舊瓶新酒（一）：翻天覆地的CH-53K

江雨

2015年10月27日，西科斯基公司CH-53K“種馬之王”重型直升機(jī)成功首飛（其首架機(jī)推出時(shí)本刊2014年第11期有文章介紹）。首飛的工程研制型1號(hào)原型機(jī)在30分鐘飛行時(shí)間里，完成了起落、懸停、側(cè)向和前/后向飛行控制，并在離地9米高度進(jìn)行了地效懸停試驗(yàn)。1號(hào)原型機(jī)與隨后計(jì)劃試飛的3架樣機(jī)將在3年里完成總計(jì)2 000小時(shí)的定型前飛行測(cè)試。

CH-53K從項(xiàng)目合同開始到現(xiàn)在已過了10年，首架原型機(jī)測(cè)試時(shí)間也比計(jì)劃晚了1年，估計(jì)到2019年才會(huì)裝備。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)將裝備200架左右，等量替代目前的CH-53系列，在替換其它國(guó)家的CH-53市場(chǎng)上也大有潛力。

目前服役的CH-53E“超級(jí)種馬”主要裝備美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)，能運(yùn)載陸戰(zhàn)隊(duì)機(jī)動(dòng)部隊(duì)的幾乎全部裝備，還能承擔(dān)特種作戰(zhàn)等任務(wù)。冷戰(zhàn)后局部戰(zhàn)爭(zhēng)中的任務(wù)量加劇了CH-53E的壽命消耗。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在本世紀(jì)初力圖對(duì)CH-53E進(jìn)行延壽和換發(fā)改進(jìn)，但在論證中認(rèn)為機(jī)體設(shè)計(jì)較早，難以適應(yīng)很多新裝備，改造延壽的投資經(jīng)濟(jì)性難以補(bǔ)償性能的不足，于是轉(zhuǎn)而制造CH-53K。

CH-53K設(shè)計(jì)改進(jìn)的原則

CH-53采用單旋翼帶尾槳的常規(guī)布局，從開始到現(xiàn)在的機(jī)體尺寸和布局始終沒有大的變化，機(jī)艙尺寸差異不大，只是載荷隨動(dòng)力改進(jìn)明顯提高。CH-53D（CH-53A改進(jìn)型）是首代CH-53中性能較好的型號(hào)，采用2臺(tái)軸功率3 696馬力的T64-GE-416發(fā)動(dòng)機(jī)，旋翼采用6葉槳，機(jī)艙尺寸為9.14×2.29×1.98米，貨艙后帶有兼當(dāng)跳板的尾艙門。

CH-53雙發(fā)系列在1964年首飛，陸軍的CH-47的首飛時(shí)間則為1961年。CH-53系列和陸軍的CH-47開始設(shè)計(jì)時(shí)都考慮到重載運(yùn)輸要求，載荷類型也接近，都是按60年代初期的裝備條件規(guī)劃。1974年首飛的CH-53E作為海軍陸戰(zhàn)隊(duì)重型運(yùn)輸直升機(jī)，改進(jìn)意圖是增加載荷量，以適應(yīng)80年代的裝備發(fā)展。

CH-53E增加了1臺(tái)T64-GE-416發(fā)動(dòng)機(jī)和1片旋翼槳葉，貨艙仍保留雙發(fā)CH-53的標(biāo)準(zhǔn)，最大載荷由6.8噸增到13.6（內(nèi)載）～14.5（外掛）噸，也是美軍現(xiàn)役載荷指標(biāo)最高的直升機(jī)，但其發(fā)動(dòng)機(jī)功率存在不足，旋翼升力性能也不好，為此CH-53K采用了T408渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。T408是GE38-1B的實(shí)用型號(hào)名稱，GE38-1B則是利用CFE730（公務(wù)機(jī)用渦扇）和TF407渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)（曾作為P-3C換發(fā)改進(jìn)的P-7A動(dòng)力方案）的核心機(jī)，通過適應(yīng)性改進(jìn)后完成的大功率渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。T408的技術(shù)水平達(dá)到本世紀(jì)初期較先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，功重比相比T64-GE-416大幅提高，零件數(shù)也減少了63%，可靠性和維護(hù)性更好。

CH-53K采用3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，主減速器和傳動(dòng)系統(tǒng)（以RAH-66系統(tǒng)改進(jìn)）的重量只有約2 400千克。CH-53K的總功率已經(jīng)超過了俄羅斯米-26，傳動(dòng)系統(tǒng)重量則比雙發(fā)的米-26要低1/3，體現(xiàn)出美國(guó)直升機(jī)動(dòng)力-傳動(dòng)技術(shù)的功底。

按西科斯基公司的宣傳，CH-53K全新動(dòng)力系統(tǒng)的功率提高很大，復(fù)合材料旋翼產(chǎn)生的升力超過CH-53E的3倍，但CH-53E最大起飛重量為33.3噸，CH-53K僅提高到38.56噸，最大載荷仍維持在14噸標(biāo)準(zhǔn)。米-26的動(dòng)力-傳動(dòng)技術(shù)水平遠(yuǎn)不如CH-53K，機(jī)體更大，結(jié)構(gòu)重量系數(shù)較低，但最大載荷達(dá)到20噸，不過飛行性能明顯不如CH-53K，尤其是高溫和高原性能差距更明顯。按照估算數(shù)據(jù)對(duì)比，CH-53E在海拔2 600米高度的有效載荷為9噸，海拔4 000米高度則會(huì)降低到4噸。CH-53K采用新的動(dòng)力-傳動(dòng)系統(tǒng)后，最大載荷雖然沒有大的提高，但在2 600米高度的載荷可以達(dá)到13噸，4 000米高度仍然能夠維持12噸的有效載荷。CH-53K的高溫和高原載荷量比CH-53E增加了超過1倍，具備復(fù)雜氣候條件下提供更大有效載荷的能力。米-26雖然最大起飛重量可以達(dá)到56噸，但僅空機(jī)重量就有28噸，滿載20噸正常起飛重量（49.5噸）時(shí)的燃料載荷只有1噸，無地效懸停高度（標(biāo)準(zhǔn)大氣）也比CH-53E低1 000米，更是遠(yuǎn)不如CH-53K的性能指標(biāo)。米-26TC（民用型）最大載荷雖能達(dá)到22.5噸（標(biāo)準(zhǔn)集裝箱），但載荷15噸的最大航程只有500千米，載重13噸的航程為1 164千米，載重8噸的航程才能達(dá)到1 625千米。

CH-53系列設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)兵員運(yùn)輸要求不高，但對(duì)重型裝備吊運(yùn)的要求卻非常明確，是以兩棲運(yùn)輸為主要目標(biāo)的通用重型直升機(jī)，機(jī)體規(guī)格也充分考慮到兩棲艦和灘頭環(huán)境，以及同時(shí)期陸戰(zhàn)隊(duì)直升機(jī)的配套情況。米-26則是蘇聯(lián)時(shí)代（也是到目前為止）最大的運(yùn)輸直升機(jī)，是以蘇聯(lián)陸軍集團(tuán)軍單位的快速運(yùn)輸為主要目的，20噸的最大載荷和12×3.25×2.95米的機(jī)艙規(guī)格，均與安-12（20噸載荷、13.5×3.5×2.6米機(jī)艙）相當(dāng)。米-26以安-12的運(yùn)載條件為模板設(shè)計(jì)，巨大的機(jī)艙規(guī)格是米-26使用的基礎(chǔ)。

對(duì)比來看，CH-53K在同樣載荷（13噸）時(shí)的高溫高原性能明顯高于米-26，載荷航程也更理想。CH-53系列適合運(yùn)輸高密度的集中式載荷，米-26的機(jī)艙空間遠(yuǎn)比CH-53大，但集中載荷戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸條件并不比CH-53E高，大空間機(jī)艙更適合運(yùn)輸分散的低密度（兵員、燃料）載荷。CH-53E/K能滿足米-26近90%的運(yùn)輸功能，野戰(zhàn)條件下的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸方式更靈活，戰(zhàn)場(chǎng)生存能力也更高。俄羅斯與別國(guó)合作研制的新重型直升機(jī)，據(jù)稱就是類似CH-53E的規(guī)格和布局，擁有非常好的高溫/高原飛行性能。