二战德军技术的延续,消防救援的超强能手,美军HH-43直升机

当今世界直升机的旋翼布局除了单旋翼外就是双旋翼,在双旋翼的布局中有比如CH-47的纵列双旋翼,卡-50的共轴双旋翼,鱼鹰的并列双旋翼,这些双旋翼的布局基本还算是中规中矩。但是有种双旋翼布局看起来却不像前面三位那样正经,当叶片转起来的时候人们总担心两片旋翼会不会在一起打架。这个布局就是交叉式双旋翼布局,而在上世纪比较有名的采用这种布局的直升机的技术起源可以追溯至二战时期的德国,它不但能消防灭火,还能抢险救人。虽然在新世纪它早已功成身退,但是以其为基础开发的后续机型至今依然活跃在世界的各处,拥有着非常优秀的运输吊装能力,而这款德国科技的结晶就是本文要讲的美军HH-43交叉式双旋翼直升机。

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二战后美军的超强交叉双旋翼直升机——HH-43“哈斯基”

交叉式双旋翼直升机的特点是稳定性能好,在吊装作业的时候可以拥有比其他直升机更强的悬停性能,但是其缺点是气动阻力大。本文要说的HH-43直升机属于卡曼(kaman)飞机公司,虽然其在我国知名度不高,但却并不代表其在国外也反响平平,事实上在美国卡曼公司曾经是和西科斯基公司平起平坐的直升机巨头之一,而到了新世纪它也由刚成立时的直升机公司发展成为有一定规模的航空航天公司,而在交叉双旋翼领域卡曼公司更是当今世界的垄断者。

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卡曼航空航天公司

HH-43的前世

卡曼飞机公司于1945年12月创立,创始人是年仅26岁的航空工程师查尔斯·卡曼,在创立公司之前他曾经是西科斯基公司的雇员。由于战争的影响加上对直升机设计的喜爱他辞职去了工作创立了卡曼飞机公司。他的直升机和当时西科斯基的主流直升机不一样,他的直升机没有尾桨,而是用上了两片旋翼,利用“相互啮合”的旋翼布置系统,以活塞发动机提供动力,再通过他发明的安装在叶片边缘的伺服襟翼可以保证稳定性和控制力。当旋翼转动时它们将以反向旋转的方式进行旋转,以抵消由发动机扭矩引起的机身旋转,这样一来就不再需要常规的尾桨及其复杂而昂贵的轴组件。而卡曼用的这一旋翼布局就叫做交叉双旋翼;但是必须要提到的是,虽然他另起炉灶在美国直升机的设计上开创性的用上了交叉双旋翼的布局,但并不代表他就是交叉双旋翼的发明者,事实上这一布局起源于二战时期德国,发明者为安东·弗莱特纳,而关于他和卡曼公司之间的故事将会在下文进行介绍。

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交叉双旋翼系统的转子

在公司成立的两年后,卡曼的第一架交叉双旋翼直升机升空,公司代号为K-125,这是卡曼公司在该领域的开山作,这架直升机结构非常简单,焊接钢管结构,动力系统仅为一台六缸扇冷发动机,而这架颇为简陋的直升机当然也没有获得市场的订单。一年后,K-125升级版K-190出现,而该机也仅仅是获得了商飞许可,并没有进行商用。

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K-125直升机

1950年,K-190升级改进版K-225原型出现,其技术性能还算可以,可以飞上3700公里的高空,垂直爬升率每分钟近百米,并且为三名机组人员提供了座位。也是从这一款开始,卡曼公司获得了军方的直升机订单。最先看上的是美国海军,他们于1950年订购了型号为“ XHTK-1”的K-225进行测试。对随后的试验感到满意后,美国海军下达了定量生产订单,采购了29架的新直升机;在美国海军中,XHTK-1原型名称被分级为“ HTK-1”(“ T”代表“培训”)。

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存于博物馆的海军“HTK-1”教练机

在这之后卡曼公司又开始了新机型K-600的设计,那么这就不得不说下交叉双旋翼之父和卡曼公司的不解之缘。(K-600为HH-43的卡曼内部代号,由于此时HH-43还在雏形阶段,离获得军方的正式名称还差的很远,所以在此就以先以卡曼代号进行介绍)。

二战德军人才引进,德国交叉双旋翼之父参与设计K-600

第二次世界大战中,纳粹德国的航空技术一直处于领先地位,除了在喷气式战机上的领先外,在直升机上纳粹德国也依然是走在前列,世界上第一架实用性的可操作直升机FW-61就是由德国工程师福克发明的;而在直升机的旋翼布局上德国也是在进行着前瞻性的探索,卡曼公司运用的交叉双旋翼技术也是由德国航空工程师安东·弗莱特纳创造的,弗莱特纳的第一架单旋翼直升机升空于1930年,1937年,他的交叉双旋翼直升机FL-265开始了设计,几年后该机的生产型FL-282“蜂鸟”升上了天空,该机是世界上第一种批量生产的直升机,也是德海军的第一种舰载直升机,被用于侦察和观测任务。

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德国海军的第一架舰载直升机——交叉双旋翼的FL282

1945年第二次世界大战结束后,为了争夺纳粹德国遗留下来的前沿科技和高阶技术研究人员,美国开启了名为“回形针行动”的人才引进计划,而德国交叉双旋翼先驱弗莱特纳也在引进计划的人才名单中。据美方资料记载,弗莱特纳是在1947年来到了美国,并在之后进入了卡曼公司成为首席设计师。但是关于弗莱特纳是何时开始正式主持卡曼直升机设计的具体时间说法不一,而卡曼公司的K-225是于1950年升上天空,如果按照时间推算的话弗莱特纳确实是可以赶上K-225的起稿设计节点的,而客观来说K-225在外观上面确实是和弗莱特纳的FL-282颇有几分相似。

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与“FL-282”颇有几分相似的“卡曼K-225”

但是不管怎么说,K-600的设计有弗莱特纳的大比重参与是毋庸置疑的。

从外观上来看K-600的设计非常实用,四方的机身兼曲面的机角,尾翼向后延伸;驾驶舱以清晰的前挡风玻璃为主导,可为飞行员提供包括前方和侧方以及下方在内的多重开阔性视野;人员通过沿侧机身的大型滑动门进出,机身后部还开有一扇可以开窗的货舱门;绞车系统设置在机舱的右侧,动力装置安装在机身顶部,每个两叶式主旋翼固定在固定的桅杆顶上,从机身中心线向外稍微倾斜。尾翼的高架特性确保了飞机后部区域的自由通行。尾部本身的设计相当短而笔直,末端是细长的水平尾翼,尾翼上固定了四个垂直尾翼;底盘系统固定在适当的位置,由可以带上防滑块的四个单轮起落架组成,以满足直升机在硬度不同的地形上降落的需求。

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K-600的驾驶舱视野非常开阔

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机身后部设计有一扇可以开窗的货舱门

一切准备就绪后卡曼便开始向军方进行销售,美国海军最早对其产生了兴趣,他们采购的版本叫做HUK-1 (U代表“多用途”)和HOK-1( O代表“观察”),其中U型装配的是普惠的 R-1340- 52径向活塞发动机系列,O型装配的是R-1340-48往复式9缸风冷径向活塞发动机。后来海军陆战队也采购了共81架的HOK-1 当作观察机用。

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航母上的“HUK-1”

而至于空军方面的情况,由于空中救援部队数量被压缩,而想要满足正常的日常救援任务军方就必须扩招飞行员和引进最适合的救援飞机,出于对交叉双旋翼的K-600稳定性能和盘旋性能优异的考虑,美空军便先用海军的HUK-1/HOK-1试试情况,试验过程非常愉快,空军很爽快的一次性订购了18架的HOK-1,而也是从这个时候开始K-600获得了真正的军方编号:"H-43";在1962年美国出台了新的飞机命名规则后,H-43加上了代表救援的前缀H,最终编号为HH-43,绰号为哈斯基。

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进入空军后K-600正式获得军用编号——“H-43”,绰号哈斯基

而至于HH-43具体的型号划分,最早期的HH-43A均为空军采购的安装活塞发动机的HOK-1发展型,后面的HH-43B外形和HH-43A基本类似,原型于1956年首飞,相较于A型的活塞发动机,HH-43B使用的是莱康明公司的T53-L-1B涡轴发动机,由于发动机的安装位置不同,HH-43B的尺寸比HH-43A有所增大,有可容纳多达8名乘客的内部座位,包括各种适用的装备。同时HH-43B也刷新了与直升机有关的4项世界纪录;分别为空载时爬升至一万米的高度,装载一吨物资飞至8000米高度;十四分钟爬升到近9000米高度,直线航程达1429公里!

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HH-43B型内部较为宽阔的空间

空中消防车,灭火救援的好能手

HH-43在空军中,它主要用于军事基地的近距离消防和救援任务,执行任务时配备了430千克的灭火套件(FSK),这是一个悬挂装置,可容纳78加仑水,并带有1个单独装有5加仑浓泡沫的容器,虽然它的体积小,但是当水和浓缩液合并时,FSK可以产生690加仑的充气泡沫。加上HH-43的旋翼可以产生强大的下洗气流,可以很轻松的压制火势,对火场进行分割和引导火向;旋翼的下洗气流加上灭火泡沫,可以很轻松的为救援人员打通一条通往被困者的生命通道。

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HH-43吊挂着灭火套件奔赴消防现场

在接到消防救援任务时HH-43会在一分半钟内升空,并配备两名标准操作人员;在HH-43刚投入消防领域的时候机上人员除了一名飞行员后还有消防员和医疗兵各一名,在后来成为专业执行消防任务的时候两名随机人员是吃不消的了,于是还加上了副驾驶和工程师以及消防员各一名。

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HH-43B在进行消防演练

除了担负空军基地的消防和坠机营救任务外,HH-43也被用作民间救援,比如营救私闯禁区的登山者,在发生自然灾害的地区执行搜救任务,比如在国外市场上HH-43曾经在墨西哥和土耳其发生的洪水灾难中救起了数千人,1968年土耳其发生的两次洪水营救任务都是由HH-43执行的。

驰骋越战,一飞成名

虽说HH-43的消防表现非常优秀,可以说就是量身打造的消防车,但是使它真正成名的还并不是他这一与生俱来的优势,而是它在越南战场上的表现,HH-43本来可以说是美国空军在出于无奈的情况下匆忙奔赴战场的,但是谁也没想到这一其貌不扬的直升机竟然成为了越南战争搜救机型中的黑马,空中消防车化身为空中救护车,在整个战争中拯救了数量最多的伤员,所进行的救援任务数量超过包括“支奴干”和“空中香蕉”在内的所有机型的总和。

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模拟HH-43战场营救,可见为了争取时间尾部的货舱门被拆除

奔赴越南战场执行救援任务的HH-43型号为HH-43F,它由HH-43B改装而来,座舱和发动机的侧面部分加装了13mm厚的钛合金装甲,座舱内部装上了直面装甲板,下部被曲面装甲板代替,可以说驾驶员除了玻璃无法换装外里里外外都被严密的保护着,关于火力防护这方面HH-43F本来在舱门处安装了一台M60通用机枪,但是由于其碍手碍脚不便于伤员的运输便被拆除,转而由机组人员携带随身火力进行自卫。

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越南战争期间HH-43F机组人员携带单兵武器进行自卫

HH-43F也是HH-43系列的最后一个版本,它的动力系统配备了825轴马力的莱康明T53-L-11A轴流式涡轮发动机,由于高强度的救援任务,HH-43F加装了内部辅助油箱,燃油容量增加到了1325升。到1968年为止,HH-43F已经生产了37架;在越南战争期间,HH-43F隶属于太平洋空中救援中心,救援中心下属分队有第33,第36,第37和第38空中救援中队以及第40航空救援救助中队,在救援队中,改装的的HH-43F加上未改装的HH-43B被统称为"佩德罗",而救援队则被叫做"佩德罗小组"。

个人觉得战场上的“佩德罗”很像电影《钢锯岭》中的主角多斯,不会开枪,没有火力防护,生着一副瘦小的身躯却救出了数量最多的人,它经常出现在最危险的地方,冒着地面的枪林弹雨来营救伤员,而双方激烈交火,佩德罗依然在头顶徘徊寻找机会的画面时常能够见到,因为伤员的抢救是争分夺秒的,佩德罗小组必须做到整装待命分秒必争。

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HH-43F在越南雷区中营救受伤的士兵

军队功成身退,民间接着卖力

从70年代中期开始,美国军队的HH-43开始慢慢的退出了现役,到了1975年9月30日,第40航空兵营救和恢复中队的第5分队成为美国空军中最后一个还在操作HH-43的部队。而哈斯基退役后除了被作为收藏品收藏外,还有被民间个人或者是公司买去,因为HH-43还能干活,就算它是退役下来的二手货也阻挡不了有需求的人购买它的热情,甚至有一家公司一口气买了60架,将其全部用作木材运输,有的政府其他部门比如华盛顿的环境部门也购买了几架用来喷洒农药,除了这些用途外它当然也还在用它的拿手绝活"消防灭火"来继续发挥余热。

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退役后的哈斯基正在吊运木头

其实除了美国民间在军队购买的二手货外,一手的HH-43也曾热销他国,在1961年美国政府由于哈斯基生产过剩批准其向外销售,因此许多国家便在这个机会下引进了哈斯基,比如哥伦比亚在哈斯基向外销售的当年就引进了6架用于镇压暴乱和运输救援,亚洲的国家中购买的有巴基斯坦,泰国和缅甸,其中巴基斯坦前后共引进10架,泰国4架,缅甸12架。

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泰国空军引进的HH-43B型

除美国外,HH-43数量最多的国家是当时17岁的盟友伊朗,总共引进了42架,当然这以美伊当时的关系这并不足为奇,而到今天,仍然有几架哈斯基作为静态展示架或由民用人员使用,其中一些仍处于运行状态。

后继有"人"

其实如果纯粹的来讲哈斯基的兴衰历程是可以不需要再讲卡曼的后续机型,但是作为在那个时代全球稀有的一款独特旋翼布局的直升机,还是应该再提一下有没有接班人来继续它曾经的辉煌。虽然我们都对后面的发展充满期待,但是现实并不是一直尽如人意,自从哈斯基从军队退役后,美军便再也没有对哈斯基后面的“同门兄弟”K-1125和K-700产生过同哈斯基一样的兴趣。

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卡曼公司曾经为美军设计的作战型K-700,但结局并不美好

在歇了十几年后,1990年卡曼公司再度向交叉双旋翼进发,研制出了瞄准民用市场的K-1200,也就是我们现在所说的K-MAX,而K-MAX也是卡曼公司在当今世界存在的唯一一款交叉双旋翼直升机。由于在当时各种直升机异军突起且军方直升机合作商较为固定,所以再想让军队买单是肯定不现实的,因此就利用交叉双旋翼稳定性能好悬停性能强的优点开发出完全围绕木材吊运物资运输的K-MAX。

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当今世界唯一一款交叉双旋翼直升机——K-MAX

相较于身为前辈的HH-43,K-MAX的外形大为改变,整个机身高瘦侧扁,正面呈现V字形,整体看上去较为奇特,然而别看它长着一副尖嘴猴腮的样子,他可是和哈斯基一样身虽小但能力无穷,能够吊起比自身还重的货物,载重2.8吨。而现如今的它已经遍布包括我国在内的世界多国,做着伐木、灭火、架线和吊装等民生工作,继续着前辈HH-43曾经的辉煌。

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