貝爾的唯一一型縱列式直升機,專為對付蘇聯潛艇而誕生

旋翼飛行器 發佈 2020-05-10T03:57:42+00:00

事實上,在第二次世界大戰後期,直升機就已經開始出現了,不過當時直升機的出現仍然是非常「有限的」,在美國,主要還是西科斯基的一些早期直升機型號產品,比如說西科斯基R-4、R-5、R-6型直升機,而且這些直升機也不是專用於反潛戰工作的。

一提到縱列式直升機,相信讀者朋友們腦海中首先出現的肯定就是大名鼎鼎的CH-47系列「支奴干」重型直升機,對直升機了解更多一些的朋友可能還會想到CH-46系列「海騎士」(Sea Knight)直升機,如果是「硬核玩家」,那麼你也或許還會了解「伏托爾」(Vertol)公司生產的107-Ⅱ型以及「模型 234」型縱列式直升機。當然縱觀上述所有的縱列式直升機產品,他們都繞不開一家公司的名字——波音公司——自從上世紀六十年代波音公司收購伏托爾公司(更早之前該公司的名字叫做「皮亞賽基」——Piasecki)之後,似乎世界上所有的縱列式直升機都是波音公司在生產製造了。

▲大名鼎鼎的CH-47F支奴乾重型直升機,圖示為該機的最新型號CH-47F

不過,在那之前,縱列式直升機曾經也有過一段「百家爭鳴」的大好日子,那時候有許多家飛機製造商都曾嘗試過各自的縱列式直升機設計,試圖藉此占據直升機的部分市場份額。而如果你想在這段已經化為塵埃的縱列式直升機發展歷史中找到一些有趣的東西的話,那麼貝爾公司在縱列式直升機方面的探索之路或許值得你一讀。

▲1957年,圖中這架HSL-1型縱列式直升機被收入機庫中,它的總服役時間僅僅只有225小時

眾所周知,貝爾公司在傾轉旋翼機的發展上投入了數十年的努力,這才打造出V-22「魚鷹」這種相當驚艷的獨特構型飛行器。也正因為將大部分精力、心血和時間花費在傾轉旋翼機上,貝爾公司在其他構型的飛行器上自然就只能投入較少的注意力,由此,貝爾公司只生產過一型縱列式直升機,這型直升機就是本文的主角,HSL-1型縱列式直升機(貝爾公司的內部代號是「Model 61」)

▲貝爾公司在傾轉旋翼機上有著無可撼動的地位,圖示為該公司的代表作V-22「魚鷹」

說起來,HSL-1型直升機的誕生不僅是貝爾公司自1942年以來首次脫離「單旋翼帶尾槳」構型直升機的生產製造工作,也是貝爾公司首次為了美國海軍反潛作戰任務打造的航空器,這也是該機型號命名「HSL」的由來,其中,「H」代表的是直升機(Helicopter),「S」代表的是反潛作戰(Anti-Submarine Warfare),「L」表示貝爾飛機公司(Bell Aircraft)。

蘇聯潛艇「很強」,所以我們需要很強的反潛戰直升機

當時,無論是出於哪個方面因素的考慮,美國軍方的主流報告都認為蘇聯具備「戰鬥力超群」的潛艇艦隊,其無論是規模還是實力都在二戰結束之後有了長足的增長。到上世紀四十年代末,美國軍方開始擔心其現役的飛行器和艦艇是否有足夠的能力來偵測並摧毀潛在的蘇聯潛艇威脅。為了填補這種「感覺上的」能力的空白,美國海軍設想打造一種新的直升機機隊,這些直升機能夠在遠離艦船的地方長時間飛行,並且相比現有的艦載航空器來說,這些直升機將能夠裝在更多的任務載荷來執行所需要的任務。

事實上,在第二次世界大戰後期,直升機就已經開始出現了,不過當時直升機的出現仍然是非常「有限的」,在美國,主要還是西科斯基的一些早期直升機型號產品,比如說西科斯基R-4、R-5、R-6型直升機,而且這些直升機也不是專用於反潛戰工作的。1945年4月份,隨著第二次世界大戰進入最後的尾聲,美國海岸警衛隊(USCG;U.S. Coast Guard)開始測試直升機在反潛戰任務作業方面的潛在能力。

▲西科斯基公司的R-6型直升機

他們改裝了一架西科斯基的R-6型直升機(在美國海岸警衛隊中,這種直升機的軍用型號是HO5),改裝後的直升機底部加裝了一套聲納導流罩和絞車。不過考慮到早期直升機的性能,尤其是有效載荷和續航能力,這些測試的成果可想而知也是相當有限的。後來,1946年,美國海岸警衛隊在紐約州長島海峽和佛羅里達基韋斯特進行的一系列測試中,改用了體型更大且負載能力更強的西科斯基R-5型直升機(軍方型號HO2S),並採用了改進的聲納和絞車系統,算是取得了一定的效果。

▲皮亞塞基的PV-3型縱列式直升機

1948年,美國軍方啟動了新一輪的聲納實驗,當時他們採購了皮亞塞基公司的PV-3(軍方型號HRP-1)型縱列式直升機來進行相關的實驗。不過當時出現了高溫天氣,而且待測試的聲納系統也出現了一時半會解決不了的問題,最終此次測試以1949年11月份1架HRP-1直升機墜入水中的失敗告終。雖然出師不利,但是美國軍方當然不會就這麼收手,他們很快就調整計劃進行了後續的聲納實驗,這次的反潛平台,美國海岸警衛隊改用了西科斯基的S-55(HO4S-1)型直升機、美國海軍陸戰隊則採用了皮亞塞基HRP-1型直升機,而美國海軍則採用了皮亞塞基的PD-18s(HUPs)型縱列式直升機。不幸的是,這些直升機雖然已經代表了當時直升機的最高水平,但是他們仍然不具備與反潛任務相匹配的性能,主要是發動機動力不足以及如何在高溫和高濕度的環境中保證這些直升機正常運作等方面問題。

▲皮亞塞基的PD-18型縱列式直升機

在完成這一系列試驗測試之後,美國海軍在1950年1月份發布了一份關於新型反潛作戰直升機的徵求建議書(Request For Proposals)。美國海軍在這封RFP文件中提出尋求一種改進的、尺寸更大的、性能更強大的直升機,美國海軍希望它不僅能夠探測和摧毀潛艇,還要能夠用於海上空中救援、運輸任務、偵察任務和巡邏任務,以及其他相關上的海上軍事任務。

截至同年4月份,總計有12家公司競標該合同,其中包括貝爾(Bell)、柯蒂斯-賴特/多曼(Curtis-Wright/Doman)、格羅達因(Gyrodyne)、休斯(Hughes)、凱列(Kellett)、麥克唐納(McDonnell)、皮亞塞基(Piasecki)、西科斯基(Sikorsky)、希勒(Hiller)等。1950年6月份,貝爾飛機公司(Bell Aircraft Company)提交的方案最終奪得了勝利。這對於弗蘭克·皮亞塞基而言,這可算是真正的「驚喜」,因為當時他一手創辦的皮亞塞基公司仍然是全美唯一一家能夠生產縱列式直升機的公司。

打造一架潛艇獵手

HSL-1型(Model 61)直升機的主要任務就是探測、識別、跟蹤以及(或者)摧毀敵方的潛艇。該機在設計中就考慮了需要在各種天氣條件下執行艦載任務,按照貝爾在方案中的描述,通過兩架HSL-1型直升機協同編組作業,預期將能實現潛艇的搜索和打擊一體化任務,兩架直升機中一架攜帶吊放式聲納等載荷來執行跟蹤任務,另一架攜帶魚雷和飛彈等武器彈藥。不過貝爾飛機公司還聲稱在必要的時候,一架HSL-1型直升機就能夠同時攜帶這兩種任務載荷。

▲正在進行測試評估的XHSL-1型直升機原型機

HSL-1型直升機由一台普惠(Pratt&Whitney)R-2800-50型徑向發動機提供動力輸入,其出軸功率約為2400軸馬力,發動機安裝在機身後部,然後通過穿越機身的傳動軸為前部的旋翼提供輸入功率。與HSL-1直升機「大尺寸機身」相連接的是兩副經典的貝爾兩槳葉蹺蹺板式旋翼系統(和我之前介紹過的貝爾47型直升機的主旋翼系統保持一致),主旋翼直徑為15.7米,機身下方則安裝了四輪式起落架。

如果把聲納等設備計算在內的話,HSL-1型直升機總重在12噸上下,機組成員由四人組成,其中包括一名飛行員,一名副飛行員和兩名設備操作員(主要是聲納操作員),這也是貝爾公司為反潛作戰所設計過的體型最大的四座型直升機。HSL-1直升機的巡航速度大概是每小時161公里左右,航程能夠達到563公里。

▲HSL-1型直升機是貝爾公司所研製的第一種縱列式直升機,當然也是截至目前的最後一種(以後應該也不會研製了),圖中這架是貝爾公司在1954年製造的12號HSL-1直升機,正在貝爾公司的試飛場進行起重測試

1951年初,在紐約州,尼亞加拉瀑布城的貝爾工廠完成了第一架全尺寸的HSL-1直升機模型的設計工作,緊接著在位於紐約州布法羅的工廠中完成了三架HSL-1型直升機機身的製造工作。不過當時貝爾公司的總裁拉里·貝爾決定將直升機業務從尼亞加拉瀑布城搬到赫斯特的一個新工廠,於是1951年底,HSL-1型直升機製造完畢的機身也都通過鐵路運輸轉移到了新工廠中。

​▲上世紀五十年代早期,在貝爾赫斯特工廠製造中的HSL-1直升機

1952年4月份,貝爾飛機公司完成了HSL-1型直升機的第一架原型機的製造工作,並啟動了地面開車試驗,到同年12月份,貝爾飛機公司啟動了貨運滑行測試,當時設計人員發現該機的駕駛艙內噪音和振動水平特別顯著。

1953年3月3日,貝爾飛機公司的首席試飛員弗洛伊德·卡爾松和喬·鄧恩操縱該機在赫斯特東面的阿蒙·卡特機場進行了首次飛行測試。

飛行測試工作持續了整整一年,貝爾的設計師們通過飛行測試中反饋的問題逐步調整改進了HSL-1直升機在低速飛行和懸停狀態下存在的一系列問題。到同年年底,該機的一系列問題基本得到解決,三架原型機一起在赫斯特工廠西北部的希克斯機場進行了飛行測試。接下來的一個月,鄧恩和比爾·昆蘭駕駛著一架HSL-1型直升機跨越1000多公里飛往佛羅里達州的埃爾金空軍基地進行氣候飛行測試。

整體表現都還不錯,卻因驗收試飛墜毀而失敗

經過一段時間的飛行測試和「表演」之後,美國海軍對該機所展現出來的性能表示認可,並授予了貝爾飛機公司一份78架HSL-1型直升機的生產合同,其中還有18架HSL-1直升機將被送往英國皇家海軍服役。

1954年初,貝爾公司為4號HSL-1原型直升機(Ship 4,也是第一架生產型HSL-1直升機)開發了一套自動駕駛系統,貝爾公司的設計師主要是希望驗證這套自動駕駛系統能夠在HSL-1直升機執行偵察搜索和投放吊放式聲納等任務的時候能夠實現自動穩定懸停。這項測試在貝爾赫斯特工廠西北部的一個湖上進行,其結果可以說是相當成功,自動駕駛系統幾乎達到了貝爾設計師所希望實現的所有功能。

▲9號HSL-1原型機,建造於1954年5月份,圖示為該機在進行掃雷系統測試

得益於該機採用了較高轉動慣量的主旋翼系統,所以其自轉下滑性能相當優異,從而使得縱列式雙旋翼直升機的自轉下滑技術得到了突破性進展,該機的自轉下滑測試工作主要由貝爾試飛員埃爾頓·史密斯完成。

然而到了1954年中期,整個HSL計劃逐步陷入很明顯的困境。一方面,截至此時,貝爾公司總計只生產了3架生產型的HSL-1型直升機,而且這些直升機都需要留在貝爾工廠來被用作HSL直升機的後續開發工作。而HSL-1直升機的機動飛行性能也令人擔憂——該機最大的俯衝速度始終無法突破100節(約為185公里/時),其轉彎機身傾角也無法超過45°,其飛行操縱系統對於突發乾擾的自穩能力也比較差。美國海軍認為這個項目並沒有朝著他們預料的方向發展,所以他們已經開始考慮是否要取消HSL飛行器項目,不過這時候美國海軍航空測試中心(NATC;Naval Air Test Center)已經開始對HSL-1直升機進行進一步的評估和測試,於是美國海軍決定等NATC的評估結果出來了再敲定HSL項目的「未來」。

1954年8月份,貝爾公司向美國海軍正式交付了第一架HSL-1型直升機,這已經是貝爾公司的6號機,這架直升機很快就被拉去位於帕塔克森特河的美國海軍測試中心進行評估測試。八月下旬,貝爾公司又向相關的評測部門提交了另外兩架生產型HSL-1直升機。

同年晚些時候,一架HSL-1直升機在沃斯堡北部的貝爾全球工廠附近墜毀——該直升機墜毀的時候,前旋翼擊中了地面,隨後摧毀了整架直升機,但是萬幸的是,所有的機組成員全部都從本次事故中倖存了下來——當然損失掉一架可用於評估測試的直升機對於HSL項目而言還是很傷的。

1955年2月份,美國海軍用9號HSL-1直升機在德克薩斯州的科帕斯克里斯蒂進行了拖曳任務的評估測試,這架HSL-1直升機通過一條600英尺長的纜繩在海上拖曳著載荷進行了測試,結果證明該機能夠成功執行這類拖曳任務。

▲圖示為XHSL-1型直升機2號機,該機屬於預生產型號,最終在1957年退役

1955年3月份,美國海軍利用三架HSL-1直升機在庫拉灣進行了艦載作業測試,在為期八天的試飛過程中,這些直升機的可靠性、可用性都得到了充分的驗證,儘管該機的槳葉摺疊是一項非常繁瑣且耗時耗力的,但是摺疊之後恰好能夠適應當時艦艇的機庫升降機尺寸。總體而言,HSL-1直升機在當時的測試評估中的表現還是都讓美國海軍感到滿意的,所以他們計劃繼續使用HSL-1直升機執行反潛戰任務。

然而,1955年4月份的時候,美國海軍在貝爾赫斯特工廠進行HSL-1直升機13號機的驗收飛行的時候,這架直升機在低空盤旋過程中,機頭突然下沉,導致前側主旋翼擊打地面,整架直升機由此失控墜地,機上兩名飛行員中的一名飛行員死亡,另一名飛行員嚴重燒傷。

▲1953年底,貝爾赫斯特工廠,三架HSL-1直升機在飛行中

在發生這次事故之後,HSL-1直升機進入美國海軍服役的計劃再次被擱置,最終由於有各種原因完全取消。1955年7月,在貝爾工廠製造了第50架HSL-1直升機之後,正式停止了HSL系列直升機的生產工作,而美國海軍也從未在實戰中使用過HSL-1型直升機。

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