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CH-47"支奴干"运输直升机:美运输机直升机头把交椅!

2024-10-09军事

CH-47运输直升机(英文:CH-47 Helicopter,代号:Chinook,译文:支奴干、奇努克,绰号:飞行车厢),是美国一型纵列双引擎双螺旋桨全天候多功能中/重型运输直升机。任务是为美国陆军航空兵从部队运输到炮台战场补给及士兵运输,其双旋翼纵列式结构(contra-rotating rotors)剔除了一般直升机的尾部垂直螺旋桨,允许机体垂直升降,而且时速高达165海里,截至2012年,CH-47是美军服役的直升机当中载重量最高的型号之一。

20世纪50年代末,美国纵列双旋翼直升机的领导者皮亚索奇公司改名为伏托尔(1960年被波音并购,称为波音·伏托尔)。1956年,伏托尔开始研究一种新的中型直升机,该机继承了之前公司研制的H-25「骡子」直升机的纵列双旋翼布局,和H-21「飞行香蕉」的旋翼系统,但更换全新的轻量化涡轴发动机。新方案编号是伏托尔Model 107(V-107),伏托尔公司自筹资金推进该项目。1957年5月,伏托尔开始制造V-107原型机,该机安装了两台从美国陆军借来的莱康明T53涡轴发动机,单台功率860轴马力。原型机在1958年4月22日首飞,随后开始了在美国和海外的密集飞行演示,在1958年6月获得10架原型机的合同,军方编号YHC-1A。

1959年3月,伏托尔公司的V-114在竞争中获胜,获得了制造一架全尺寸模型和5架原型机的合同,该机编号YHC-1B。由于伏托尔忙于同时研制两种直升机,所以出现了财政危机,在重压之下被波音收购。此外YHC-1A原型机的数量也削减为3架来为YHC-1B释放部分资源。

1961年9月21日YHC-1B原型机首飞

1961年9月21日,YCH-1B原型机进行了首飞,由于YHC-1B的性能全面超越1A,美国陆军最后失去了对后者的兴趣,在制造出三架原型机后不再投资。伏托尔觉得YHC-1A仍有很大的市场潜力,所以继续推进项目。在1961年2月美国海军陆战队看上了V-107,授予伏托尔制造一架生产型飞机的合同,编号HRB-1。

CH-47运输直升机采用前后纵列布置反转旋翼,也称串列双桨。其有一些特殊的优点,串列双桨的前后旋翼都安装在突起的「城堡」顶上,但后「城堡」高于前「城堡」,使得前后旋翼在水平方向上有所重叠,总长可以有所缩小。由于前后旋翼都产生升力,理论上串列双桨的旋翼直径比单旋翼布局可以降低 30%,进一步有助于整体的紧凑。直升机的旋翼不仅提供升力,也提供推力。

在前飞状态下,旋翼通过挥舞铰增加桨叶轴线与水平面的前倾角,在产生升力的同时产生前飞的推力。但串列双桨还有一个额外的办法可以用来增加前倾角,就是增大后旋翼的出力,加大整体的前倾。这个能力使得串列双桨容易在紧急起飞的时候更快地转入高速前飞,有利于在敌人地面火力下迅速脱离起降场。反过来,串列双桨也可以在悬停中,让机尾轻轻「搭」在窄小但突起的高地上,比如山尖、屋顶阳台或者小船甲板,便于人员通过尾门迅速进出,但前机身依然处在悬停中。这是单旋翼直升机难以做到的。前后旋翼出力的短暂差别也可以用来迅速改变飞机指向,极大地提高机动性和在阵风中的控制能力。

相关领域的技术创新对 CH-47 的发展起到了巨大的推动作用。在材料科学领域,新型复合材料的应用使得 CH-47 的机身更加轻便、坚固,提高了强度和耐久性。例如,采用碳纤维复合材料制造的机身部件,不仅减轻了重量,还提高了抗腐蚀性能和疲劳寿命。

在动力系统方面,新型涡轴发动机的研发为 CH-47 提供了更强大的动力。如最新型号的 T55-GA-715 发动机,在海平面时功率增加 20%,在高海拔和炎热地区功率增加近 10%,耗油率还下降 9%。这使得 CH-47 的载荷和速度得到了显著提升,同时也降低了运营成本。

在飞行控制系统方面,数字化飞行控制系统的采用提高了飞行的稳定性和安全性。通过精确的控制算法和传感器反馈,飞行员可以更加轻松地操作直升机,减少了人为错误的发生概率。此外,人工智能技术的发展也为 CH-47 带来了新的机遇。未来,CH-47 有望实现自主飞行和任务规划,提高作战效能和安全性。通过机器学习算法,CH-47 可以自动识别目标、规划航线,并根据实时情况进行调整。

与其他重型运输直升机相比,CH-47 具有独特的性能和用途。与俄罗斯的米 -26 相比,CH-47 的最大起飞重量为 22.6 吨,最大运载能力 12.1 吨,而米 -26 的最大起飞重量达到 56 吨,最大运载能力 20 吨左右。在运输能力方面,米 -26 具有明显优势。然而,CH-47 在灵活性和适应性方面表现出色。它采用纵列式双旋翼设计,占地面积更小,载荷却更大,可以在更为狭小的场地上起降。此外,CH-47 的双旋翼设计使其在机头和机尾各装备一个螺旋桨,节省了常规直升机所必需的长长的尾梁,也省去了尾桨所浪费的飞机发动机功率,从而提高了载荷和速度。

与美国的 CH-53 相比,CH-47 和 CH-53 在性能上各有优劣。CH-53 最大起飞重量 38.4 吨,最大运载能力 15.9 吨,使用 3 台通用电气的 GE38 系列涡轴发动机,最大功率 7500 马力(5600 千瓦),最大航程 840 多公里。CH-47 最大起飞重量 22.6 吨,最大运载能力 12.1 吨,安装了两台 T55-GA-714A 涡轴发动机,额定功率 4800 马力左右,最大航程 2000 公里左右。在运载能力方面,CH-53 略胜一筹。但 CH-47 在航程方面具有优势,且其双旋翼设计使其在某些特殊环境下的适应性更强。

CH-47 运输直升机以其强大的运载能力著称。其最大起飞重量达到 22680 千克,可载员超过 50 人,有 「飞行车厢」 的美誉。在实际应用中,这种强大的运载能力具有巨大的价值。例如,在军事行动中,它能够快速运输大量的士兵、武器装备和物资,为部队的部署和作战提供有力支持。在自然灾害救援中,CH-47 可以运送大量的救援人员、食品、药品和救援设备,及时为受灾地区提供援助。在工程建设中,它可以吊运大型设备和材料,提高施工效率。

CH-47 的飞行性能也有其独特之处。它的最大速度为 315 公里 / 小时,巡航速度 280 公里 / 小时,在运输直升机中属于较快的速度。其实用升限为 5640 米,最大升限 7000 米,能够在高海拔地区执行任务。这种飞行性能使得 CH-47 能够在各种复杂的环境下快速到达目的地,提高任务执行的效率。此外,CH-47 的最大航程为 2060 公里,作战半径 1030 公里,具备较强的远程运输能力。

CH-47 的特殊结构对直升机性能的提升作用明显。其机身很长,内部空间容量大,可根据任务需求灵活装载人员、货物或装备。例如,在执行医疗救援任务时,可以装载 24 副担架外加两名医疗士兵;在运输货物时,机腹的物资吊钩经过改良,单一吊钩可承载重量 4540 公斤,结合运用时可挂载 9080 公斤。此外,CH-47 的燃油被装载在沿机身两侧的长鼓包型整流罩中,既增加了燃油容量,又不影响机身的重心和稳定性。

在越南战争中,CH-47 发挥了重要作用。1965 年,第一骑兵师向越南部署了三个 「支奴干」 连。「支奴干」 直升机的重要任务之一是将火炮和弹药运送到其他任何方式都无法到达的山区。在疏散受伤士兵和回收被击落的美国飞机方面也发挥了至关重要的作用。在整个战争期间,「支奴干」 得到了改进,如更强大的发动机和装甲板,机头还加装了两门前射式 M24A1 20 毫米机关炮和一门 40 毫米自动榴弹发射器。在越南战争中使用的大约 750 架中,有 200 架在战斗或战时操作事故中损失。

在海湾战争中,联军部署了 163 架 CH-47D。CH-47 为地面部队运送了大量的燃料、弹药和物资,为美军的胜利奠定了基础。在阿富汗战争中,由于山地地形高,「支奴干」 直升机非常有用,能够在 UH-60 「黑鹰」 直升机无法行动的地方行动。「支奴干」 直升机被用于执行空中突击任务以及将部队送入火力基地,还用于运送食物和弹药,并且是英国陆军撤离受伤士兵的首选直升机。

回顾历史,CH-47 的发展历程充满了挑战与机遇。从最初的 CH-47A 型号到如今的 CH-47F 等型号,每一次改进都是对技术的不断创新和突破。从早期的金属桨叶到后来的玻璃钢桨叶,再到如今的先进复合材料桨叶,不仅提高了旋翼的强度和耐用性,还减轻了重量,提高了飞行性能。

历史发展还使得 CH-47 在全球范围内建立了广泛的用户基础和良好的口碑。其累计交付量超过 1000 架,销往 16 个国家和地区,这充分证明了 CH-47 的可靠性和实用性。同时,历史发展也促使 CH-47 不断适应新的军事需求和作战环境,在应对现代战争中的电子战、网络战等方面,CH-47 也在不断进行技术升级和改进。

对于未来,CH-47 的历史发展将继续发挥重要作用。一方面,历史经验将为其未来的设计和改进提供参考,使其更加适应复杂多变的作战环境和任务需求。另一方面,历史上建立的用户基础和品牌形象将为其在全球市场的竞争中提供有力支持。

CH-47 运输直升机自 1961 年首飞以来,已走过了漫长的岁月,却依然在世界各国的军事行动中发挥着重要作用。它作为一款经典机型,其历史地位不可撼动。从越南战争到海湾战争,再到阿富汗战争和伊拉克战争,CH-47 都展现出了强大的运输能力和适应性。它被誉为 「飞行车厢」,载员超过 50 人,内部空间容量大,能在各种恶劣环境下执行任务。其累计交付量超过 1000 架,销往 16 个国家和地区,足以证明其持续服役的价值。在军事历史的长河中,CH-47 犹如一颗璀璨的明星,始终散发着独特的光芒。