曹 維 ，曹喜金

(1.中航工業(yè)昌河飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，江西 景德鎮(zhèn) 333002；2.中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展分析

曹 維1，曹喜金2

(1.中航工業(yè)昌河飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司，江西 景德鎮(zhèn) 333002；2.中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所，江西 景德鎮(zhèn) 333001)

美國(guó)重型直升機(jī)在軍用和民用領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用呈現(xiàn)出兩種不同格局，美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略、新軍事學(xué)說(shuō)與戰(zhàn)術(shù)以及技術(shù)成熟度是影響美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的3個(gè)關(guān)鍵因素，美國(guó)陸軍/陸軍航空兵與美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)由于對(duì)需求的理解不同而采取了不同途徑來(lái)發(fā)展重型直升機(jī)。目前，美國(guó)是世界上裝備重型直升機(jī)數(shù)量最多的國(guó)家，為保持其在該領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，制訂并啟動(dòng)了未來(lái)重型直升機(jī)發(fā)展計(jì)劃。

軍事裝備；重型直升機(jī)；型號(hào)發(fā)展；美國(guó)

0 引言

總體來(lái)看，美國(guó)重型直升機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用在軍用和民用兩個(gè)領(lǐng)域呈現(xiàn)出兩種迥然不同的局面。在軍用領(lǐng)域，美國(guó)重型直升機(jī)的發(fā)展處于世界領(lǐng)先地位，裝備數(shù)量占世界裝備總量的一半以上；相比之下，在民用領(lǐng)域則要黯然失色得多，裝備數(shù)量不到世界裝備總量的2%。

從軍事領(lǐng)域來(lái)看，自重型直升機(jī)問(wèn)世并進(jìn)入服役以來(lái)，在美國(guó)軍事裝備發(fā)展特別是美國(guó)陸軍/陸軍航空兵和海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的裝備建設(shè)中，重型直升機(jī)一直占據(jù)著極其重要的地位。從20世紀(jì)50年代美國(guó)陸軍啟動(dòng)第一種重型直升機(jī)CH-47“支奴干”研制項(xiàng)目開(kāi)始，70年代美國(guó)海軍開(kāi)展CH-53E“超種馬”的研制，到目前正在研制新一代重型直升機(jī)CH-53K，以及因應(yīng)未來(lái)需要而提出“聯(lián)合重型運(yùn)輸飛行器(JTR)”項(xiàng)目，美國(guó)軍事部門(mén)從未停止過(guò)發(fā)展重型直升機(jī)，這充分表明其對(duì)重型直升機(jī)的高度重視，也印證了重型直升機(jī)在美國(guó)軍事裝備發(fā)展與建設(shè)以及各種軍事行動(dòng)中的重大價(jià)值。

美軍重型直升機(jī)的應(yīng)用始于越南戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期。當(dāng)時(shí)，波音公司共生產(chǎn)了349架CH-47A“支奴干”，其中314架投入到了越南戰(zhàn)場(chǎng)，可以說(shuō)，這是重型直升機(jī)首次在戰(zhàn)爭(zhēng)中的大規(guī)模應(yīng)用。此后，在美軍歷次大規(guī)模軍事行動(dòng)以及局部戰(zhàn)爭(zhēng)中都可以看到重型直升機(jī)的身影。在美軍長(zhǎng)期的軍事行動(dòng)與戰(zhàn)爭(zhēng)中，重型直升機(jī)承擔(dān)的主要任務(wù)包括：回收被對(duì)方擊落的各種飛機(jī)與直升機(jī)；運(yùn)輸大型和重型軍事裝備，如火炮、步兵戰(zhàn)車、裝甲車等；大規(guī)模成建制部隊(duì)的運(yùn)輸與機(jī)動(dòng)部署，特別是兩棲登陸作戰(zhàn)中大規(guī)模登陸部隊(duì)的垂直投送；大型戰(zhàn)艦之間各種軍需補(bǔ)給物品的大量轉(zhuǎn)運(yùn)；海上布雷與掃雷；戰(zhàn)斗搜索與救援等。

在民用領(lǐng)域，美國(guó)重型直升機(jī)的發(fā)展沒(méi)有軍事領(lǐng)域那么成果輝煌，也沒(méi)有蘇聯(lián)/俄羅斯那么舉世聞名。究其原因，一是因?yàn)槊绹?guó)向來(lái)喜歡窮兵黷武，在世界各地耀武揚(yáng)威，導(dǎo)致其對(duì)軍用重型直升機(jī)的需求一直很旺盛；二是為維持全球霸主地位，美國(guó)不惜投入大量人力、物力和財(cái)力發(fā)展軍事裝備，這也為美國(guó)軍用重型直升機(jī)的發(fā)展提供了各種直接的保障；三是第二次世界大戰(zhàn)以后美國(guó)沒(méi)有實(shí)施過(guò)蘇聯(lián)曾經(jīng)實(shí)施的西北利亞大開(kāi)發(fā)那樣的國(guó)家戰(zhàn)略，致使其民用重型直升機(jī)需求不那么突顯；四是直升機(jī)本身具有很強(qiáng)的軍民通用性，只要稍做改裝，軍用重型直升機(jī)就可以用于民用應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域，這也在一定程度上影響了美國(guó)民用重型直升機(jī)的開(kāi)發(fā)。

美國(guó)兩款典型的民用重型直升機(jī)都是由軍用重型直升機(jī)改型而來(lái)的，包括由CH-47“支奴干”改型而成的波音234和在CH-54A基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的S-64“空中吊車”。特別值得指出的是，S-64“空中吊車”在20世紀(jì)60年代中期就獲得了美國(guó)聯(lián)邦航空局的適航證，是美國(guó)乃至全世界第一款獲得美國(guó)聯(lián)邦航空局適航證的民用重型直升機(jī)，至今仍在世界許多地方承擔(dān)各種業(yè)務(wù)，足見(jiàn)其具有旺盛的生命力。

從民用領(lǐng)域來(lái)看，美國(guó)重型直升機(jī)主要用于旅客運(yùn)輸、貨物運(yùn)輸以及其他專門(mén)業(yè)務(wù)，如石油開(kāi)采業(yè)(設(shè)備、物資和人員運(yùn)送)、伐木業(yè)(木材吊運(yùn))、電力工業(yè)(架設(shè)高壓線、吊運(yùn)塔架)、建筑業(yè)(大型、重型預(yù)制件吊運(yùn))、消防(森林、高層建筑滅火)以及搶險(xiǎn)救災(zāi)等。

1 美國(guó)重型直升機(jī)研制周期、經(jīng)費(fèi)與裝備現(xiàn)狀

1.1 研制周期

按照開(kāi)始研制時(shí)間到首次交付時(shí)間來(lái)計(jì)算，美國(guó)各型重型直升機(jī)的研制周期見(jiàn)表1。

表1 美國(guó)重型直升機(jī)研制周期

從表1數(shù)據(jù)以及型號(hào)發(fā)展歷程可以看出，美國(guó)重型直升機(jī)研制周期呈現(xiàn)出以下規(guī)律：

1)如果在原有成熟型號(hào)和技術(shù)的基礎(chǔ)上，只進(jìn)行少量的改進(jìn)或改裝，那么，研制周期相對(duì)比較短，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)交付使用，如S-64和波音234，研制周期平均不到5年；

2)如果以原有型號(hào)和技術(shù)為基礎(chǔ)，需要進(jìn)行重大的改進(jìn)升級(jí)，那么，研制周期相對(duì)較長(zhǎng)，如CH-47、CH-53E和CH-53K，平均大約需要10年左右的時(shí)間；

3)如果完全進(jìn)行新機(jī)研制，即使基礎(chǔ)技術(shù)包括原理和工程技術(shù)已經(jīng)得到了驗(yàn)證，但是，由于存在不可預(yù)見(jiàn)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，研制周期是最長(zhǎng)的，如V-22，大約接近20年。

以上數(shù)據(jù)均來(lái)源于文獻(xiàn)[1-3]。

1.2 研制經(jīng)費(fèi)、單機(jī)價(jià)格及生產(chǎn)數(shù)量

1)CH-47“支奴干”

按照美國(guó)國(guó)防裝備采辦法規(guī)定，CH-47直升機(jī)基本型研制經(jīng)費(fèi)由美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)，按年度從美國(guó)陸軍總經(jīng)費(fèi)中撥付，當(dāng)時(shí)研制經(jīng)費(fèi)為7470萬(wàn)美元。

美國(guó)陸軍于1985年開(kāi)始的第一個(gè)多年度項(xiàng)目是對(duì)240架CH-47C進(jìn)行改型，耗資12億美元；1989年開(kāi)始的第二個(gè)多年度項(xiàng)目是對(duì)144架“支奴干”進(jìn)行改進(jìn)，耗資7.73億美元；1992年耗資約2300萬(wàn)美元生產(chǎn)2架全新的CH-47D；1993年耗資6700萬(wàn)美元改進(jìn)11架“支奴干”。1997年，埃及訂購(gòu)4架CH-47D價(jià)值約1.49億美元，其中包括零備件和培訓(xùn)、保障費(fèi)用；中國(guó)臺(tái)灣1998年訂購(gòu)9架CH-47SD價(jià)值4.86億美元。

MH-47E的研制經(jīng)費(fèi)為8100萬(wàn)美元(1987年)，11架MH-47E價(jià)值4.22億美元(1989年至1991年)。

美國(guó)陸軍預(yù)計(jì)CH-47F項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)約33億美元。

CH-47SD單機(jī)價(jià)格為3000～3200萬(wàn)美元(2002年)， CH-47F的單機(jī)價(jià)格為3000萬(wàn)美元(2007年)。

為美國(guó)陸軍生產(chǎn)了735架CH-47A/B/C，479架CH-47D/MH-47E，出口生產(chǎn)211架(其中包括45架份的成套組件)。另外，意大利阿古斯塔公司根據(jù)生產(chǎn)許可制造了136架，日本川崎重工生產(chǎn)了81架。

2)CH-53E“超種馬”

CH-53E的研制經(jīng)費(fèi)由美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)，按年度從美國(guó)海軍總經(jīng)費(fèi)中撥付，當(dāng)時(shí)基本型的研制經(jīng)費(fèi)為3.2億美元。

CH-53E的單機(jī)價(jià)格為2436萬(wàn)美元(1992年)。土耳其采購(gòu)8架S-80E，共計(jì)約為3.5億美元。

為美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)生產(chǎn)了222架，為日本海上自衛(wèi)隊(duì)生產(chǎn)了11架。

3)V-22“魚(yú)鷹”

V-22“魚(yú)鷹”的全尺寸研制費(fèi)用估計(jì)為27.5億美元(1991年)。

MV-22最新價(jià)格為6400萬(wàn)美元(2010年)，CV-22的最新價(jià)格為7600萬(wàn)美元(2010年)。

為美國(guó)空軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)生產(chǎn)了189架，目前仍在繼續(xù)生產(chǎn)。美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)總計(jì)需要采購(gòu)362架MV-22B，美國(guó)空軍總計(jì)需要采購(gòu)50架CV-22B以及48架MV-22。

4)CH-53K“種馬王”

CH-53K項(xiàng)目研制經(jīng)費(fèi)從美國(guó)海軍年度經(jīng)費(fèi)中撥付。2005年12月測(cè)算項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)為153.07億美元，其中研制經(jīng)費(fèi)40.32億美元、采辦經(jīng)費(fèi)112.75億美元。截至2014年共已支出42.95億美元。2015年年度預(yù)算為5.73億美元。

CH-53K單機(jī)價(jià)格為5660萬(wàn)美元(2005年)。目前仍在研制中，尚未生產(chǎn)交付。

5)波音234

波音234研制經(jīng)費(fèi)不詳，僅生產(chǎn)了16架。

根據(jù)型別的不同，波音234的單機(jī)價(jià)格在1200～1685萬(wàn)美元(1986年)之間。

以上數(shù)據(jù)均來(lái)源于文獻(xiàn)[1-3]。

1.3 裝備現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)資料[3]統(tǒng)計(jì)，截至2013年，全球現(xiàn)役重型直升機(jī)總量為1640架，其中，世界各國(guó)和地區(qū)軍用領(lǐng)域裝備的數(shù)量為1371架，約占84%，民用領(lǐng)域259架，約占16%。

美國(guó)現(xiàn)役重型直升機(jī)數(shù)量為946架，占世界總量的58%，其中，軍用領(lǐng)域900架，占美國(guó)現(xiàn)役重型直升機(jī)總量的95%，民用領(lǐng)域僅46架，只占5%，見(jiàn)表2。

表2 美國(guó)現(xiàn)役重型直升機(jī)用戶分布

* S-64總共只生產(chǎn)了99架(包括民用13架)。由于在越南戰(zhàn)場(chǎng)上損耗比較大，后來(lái)又在美國(guó)國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)服役長(zhǎng)達(dá)20年之久。從美國(guó)國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)退役后，軍用CH-54才開(kāi)始轉(zhuǎn)為民用，因此，估計(jì)目前裝備總數(shù)不會(huì)超過(guò)30架。

2 推動(dòng)美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵因素

綜觀美國(guó)重型直升機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用歷程，可以看出，美國(guó)重型直升機(jī)的發(fā)展并不是一蹴而就的，而是有著長(zhǎng)久和深厚的軍事需求基礎(chǔ)與背景。雖然推動(dòng)美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的因素是多方面的，如國(guó)際政治與軍事環(huán)境的變化、軍事學(xué)說(shuō)與戰(zhàn)術(shù)的發(fā)展、軍事裝備發(fā)展需求、軍費(fèi)預(yù)算以及技術(shù)本身的成熟度等，但概括起來(lái)，有三個(gè)方面是極其重要和關(guān)鍵的：首先，美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施非常需要重型直升機(jī)這一重要的軍事裝備；其次，美軍提出的新軍事學(xué)說(shuō)和作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)成為美國(guó)重型直升機(jī)橫空出世的直接推手；第三，相關(guān)技術(shù)的逐步成熟是美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和保證。

2.1 重型直升機(jī)是美國(guó)實(shí)現(xiàn)其國(guó)家戰(zhàn)略的重要軍事裝備之一

長(zhǎng)期以來(lái)，美國(guó)一直在推行全球霸權(quán)戰(zhàn)略，在世界各地建有大量的海外軍事基地，長(zhǎng)期、大量部署軍事力量，利用其強(qiáng)大的軍事實(shí)力強(qiáng)行介入各地區(qū)、各主權(quán)國(guó)家的內(nèi)部事務(wù)，通過(guò)各種手段謀求美國(guó)國(guó)家利益，不遺余力地保護(hù)美國(guó)的海外利益，導(dǎo)致美國(guó)各種軍事裝備需求一直十分強(qiáng)勁。這不僅直接催生了美國(guó)的重型直升機(jī)，也強(qiáng)力推動(dòng)著美國(guó)重型直升機(jī)的不斷發(fā)展。

自重型直升機(jī)進(jìn)入美軍服役以來(lái)，幾乎在美軍的每次海外遠(yuǎn)征軍事行動(dòng)中都可以看到重型直升機(jī)如影相隨。在美軍的各種軍事行動(dòng)中，這些重型直升機(jī)不僅是美軍采用各種戰(zhàn)術(shù)展開(kāi)軍事行動(dòng)的必要工具，更直接為美軍的軍事行動(dòng)提供支援和保障。如果沒(méi)有重型直升機(jī)，美軍諸多現(xiàn)代戰(zhàn)術(shù)如空中機(jī)動(dòng)、垂直包圍、機(jī)降突擊以及特種作戰(zhàn)等，就無(wú)法順利展開(kāi)，也難以在戰(zhàn)術(shù)上取得軍事行動(dòng)的成功，進(jìn)而影響美軍軍事戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。

近年來(lái)，美國(guó)奧巴馬政府竭盡全力推行“亞太再平衡”戰(zhàn)略，打算將60%的美國(guó)海軍兵力部署到亞太。奧巴馬在西點(diǎn)軍校演講中甚至叫囂“美國(guó)還要領(lǐng)導(dǎo)世界100年”，完全暴露了美國(guó)企圖長(zhǎng)久稱霸世界的野心。而美軍實(shí)施這個(gè)戰(zhàn)略的第一步，就是向日本沖繩美軍基地大量部署MV-22“魚(yú)鷹”傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)，這充分證明重型直升機(jī)已經(jīng)成為美國(guó)實(shí)現(xiàn)其國(guó)家戰(zhàn)略的一種重要的軍事裝備。

現(xiàn)在，美國(guó)已成為世界上唯一的超級(jí)霸權(quán)國(guó)家，但為了保持其絕對(duì)的軍事優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)久的世界霸主的野心，仍在大力發(fā)展各種先進(jìn)軍事裝備，新型重型直升機(jī)也在這個(gè)裝備發(fā)展清單之列，這進(jìn)一步表明了重型直升機(jī)在美國(guó)實(shí)施其國(guó)家戰(zhàn)略中的重要地位。

2.2 新軍事學(xué)說(shuō)與戰(zhàn)術(shù)是美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的直接驅(qū)動(dòng)力

20世紀(jì)50年代前后，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)認(rèn)為傳統(tǒng)的兩棲登陸作戰(zhàn)存在許多缺陷，不能適應(yīng)新的軍事需求。特別是蘇聯(lián)試爆第一顆原子彈，打破了美國(guó)核武壟斷的局面之后，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)認(rèn)為傳統(tǒng)的兩棲登陸作戰(zhàn)面臨著更加巨大的威脅，于是，強(qiáng)烈要求尋求替代方案以取代傳統(tǒng)的兩棲登陸作戰(zhàn)模式[4]。

在此期間，時(shí)任美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)司令的范德格里夫特上將開(kāi)始創(chuàng)立一種新的學(xué)說(shuō)——“兩棲作戰(zhàn)垂直突擊概念”，也就是用空中垂直登陸突襲戰(zhàn)術(shù)取代傳統(tǒng)的水面登陸作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)，這首先需要尋找新的運(yùn)輸兩棲登陸作戰(zhàn)部隊(duì)與裝備的平臺(tái)。

當(dāng)時(shí)探討的5種主要運(yùn)輸平臺(tái)方案包括運(yùn)輸機(jī)、滑翔機(jī)、傘降、部隊(duì)與物資運(yùn)送潛艇以及直升機(jī)。研究得出的結(jié)論是：直升機(jī)最有優(yōu)勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)登陸突擊部隊(duì)快速集結(jié)提供了切實(shí)可行的工具，見(jiàn)圖1。

圖1 美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)兩棲登陸作戰(zhàn)模式的比較

通過(guò)大量試驗(yàn)和演習(xí)，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)堅(jiān)定地認(rèn)為，利用運(yùn)輸直升機(jī)遂行兩棲登陸作戰(zhàn)是切實(shí)可行的，并將徹底改變?cè)械膬蓷鲬?zhàn)模式，使其在作戰(zhàn)行動(dòng)中占有巨大的優(yōu)勢(shì)。因此，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)需要裝備大量的大型突擊運(yùn)輸直升機(jī)。

朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)便將當(dāng)時(shí)裝備的直升機(jī)派往朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)。除執(zhí)行大量運(yùn)輸任務(wù)外，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)還利用這些直升機(jī)在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上實(shí)踐并檢驗(yàn)其提出的新作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)，包括垂直運(yùn)輸補(bǔ)給、炮兵機(jī)動(dòng)運(yùn)輸?shù)?，并取得了巨大成功。朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)既是美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)新的兩棲登陸作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)的演練場(chǎng)，也是其利用大型突擊運(yùn)輸直升機(jī)遂行大規(guī)模部隊(duì)與重型裝備機(jī)動(dòng)部署的試驗(yàn)場(chǎng)。無(wú)論是各種演習(xí)還是實(shí)戰(zhàn)結(jié)果，都顯示了大型突擊運(yùn)輸直升機(jī)的巨大價(jià)值。

20世紀(jì)50年代后期到60年代初期，為滿足美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)對(duì)大型突擊運(yùn)輸直升機(jī)的需求，美國(guó)西科斯基公司在S-64的基礎(chǔ)上研制了大型雙發(fā)突擊運(yùn)輸直升機(jī)S-65，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的編號(hào)為CH-53A，綽號(hào)“海種馬”，并先后發(fā)展出多個(gè)型別，為美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)后來(lái)研制CH-53E重型直升機(jī)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

與此同時(shí)，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)提出的“兩棲作戰(zhàn)垂直突擊概念”以及進(jìn)行的大量演習(xí)驗(yàn)證，激起了美國(guó)陸軍/陸軍航空兵的極大興趣，特別是在朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)中美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)運(yùn)用直升機(jī)取得巨大成功后，更引起了美國(guó)陸軍/陸軍航空兵的極大關(guān)注。于是，在20世紀(jì)50年代中期，美國(guó)陸軍/陸軍航空兵在認(rèn)識(shí)到直升機(jī)的巨大軍事價(jià)值后，提出了進(jìn)一步發(fā)展并完善空中機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)理論，發(fā)展“空中突擊”、“垂直突擊”等戰(zhàn)術(shù)，同時(shí)，仿效美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)展開(kāi)了大量的驗(yàn)證演習(xí)。

通過(guò)一系列分析研究和演習(xí)驗(yàn)證，美國(guó)陸軍/陸軍航空兵也堅(jiān)定地認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)從地面機(jī)動(dòng)向空中機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)的轉(zhuǎn)變，就必須發(fā)展運(yùn)輸能力更大的直升機(jī)。于是，1956年年底，美國(guó)陸軍部宣布，計(jì)劃用一種渦軸動(dòng)力直升機(jī)取代當(dāng)時(shí)在役的活塞直升機(jī)，以提高直升機(jī)的運(yùn)輸能力。

當(dāng)時(shí)，為了爭(zhēng)取到美國(guó)陸軍的這項(xiàng)合同，波音·伏托爾直升機(jī)公司(現(xiàn)波音公司)會(huì)同美國(guó)陸軍專家，就空中機(jī)動(dòng)的所有領(lǐng)域展開(kāi)了詳細(xì)的討論，得知美國(guó)陸軍當(dāng)時(shí)真正想要的是一種能夠替代2.5噸卡車的飛行器。1956年7月，波音·伏托爾公司正式向美國(guó)陸軍航空兵司令部提交了V-107直升機(jī)研制計(jì)劃，從此拉開(kāi)了CH-47“支奴干”直升機(jī)研制的序幕。

2.3 成熟技術(shù)是美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和保證

早在20世紀(jì)40年代末，當(dāng)美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)提出大型突擊運(yùn)輸直升機(jī)需求時(shí)，美國(guó)西科斯基飛機(jī)公司便開(kāi)始了S-56直升機(jī)的研制工作。當(dāng)時(shí)，美國(guó)海軍賦予的代號(hào)是HR2S，美國(guó)國(guó)防部賦予的正式代號(hào)是CH-37[4]。

HR2S的研制是美國(guó)發(fā)展重型直升機(jī)的最早嘗試，它是當(dāng)時(shí)世界上外形尺寸最大的直升機(jī)，比今天的S-92的外形尺寸還要大。同時(shí)，它也是美國(guó)最早采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)布局的單旋翼帶尾槳構(gòu)型的直升機(jī)。因此，在設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中遭遇了許多重大難題。

首先是發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)題。當(dāng)時(shí)，功率大、油耗低、性能好的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)還沒(méi)有問(wèn)世，只能選用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。由于采用活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率太小，巡航功率僅有1280馬力，從而導(dǎo)致直升機(jī)有效載重和吊掛能力受到極大限制，不能完全滿足美軍吊運(yùn)大型軍事裝備或回收被擊落的飛機(jī)的需要。

其次是雙發(fā)動(dòng)機(jī)布局問(wèn)題。由于HR2S是美國(guó)首次采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)布局的型號(hào)，沒(méi)有成熟的經(jīng)驗(yàn)可借鑒。諸如雙發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)身上的布置位置，采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的機(jī)身空氣動(dòng)力學(xué)以及雙發(fā)動(dòng)機(jī)的功率同步等問(wèn)題，都需要通過(guò)大量的分析研究和試驗(yàn)來(lái)解決，這不僅需要耗費(fèi)大量的財(cái)力，而且也需要花費(fèi)大量的時(shí)間。

第三是超大尺寸部件的制造問(wèn)題。HR2S是當(dāng)時(shí)世界上外形尺寸最大的直升機(jī)，有一些超大尺寸部件如旋翼槳葉、槳轂以及機(jī)身大梁等，非常難制造，必須開(kāi)發(fā)相應(yīng)的專用工裝夾具和工藝才能制造。

第四是艦載相容性問(wèn)題。由于美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)要求HR2S能夠搭載在航空母艦上，因此，HR2S還是第一種采用液壓驅(qū)動(dòng)的槳葉折疊系統(tǒng)的直升機(jī)，飛行員可以在駕駛艙內(nèi)折疊槳葉以便減小艦面或機(jī)庫(kù)中停放時(shí)占用的空間。這種槳葉折疊系統(tǒng)涉及到機(jī)械、液壓、操縱等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，在研制過(guò)程中同樣也遭遇到各種技術(shù)難關(guān)。

正是由于遭遇到這一系列的技術(shù)難題，HR2S的生產(chǎn)交付一再延誤，直到朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束，西科斯基飛機(jī)公司才總共生產(chǎn)了100余架這款直升機(jī)，從而迫使美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在朝鮮戰(zhàn)場(chǎng)上不得不選用其它型號(hào)的直升機(jī)作為過(guò)渡，并最終拋棄了HR2S。

此外，V-22“魚(yú)鷹”的研制周期長(zhǎng)達(dá)近20年也是因?yàn)樵谘兄七^(guò)程中遭遇到多種復(fù)雜技術(shù)難題而不得不一次又一次推遲交付時(shí)間，以便通過(guò)大量的試驗(yàn)和試飛來(lái)攻克這些技術(shù)難關(guān)。這充分表明成熟技術(shù)是美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的重要基礎(chǔ)和保證。

3 美國(guó)重型直升機(jī)型號(hào)發(fā)展之路

20世紀(jì)60年代后期到70年代初期，美國(guó)陸軍和海軍開(kāi)展了大量的聯(lián)合研究工作，以便定義重型運(yùn)輸直升機(jī)要求。美國(guó)陸軍與海軍在重型運(yùn)輸直升機(jī)能力要求方面存在巨大的差異，最終導(dǎo)致美國(guó)陸軍和海軍分別制訂并實(shí)施各自的研制計(jì)劃。當(dāng)時(shí)，作為美國(guó)海軍的短期目標(biāo)，要求垂直吊運(yùn)能力為18噸；而美國(guó)陸軍提出的則是長(zhǎng)期目標(biāo)，要求吊運(yùn)能力達(dá)到20～30噸。出現(xiàn)這些差異的主要原因是美國(guó)陸軍不愿為艦載兼容性而犧牲吊運(yùn)能力。

美國(guó)陸軍與海軍的計(jì)劃最終朝不同的方向發(fā)展。美國(guó)海軍研制了CH-53E，而美國(guó)陸軍一直圍繞著CH-47“支奴干”開(kāi)展研制，并成功地推動(dòng)了CH-47首先進(jìn)入美軍服役。

3.1 最早進(jìn)入美國(guó)陸軍服役的重型直升機(jī)—CH-47“支奴干”

美國(guó)波音·伏托爾公司向美國(guó)陸軍航空兵司令部提交雙旋翼縱列式V-107型直升機(jī)計(jì)劃后，利用公司自籌資金，于1957年5月開(kāi)始了首架V-107原型機(jī)的制造工作，該原型機(jī)命名為YHC-1。不過(guò)，美國(guó)陸軍認(rèn)為對(duì)于突擊任務(wù)而言，YHC-1A顯得過(guò)重，而對(duì)運(yùn)輸任務(wù)而言，又顯得過(guò)輕。因此，美國(guó)陸軍提出了增加起飛重量的要求。波音·伏托爾公司就此開(kāi)展了V-107-1(YHC-1B)的研制工作。

美國(guó)陸軍將生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型YHC-1B命名為HC-1B，并于1961年追加采購(gòu)18架HC-1B。所有YHC-1B和HC-1B隨后都被重新命名為YCH-47A和CH-47A，綽號(hào)“支奴干”。

CH-47A是“支奴干”系列的最初生產(chǎn)型代號(hào)，1962年開(kāi)始進(jìn)入美國(guó)陸軍服役，成為最早進(jìn)入美軍服役的重型直升機(jī)，并于1965年隨美國(guó)陸軍第一騎兵師進(jìn)駐越南，參與越戰(zhàn)，因此也成為了美國(guó)第一種參與實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的重型直升機(jī)。

然而，越南炎熱的自然環(huán)境，以及旋翼系統(tǒng)設(shè)計(jì)本身的限制，導(dǎo)致CH-47A無(wú)法充分發(fā)揮其發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)；而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，美國(guó)陸軍又往往不敢將CH-47A的龐大貨艙裝滿，以至影響了運(yùn)輸效率。美國(guó)陸軍急切希望波音·伏托爾公司能盡快提供針對(duì)這一不足的改進(jìn)型。于是，波音·伏托爾公司通過(guò)換裝發(fā)動(dòng)機(jī)、改進(jìn)旋翼設(shè)計(jì)等措施，很快推出了改進(jìn)型的CH-47B。

不過(guò)，美國(guó)陸軍當(dāng)時(shí)實(shí)際想要的是能夠運(yùn)載6800千克以上的有效負(fù)載的直升機(jī)。波音·伏托爾公司再次通過(guò)換裝發(fā)動(dòng)機(jī)、加強(qiáng)傳動(dòng)系統(tǒng)以及增大燃油容量等措施在CH-47B的基礎(chǔ)上推出了CH-47C，以滿足美國(guó)陸軍更大運(yùn)輸能力的要求。

到越南戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí)，波音·伏托爾公司為美國(guó)陸軍總共生產(chǎn)了726架CH-47A/B/C，其中575架投入到越南戰(zhàn)場(chǎng)上，接近美國(guó)陸軍當(dāng)時(shí)裝備的重型直升機(jī)總量的80%?？梢哉f(shuō)，越南戰(zhàn)爭(zhēng)既是一場(chǎng)直升機(jī)戰(zhàn)爭(zhēng)，也是美國(guó)重型直升機(jī)最早參與且參與數(shù)量最多的一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，對(duì)美國(guó)重型直升機(jī)后來(lái)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。

20世紀(jì)70年代初，波音公司向美國(guó)陸軍提出了升級(jí)“支奴干”的計(jì)劃，并被美國(guó)陸軍采納。升級(jí)的主要目的是為了延壽，對(duì)原有型號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一改進(jìn)，并因此推出了重大改進(jìn)型—CH-47D。

這次升級(jí)改進(jìn)可以說(shuō)非常全面，這種全面的升級(jí)改進(jìn)大幅度提升了CH-47D的性能，特別是有效載重能力和高溫高原性能。與CH-47A相比，CH-47D的有效載重提高了一倍多，接近11噸，高溫高原性能提高了68%。

20世紀(jì)90年代初，美國(guó)陸軍啟動(dòng)了名為“空中貨運(yùn)“(ACT)系統(tǒng)的新概念旋翼機(jī)論證工作。但由于新概念旋翼機(jī)的研制和生產(chǎn)成本過(guò)高，美國(guó)陸軍無(wú)力承擔(dān)，因此不得不放棄這項(xiàng)計(jì)劃，轉(zhuǎn)而展開(kāi)CH-47D的改造升級(jí)，并推出了最新改進(jìn)型CH-47F。美國(guó)陸軍計(jì)劃CH-47F將一直服役到2030年。

此外，波音公司還在CH-47D的基礎(chǔ)上為美國(guó)陸軍特種作戰(zhàn)部隊(duì)研制了特種作戰(zhàn)型的MH-47D/47E ；發(fā)展了波音234民用型以及各種出口型號(hào)。

3.2 美國(guó)海軍第一種艦載重型直升機(jī)—CH-53E“超種馬”

在美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)執(zhí)著追求重型直升機(jī)的同時(shí)，西科斯基公司也一直在竭盡全力謀求研制最大起飛重量超過(guò)20噸的重型直升機(jī)。在CH-53A/D“海種馬”取得成功以及在越南戰(zhàn)場(chǎng)上獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)基礎(chǔ)上，根據(jù)美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的真正要求，1971年開(kāi)始，西科斯基公司以CH-53D為基礎(chǔ)，通過(guò)加裝第三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，推出了CH-53E“超種馬”。

1980年12月，西科斯基公司開(kāi)始向美國(guó)海軍交付CH-53E，美國(guó)海軍終于擁有了自己的第一種艦載重型直升機(jī)。1981年6月，西科斯基公司開(kāi)始向美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)交付CH-53E。

1986年，西科斯基公司開(kāi)始向美國(guó)海軍交付掃雷型MH-53E“海龍”。

到21世紀(jì)初，美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的CH-53E直升機(jī)平均服役時(shí)間超過(guò)了15年，平均機(jī)體壽命達(dá)到將近5000小時(shí)。同時(shí)，出現(xiàn)的一些新戰(zhàn)術(shù)理念，如海上作戰(zhàn)機(jī)動(dòng)(OMFTS)、艦船到目標(biāo)的機(jī)動(dòng)(STOM)以及強(qiáng)行進(jìn)入(FE)等，所有這些都迫使美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)不得不持續(xù)研究并改良其裝備，以適應(yīng)未來(lái)需要。

于是，美國(guó)海軍分析研究中心于2001年針對(duì)美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)當(dāng)前的兵力結(jié)構(gòu)和擁有的各型直升機(jī)，對(duì)這些直升機(jī)的運(yùn)輸能力進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明，為滿足未來(lái)重型運(yùn)輸需求，在CH-53E基礎(chǔ)上，發(fā)展新一代重型直升機(jī)是比較有效益的選擇[5]。

同時(shí)，美國(guó)海軍還委托一家非贏利性研究機(jī)構(gòu)——國(guó)際防務(wù)研究院(RAND公司)對(duì)7種未來(lái)重型運(yùn)輸直升機(jī)方案展開(kāi)研究和評(píng)估。美國(guó)海軍分析研究中心的研究和RAND公司的評(píng)估都表明，以CH-53E為基礎(chǔ)，通過(guò)改進(jìn)改型，研制新的重型直升機(jī)是美國(guó)海軍/海軍陸戰(zhàn)隊(duì)滿足未來(lái)重型運(yùn)輸需求的最佳選擇[6]。

2005年12月，美國(guó)國(guó)防部與西科斯基公司正式簽署了研制新一代重型直升機(jī)的合同，并將這種新型重型直升機(jī)命名為CH-53K，綽號(hào)“種馬王”(見(jiàn)圖2)，計(jì)劃2019年交付。

2015年10月27日，西科斯基公司通過(guò)公司網(wǎng)站對(duì)外宣布，第一架CH-53K工程原型機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了首飛，在接下來(lái)的3年里，將對(duì)CH-53K的飛行包線進(jìn)行擴(kuò)展。

圖2 CH-53K首飛

3.3 全球目前唯一現(xiàn)役的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)—V-22“魚(yú)鷹”

為彌補(bǔ)常規(guī)直升機(jī)固有的速度慢、航程短的缺陷，美國(guó)貝爾公司長(zhǎng)期以來(lái)一直堅(jiān)持傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)技術(shù)的探索，先后研制了XV-3傾轉(zhuǎn)旋翼原理驗(yàn)證機(jī)和XV-15傾轉(zhuǎn)旋翼工程驗(yàn)證機(jī)，并取得了巨大成功，引起了世界各國(guó)特別是美國(guó)軍方的高度關(guān)注。

鑒于XV-15的優(yōu)異表現(xiàn)，美國(guó)國(guó)防部于1981年提出了“三軍聯(lián)合先進(jìn)垂直起落飛機(jī)(JVX)”項(xiàng)目，要求在XV-15的基礎(chǔ)上，為美國(guó)陸、海、空三軍研制共用的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。最初，這個(gè)項(xiàng)目由美國(guó)陸軍負(fù)責(zé)，但由于美國(guó)陸軍經(jīng)費(fèi)不足，1983年，這項(xiàng)計(jì)劃轉(zhuǎn)由美國(guó)海軍負(fù)責(zé)。同年4月，美國(guó)海軍便與貝爾和波音公司簽訂了研制合同。1985年1月這種傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)被正式命名為V-22“魚(yú)鷹”，美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的突擊運(yùn)輸型稱為MV-22，空軍特種作戰(zhàn)型稱為CV-22，而海軍戰(zhàn)斗搜索型稱為HV-22。

美國(guó)貝爾/波音公司一共制造了10架V-22原型機(jī)用于各種地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)，這在世界直升機(jī)發(fā)展史上實(shí)屬罕見(jiàn)。而在各種飛行試驗(yàn)和作戰(zhàn)評(píng)估飛行中，共發(fā)生過(guò)4次重大事故，導(dǎo)致30人死亡。這些足以證明傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的技術(shù)難度大大超乎人們的預(yù)想。

1989年3月，第一架V-22原型機(jī)實(shí)現(xiàn)首飛。在經(jīng)歷了一系列挫敗、調(diào)整、改進(jìn)和技術(shù)與質(zhì)量審查后，直到1999年5月，第一架生產(chǎn)型MV-22才交付給美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)。首架生產(chǎn)型CV-22于1999年10月首飛，2000年交付給美國(guó)空軍。到目前為止，美軍仍然是世界上第一支，也是唯一一支裝備了傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的軍隊(duì)。

為便于航母甲板與機(jī)庫(kù)中停放，V-22的旋翼與機(jī)翼可以折疊并收藏，整個(gè)過(guò)程用時(shí)約90秒。MV-22在甲板上占用的空間與CH-53E直升機(jī)的基本相同。

3.4 最早取得美國(guó)聯(lián)邦航空局適航證的重型直升機(jī)—S-64“空中吊車”

1961年4月，為滿足當(dāng)時(shí)美國(guó)陸軍對(duì)大型運(yùn)輸直升機(jī)的迫切需求，并兼顧民用應(yīng)用，西科斯基公司在成功研制S-60直升機(jī)的基礎(chǔ)上，開(kāi)始設(shè)計(jì)、研制S-64起重直升機(jī)，綽號(hào)“空中吊車”。美國(guó)陸軍賦予該機(jī)的代號(hào)為CH-54，綽號(hào)“塔赫”。

第一架S-64原型機(jī)于1962年5月首飛。1965年7月，S-64取得了美國(guó)聯(lián)邦航空局適航證，成為世界上最早取得該證的重型直升機(jī)。然而，在此后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，由于各種原因，如經(jīng)濟(jì)性差、西科斯基公司關(guān)注度不夠等，S-64的民用應(yīng)用非常不如人意。

S-64的設(shè)計(jì)非常獨(dú)特，與常見(jiàn)的直升機(jī)不同，它整個(gè)中機(jī)身都是空的，這不僅大大降低了該機(jī)的空重(空重比約為46%)，提高了有效載重能力，而且特別有助于吊運(yùn)各種不同尺寸的大型貨物。同時(shí)，只要加裝整體吊艙就可以承擔(dān)大規(guī)模人員運(yùn)輸任務(wù)，因此，具有極好的應(yīng)用靈活性。

在CH-54A進(jìn)入美國(guó)陸軍服役的同時(shí)，西科斯基公司并沒(méi)有完全放棄開(kāi)拓S-64的民用市場(chǎng)。1968年2月，美國(guó)德克薩斯州休斯敦的羅恩鉆井公司訂購(gòu)了2架S-64E，用于支援鋪設(shè)橫穿阿拉斯加的輸油管。

1971年，美國(guó)埃里克森木材公司訂購(gòu)了一架“空中吊車”，用于空中伐木和架設(shè)電線，并獲得成功。1972年埃里克森公司再次購(gòu)買(mǎi)了3架S-64E“空中吊車”，并成立了埃里克森空中吊車公司，提供民用領(lǐng)域的各種業(yè)務(wù)服務(wù)。時(shí)至今日，埃里克森公司仍在利用“空中吊車”為全球民用用戶提供各種服務(wù)。

美國(guó)另一款民用重型直升機(jī)波音234的表現(xiàn)則差強(qiáng)人意。自1981年取得美國(guó)聯(lián)邦航空局適航證和英國(guó)民用航空局適航證以來(lái)，總生產(chǎn)交付數(shù)量只有16架。波音234最引人注目的應(yīng)用是1989年王牌航空公司利用它在紐約與大西洋之間開(kāi)通的“直升機(jī)航班”，但由于成本太高，經(jīng)濟(jì)性太差，不久便被取消了，此后再也沒(méi)有見(jiàn)過(guò)相關(guān)的類似報(bào)道。

4 美國(guó)重型直升機(jī)未來(lái)發(fā)展項(xiàng)目

鑒于重型直升機(jī)在軍事領(lǐng)域所取得的驕人成就，美國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)一直非常重視發(fā)展重型直升機(jī)。為謀求其在全球重型直升機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)先地位，引領(lǐng)世界新一代重型直升機(jī)的發(fā)展，瞄準(zhǔn)未來(lái)軍民重型直升機(jī)需求，一方面利用現(xiàn)有成熟先進(jìn)技術(shù)對(duì)現(xiàn)役重型直升機(jī)進(jìn)行技術(shù)提升，另一方面，美國(guó)軍方、多家研究機(jī)構(gòu)和工業(yè)部門(mén)，制定了系列發(fā)展計(jì)劃，提出了多種全新的重型直升機(jī)方案。

下面，僅列舉兩個(gè)具有代表性的項(xiàng)目，以此來(lái)說(shuō)明美國(guó)未來(lái)重型直升機(jī)技術(shù)、型號(hào)與應(yīng)用的發(fā)展方向：一個(gè)是美國(guó)陸軍提出的“聯(lián)合重型運(yùn)輸飛行器(JHL)”項(xiàng)目；另一個(gè)則是NASA“大型民用傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)(LCTR)”項(xiàng)目。

4.1 美國(guó)陸軍“聯(lián)合重型運(yùn)輸飛行器”項(xiàng)目

美國(guó)陸軍在對(duì)其“未來(lái)作戰(zhàn)部隊(duì)”的建制、作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)和“未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)”的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行全面分析與深入研究以后，為了適應(yīng)并滿足未來(lái)軍事行動(dòng)的需要，在21世紀(jì)初提出了“聯(lián)合重型運(yùn)輸飛行器”項(xiàng)目，并于2004年獲得美國(guó)國(guó)防部的批準(zhǔn)。對(duì)這種聯(lián)合重型運(yùn)輸飛行器的基本要求是：最大有效載荷為18～23噸，不進(jìn)行空中加油時(shí)作戰(zhàn)半徑不小于250千米。計(jì)劃2015年開(kāi)始試驗(yàn)，2020年開(kāi)始投入服役[7]。

項(xiàng)目獲得批準(zhǔn)后，美國(guó)陸軍與貝爾/波音公司、波音公司、卡萊姆飛機(jī)公司、西科斯基公司簽訂了演示樣機(jī)的研制與制造合同。由于當(dāng)前美軍現(xiàn)役的各種直升機(jī)中沒(méi)有一種具備與JHL類似的能力，為此，參與競(jìng)爭(zhēng)的各個(gè)研制廠商都在各自的設(shè)計(jì)方案中積極采用新技術(shù)以滿足性能需求。其中，貝爾/波音公司聯(lián)合推出的方案是“四傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)”(QTR)，波音公司推出的是“先進(jìn)縱列式旋翼直升機(jī)”(ATRH)，卡萊姆公司推出的是“最優(yōu)速度傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)”(OSTR)，西科斯基公司則推出了采用共軸反轉(zhuǎn)旋翼的X2C“起重機(jī)”和X2HS“高速升降機(jī)”方案，見(jiàn)圖3。

目前，美國(guó)陸軍航空應(yīng)用技術(shù)局已正式確定了“聯(lián)合重型運(yùn)輸飛行器”的戰(zhàn)術(shù)性能和作戰(zhàn)使用要求。為了確?！奥?lián)合重型運(yùn)輸飛行器”項(xiàng)目資金充足，除美國(guó)陸軍外，美國(guó)海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)也參與到該項(xiàng)目中。

一旦這種具有較高戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和相對(duì)較低的生產(chǎn)和使用成本的未來(lái)運(yùn)輸飛行器列裝，美軍將能為各戰(zhàn)區(qū)(包括遠(yuǎn)方戰(zhàn)區(qū))的前沿部隊(duì)提供高效可靠的后勤與作戰(zhàn)保障。但從目前的情況看來(lái)，由于美國(guó)眾多防務(wù)項(xiàng)目的費(fèi)用急劇增加、作戰(zhàn)需求變化以及社會(huì)政治方面的原因，有可能部分項(xiàng)目預(yù)算被壓縮或與其他項(xiàng)目合并。因此該項(xiàng)目的前景如何還難判斷，是否有可能被常規(guī)直升機(jī)和固定翼飛機(jī)方案所取代尚未可知。

4.2 NASA“大型民用傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)(LCTR)”項(xiàng)目

為了充分利用空域資源，提高空運(yùn)效率，對(duì)下一代重型運(yùn)輸旋翼機(jī)展開(kāi)預(yù)先研究，NASA于2005年啟動(dòng)了“重型運(yùn)輸系統(tǒng)研究”(HLSI)項(xiàng)目。該項(xiàng)目分為軍用和民用兩個(gè)部分：軍用部分的主要目的是在美國(guó)現(xiàn)有的軍用旋翼機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出航程更遠(yuǎn)、載重更大、性能更為可靠的下一代大型軍用運(yùn)輸飛行器；民用部分的主要目的是研發(fā)一種未來(lái)垂直短距起降飛行器，以解決機(jī)場(chǎng)擁堵問(wèn)題[7]。

民用部分最初有三種方案，分別是“大型民用傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)”(LCTR)、“大型民用縱列復(fù)合式旋翼機(jī)”(LCTC)和“大型前行槳葉概念”(LABC)(見(jiàn)圖4)。經(jīng)過(guò)一番角逐，LCTR最終以巡航效率最佳、重量最輕和成本最低等優(yōu)勢(shì)勝出，成為NASA未來(lái)垂直短距起降飛行器項(xiàng)目的主要研究方向。

在此基礎(chǔ)上，NASA提出了“第二代大型民用傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)”(LCTR2)方案，旨在取代中短航程的支線飛機(jī)。LCTR2的設(shè)計(jì)航程為1853千米或更遠(yuǎn)，載客數(shù)至少為90名，最低飛行速度為555千米/小時(shí)，具有短距垂直起降能力，燃油消耗率是現(xiàn)有飛機(jī)的一半或更低。

圖3 聯(lián)合重型運(yùn)輸飛行器項(xiàng)目方案

圖4 LCTR、LCTC、LABC方案(從左到右)

通過(guò)定義LCTR2的基本特征，NASA希望能明確該項(xiàng)目需要解決的主要技術(shù)。這些技術(shù)包括增大推力，提高氣動(dòng)效率，減小環(huán)境噪聲，乘客可接受并與噴氣支線客機(jī)相當(dāng)?shù)目团撛肼?，可融入現(xiàn)有空管系統(tǒng)的能力、飛行安全、抗墜毀性、可維護(hù)和可操作性。這些技術(shù)被整合為4個(gè)主要部分：綜合氣動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)(IAPS)、主動(dòng)控制的高效旋翼機(jī)(ACER)、安靜客艙(Quiet Cabin)、下一代旋翼機(jī)技術(shù)。

參與研究的機(jī)構(gòu)包括NASA的艾姆斯、蘭利和格倫研究中心，以及佐治亞技術(shù)研究所、賓夕法尼亞州立大學(xué)、馬里蘭大學(xué)等，還與位于艾姆斯研究中心的美國(guó)陸軍航空飛行動(dòng)力學(xué)部開(kāi)展了技術(shù)合作。已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行或完成的研究包括：旋翼/機(jī)翼尾流建模；轉(zhuǎn)彎性能魯棒準(zhǔn)則定義；旋翼扭轉(zhuǎn)與尖削比優(yōu)化；機(jī)翼/旋翼氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性以及飛行動(dòng)力學(xué)研究；巡航槳尖速度優(yōu)化(包括旋翼/機(jī)翼氣動(dòng)干擾效應(yīng)研究)；多種速度傳輸以及變速發(fā)動(dòng)機(jī)之間的技術(shù)權(quán)衡；執(zhí)行機(jī)場(chǎng)操作時(shí)的操縱品質(zhì)仿真；尺寸固定和可變的帶2、3、4級(jí)動(dòng)力渦輪的發(fā)動(dòng)機(jī)比較；風(fēng)洞試驗(yàn)等。

NASA計(jì)劃于2020年完成研究并開(kāi)發(fā)出驗(yàn)證機(jī)。LCTR2基本型的出廠價(jià)預(yù)計(jì)為6190萬(wàn)美元(2005年)。

5 結(jié)束語(yǔ)

縱觀美國(guó)重型直升機(jī)的整個(gè)發(fā)展歷程，可將其特點(diǎn)簡(jiǎn)要?dú)w納為一個(gè)中心、兩條途徑、三大保障以及無(wú)限未來(lái)。

一個(gè)中心即以軍事需求為中心。美國(guó)所有現(xiàn)役重型直升機(jī)在研制初期都圍繞著這個(gè)中心，也就是說(shuō)軍事需求是美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的主要推動(dòng)力。無(wú)論是早期的大型運(yùn)輸直升機(jī)，還是后來(lái)的重型直升機(jī)以及未來(lái)重型運(yùn)輸旋翼機(jī)項(xiàng)目，都是美軍新軍事學(xué)說(shuō)、軍事變革、作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)與軍事裝備發(fā)展需要直接推動(dòng)的結(jié)果，是美軍為在全球范圍內(nèi)成功遂行各種軍事行動(dòng)而發(fā)展的重要軍事裝備之一，其根本目的是為美國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略服務(wù)，以謀求美國(guó)國(guó)家利益最大化為終極目標(biāo)。

兩條途徑是指改造升級(jí)和新機(jī)研制。美國(guó)重型直升機(jī)在發(fā)展過(guò)程中大多都經(jīng)歷過(guò)改造升級(jí)。如CH-47系列，從最初的基本型A型，通過(guò)不斷改造升級(jí)，目前已發(fā)展到先進(jìn)的F型，可以說(shuō)是改造升級(jí)的典型代表，也是美國(guó)陸軍發(fā)展重型直升機(jī)的重要途徑。相比之下，美國(guó)海軍更注重開(kāi)發(fā)新機(jī)。例如，CH-53E“超種馬”是在CH-53D“海種馬”的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，但增加了發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量，關(guān)鍵動(dòng)部件都進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，完全是一種全新型號(hào)。與研制新機(jī)相比，改造升級(jí)的研制周期較短，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)較低，研制經(jīng)費(fèi)較少；而新機(jī)研制則可以全面、綜合采用各種最新技術(shù)，從而打造一款性能卓越的新機(jī)型。這兩條途徑各有利弊，需要全面權(quán)衡，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)、合理的選擇。

完善的規(guī)劃、成熟的技術(shù)和充足的經(jīng)費(fèi)是美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展的三大重要保障。多年來(lái)，美國(guó)各軍兵種和相關(guān)工業(yè)部門(mén)都制訂有完善的重型直升機(jī)發(fā)展規(guī)劃和實(shí)施計(jì)劃，雖然這些規(guī)劃有可能需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整、修改或合并，但仍是統(tǒng)領(lǐng)美國(guó)重型直升機(jī)型號(hào)研制工作的綱領(lǐng)，是美國(guó)重型直升機(jī)能夠獲得科學(xué)、合理和快速發(fā)展的重要組織保證。

美國(guó)重型直升機(jī)發(fā)展歷程表明：由于重型直升機(jī)涉及領(lǐng)域廣，技術(shù)難度大，研制周期比較長(zhǎng)，在研制過(guò)程中往往會(huì)遭遇到難以預(yù)料的重大挑戰(zhàn)，有時(shí)甚至是顛覆性的難題。因此，發(fā)展重型直升機(jī)不僅需要有堅(jiān)定的信念和堅(jiān)強(qiáng)的毅力，更需要有成熟的技術(shù)和充足的經(jīng)費(fèi)作保障，否則，重型直升機(jī)的發(fā)展就會(huì)受到嚴(yán)重影響和制約。

雖然美國(guó)重型直升機(jī)無(wú)論在技術(shù)、型號(hào)方面或是在軍事應(yīng)用中目前都處于世界領(lǐng)先地位，但并沒(méi)有因此而停止發(fā)展的步伐。相反，美國(guó)軍方、相關(guān)工業(yè)部門(mén)和研究機(jī)構(gòu)為適應(yīng)未來(lái)需要，滿足未來(lái)軍用與民用領(lǐng)域的使用需求，提出了多項(xiàng)未來(lái)重型直升機(jī)發(fā)展項(xiàng)目，并投入大量經(jīng)費(fèi)，全力開(kāi)發(fā)新技術(shù)，探索新構(gòu)型，以便進(jìn)一步鞏固自己的巨大優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)世界重型直升機(jī)的發(fā)展潮流?？梢灶A(yù)料，這些新技術(shù)一旦取得突破，新型號(hào)投入使用，將為美國(guó)重型直升機(jī)的發(fā)展創(chuàng)造無(wú)限廣闊的未來(lái)。

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The Development Analysis of USA Heavy Helicopter

CAO Wei1, CAO Xijin2

(1.AVIC Changhe Aircraft Industrial Corporation, Jingdezhen 333001,China；2.China Helicopter Research and Development Institute, Jingdezhen 333001, China)

There are two different conditions for development and application of heavy helicopter on military and civil in USA. Three critical factors affect heavy helicopter development in USA, including state strategy, new military doctrine and tactics, and technical maturity. The different development avenue have been taken by USA Army/Army Aviation and Navy/Marine Corps because different understanding of needs. Now, USA is the state having most heavy helicopter on the world, and draws up and starts up the development plan of future heavy helicopter.

military equipment；heavy helicopter；model development；USA

2016-04-05

曹 維(1988-)，男，江西景德鎮(zhèn)人，碩士，主要研究方向：直升機(jī)技術(shù)與應(yīng)用。

1673-1220(2016)03-063-10

V275+.1

A