方面,CH-47 也在不斷進行技術升級和改進。

對於未來,CH-47 的歷史發展將繼續發揮重要作用。一方面,歷史經驗將為其未來的設計和改進提供參考,使其更加適應復雜多變的作戰環境和任務需求。另一方面,歷史上建立的使用者基礎和品牌形象將為其在全球市場的競爭中提供有力支持。

CH-47 運輸直升機自 1961 年首飛以來,已走過了漫長的歲月,卻依然在世界各國的軍事行動中發揮著重要作用。它作為一款經典機型,其歷史地位不可撼動。從越南戰爭到海灣戰爭,再到阿富汗戰爭和伊拉克戰爭,CH-47 都展現出了強大的運輸能力和適應力。它被譽為 「飛行車廂」,載員超過 50 人,內部空間容量大,能在各種惡劣環境下執行任務。其累計交付量超過 1000 架,銷往 16 個國家和地區,足以證明其持續服役的價值。在軍事歷史的長河中,CH-47 猶如一顆璀璨的明星,始終散發著獨特的光芒。