旋翼之王：西科斯基系列直升机（8）—CH-54/S-64空中起重直升机

摘要：上世纪50-60年代航空大变革时期，放飞思想坚信有创意才会有成果，然后就诞生了很多奇奇怪怪的机型。人们在20世纪3、40年代开始就一直寻找更好的运输机货舱设计方法，目的就是让飞机能更好地发挥运输能力、运送更大尺寸的货物。1949年，美国服役了C-119“飞行车

上世纪50-60年代航空大变革时期，放飞思想坚信有创意才会有成果，然后就诞生了很多奇奇怪怪的机型。人们在20世纪3、40年代开始就一直寻找更好的运输机货舱设计方法，目的就是让飞机能更好地发挥运输能力、运送更大尺寸的货物。1949年，美国服役了C-119“飞行车厢”双发运输机，作为一种产量过千的运输机，它在多场实战中证明了自己的价值，不过设计师并不局限于此，除了后续改装成C-82A等型号之外，还曾提出一款非常有意思的XC-120飞机。

C-119“飞行车厢”双发运输机

XC-120

XC-120则在C-119的基础上“砍”掉了下半身，它的主机体保留了上层约1/3的部分，以容纳5人驾驶室等结构，这“半边”主机体的下方是平面，有挂载货柜用的接口以及供货柜升降的设备，它能可以“外挂”专门设计的不同货舱，当然这些货舱也需要做成流线型以降低风阻，在抵达目的地后可以与机体脱落。

XC-120

XC-120使用了40年代提出的可拆卸容器概念, 也就是一个可分离式的货舱，和今天的“模块化”设计类似。货箱既是它闪光的地方，也是它的问题所在，换句话说没有货箱的XC-120就是一台5人驾驶的无用飞机，几乎丧失了运输能力，要想使用它就不得不在它可能起降的机场配置这些货箱，无形中拉高了使用成本，这一点不如常规机型方便。总之XC-120是一种比较矛盾的机型，它的优缺点分明，在1951和1952年进行了不少的地面和飞行试验，1953年时美军以该机存在许多固有缺陷已经在某些方面模棱两可的特性，放弃了该机的量产计划。

XC-120

1954年，苏联政府向米里设计局提出研制一种新的重型运输直升机，对其提出的要求是能将11000公斤的载荷运送到240公里远的地方。在用作军事运输时，要能够运送导弹发射车、轻型装甲车辆及其乘员或运送大量步兵进行机降作战。在民用方面，利用重型直升机来开发那些人迹罕至、车辆难行的地方，要求它能将一些超大超长的设备运输到偏远的地区。这个项目就是后来的米-6重型运输直升机。1957年6月5日，试飞员R•I•卡普雷良驾驶米-6首次升空，并在6月18日驾机绕机场飞行一周，展示了其卓越的飞行性能。当时苏联研发的米-6重型运输直升机在运输过程中遇到了货物尺寸过大无法运输以及自身重量与载荷不均衡的问题。为了解决这些问题，苏联在1958年2月20日启动了一项专用起重直升机的研发项目。这就是后来的米-10“哈克”A 并在1960年迎来了首架原型机的试飞。

米-6

米-10

无独有偶，1955年，伊格尔·西科斯基先生首次公开谈到他希望打造一种“起重机”型式的直升机，相比于常规直升机的“内部运载”方式，该型直升机将主要通过“外部运载”来实现货物的运输。在这种“外部运载”理念的驱使下，该机创造性地在原本该是机身的地方“开了个大口子”。西科斯基先生的想法很“直观”，他意识到：如果在头部座舱中的操作员面朝着机身的方向，就能透过玻璃门无死角地观察到货物的实时位置和状态，那么他就能够精确地操纵货物的吊运和卸载工作，大大提升直升机的运输效率和性能。除此之外，有效载荷的尺寸也将不再受到机舱大小的限制；而一架没有机身的直升机，其生产、运作和维护成本显然也将更低。

“空中起重机”的概念

在1956年的时候，西科斯基先生首先在S-56的动力传动系统部件基础上搭建了一个框架结构的“空中起重机”全尺寸模型，以此来评估这样一种直升机的可行性和运载能力。1957年西科斯基的儿子谢尔盖·西科斯基与他的父亲就“空中起重机”的概念进行了长时间的探讨之后绘制的，他们展示了西科斯基心目中一架理想的起重直升机该有的样子。谢尔盖则将其称为“先进的S-60起重机”。该机直接把S-56“莫哈韦”大型运输直升机的动力传动系统部件和R-2800发动机拿来用，机身配置也和S-56很像，但是在概念构想中，西科斯基先生把起落架设计成了前三点轮式起落架，以便于货物的装卸。

空中起重机的概念模型——摄于1957年

在完成概念方案设计之后，西科斯基先生向当时的总公司——也就是联合飞机公司——的管理部门提交了方案设计报告，总部在对方案进行评估之后，批准西科斯基公司制造一架试验性质的原型机，并提供了制造该机所需的初始资金，希望等到原型机造出来之后再对该方案的潜力进行更细节的评估。

CH-54/S-64"飞行起重机" 直升机：

1958年5月，西科斯基开始研制一种实验性起重直升机，该机是C的派生型，内部编号S-60。S-60是一种新概念起重直升机，完全放弃内部载货的能力，取消机舱改为在机身纵梁下方悬吊货物。该机的正式设计工作于1958年5月1日启动，制造工作则于1959年3月18日完成，其首次试飞则是在一周之后，也就是3月25日完成。这标志着该飞行吊车概念模型的设计与制造取得了实质性的进展。

S-56/CH-37“莫哈维”重型直升机

这架原型机的进度之所以这么迅速是因为它采用了很多现成的部件，比如说，其动力传动系统和旋翼系统——来自美国海军当时在役的S-56“莫哈韦”直升机——都是直接从美国海军航空局借来的。这些部件此前曾服务于美国海军航空局，并有着良好的性能表现。通过巧妙地融合这些先进部件，S-60验证机不仅继承了S-56的卓越性能，更在外观设计上展现了独特的魅力。

S-60原型机

为了确保西科斯基S-56与CH-37A直升机的安全性和稳定性，专门进行了严格的载人平台测试。这些测试不仅涵盖了各种飞行条件下的操控性能，还包括了应急情况下的安全撤离演练。通过这些详尽的测试，进一步验证了这两款直升机在执行任务时的可靠性与优越性。在完成首飞十天之后，该机在布拉格堡进行了飞行表演，吸引了多方关注。接下来的三个月，S-60频繁出镜，向联合飞机公司的股东、媒体、德国军事小组进行了展示，并在弗吉尼亚州匡迪克的美国海军陆战队航空站、华盛顿特区的AAAA会议、美国海军研究生院以及康涅狄格州斯特拉特福的美国直升机学会会议上进行了表演。

西科斯基和三名“志愿者”坐在平板上

S-60载人平台测试

西科斯基公司不仅专注于直升机的载人平台测试，还深入研究了货物吊装技术。在1959年8月份，他们成功演示了一款可载客20人的客运吊舱，展现了其在客运方面的潜力。而在随后的11月间，公司又进行了多场军用和政府设备的吊装演示，进一步证明了其在货物吊装领域的实力。西科斯基公司进一步展示了其在客运吊装技术上的实力，通过S-60型号的客运吊舱演示，成功吸引了众多目光。这款可载客20人的吊舱，不仅彰显了西科斯基在直升机领域的创新实力，更预示着其在未来客运市场上的潜力。

人员客运吊舱测试

1960年，S-60进行了更广泛的测试验证工作，除了货物运输技术变得更成熟之外，还有相当一部分验证工作都是在军用测试，这部分军用测试主要集中在扫雷测试和起重能力测试，这些测试一直延续到了1961年，截至该年4月1日，该机累计飞行时间已经达到了335个飞行小时。所有的测试结果最终表明，S-60的性能指标大致上与S-56型直升机相当，不过外载荷的形状对该机的性能带来的影响要比其他飞行器显著的多，尤其是在单点悬挂的情况下。

S-60将S-58们（16架次）运往布里奇波特工厂

S-60在性能指标与S-56相当的情况下，空机重量却要轻了1000磅（约453.6公斤）。最值得称道的就是它实现了首次实用的拖曳式扫雷作业，这一任务对当时的任何一种飞行器而言都是无法实现的，更别说这种拖曳扫雷的作业是没有任何现代化的拖曳工具或者设备的辅助情况下完成的。除此之外，S-60能够吊起装载40人的吊舱，这就使其运载能力直接超过了S-56。随着实验性S-60飞行起重直升机的成功，西科斯基获得了公司的批准，继续开发生产S-64 Sky crane“空中起重机”原型机。比S-60更强大并且使用涡轮发动机而不是S-60的活塞发动机。基本任务是重型货物运输，由于是外部货运构型，周转时间迅速、安全和高效。

1960年，S-60在佛罗里达州巴拿马城测试拖曳式扫雷装置

联合飞机公司于1961年4月批准了S-64的设计和开发。S-64的首飞是在1962年5月9日，距离计划开始仅13个月。仅仅两个月后，即1962年7月，这架飞机被空运到佐治亚州本宁堡进行陆军评估。到此时所有一切都是公司投资的。美国陆军耗资1300万美元购买了6架S-64进行评估。他们将其命名为CH-54A Tarhe“塔赫”。其中四架飞机最终前往越南协助战争。德国政府也购买了两架进行评估。根据越南的初步评估，美国陆军下了生产订单。德国人没有买任何“空中起重机”，更喜欢CH-53A的内部舱室。最初，这架飞机被命名为S-64A。根据陆军的生产订单，包括了宽弦桨叶在内的众多配置和性能的提升，这架飞机被陆军命名为CH-54A，在西科斯基术语中被命名为S-64E。经过多年的生产，CH-54B/S-64F配置再次扩展了任务能力。

拿着S-64直升机的伊戈尔·西科斯基

YCH-54A

西科斯基S-64被设计为起重直升机原型西科斯基S-60的放大版本。S-64有一个六桨叶主旋翼，由两台4,050轴马力（3,020千瓦）普＆惠JFTD12A涡轴发动机提供动力。S-64原型机于1962年5月9日首飞，随后又有两架飞机供德国武装部队评估。德国人没有下订单，但美国陆军最初订购了6架S-64A直升机（命名为YCH-54A Tarhe“塔赫”）。西科斯基为民用市场制造了七种S-64E改型。

CH-54A

S-64E

与之前的S-60一样，S-64 Skycrane“天空起重机”的主要特点是它的基本构型没有机舱，只是一个简单的“棒”机身设计用于外部运载货物。两台普＆惠JFTD-12涡轴发动机采用了一种新的动力系统。72英尺直径的旋翼来自S-56/S-60，增加了第六片桨叶，加上额外的桨叶弦长以增加桨叶面积。具有前轮和后主起落架布局的前三点式起落架，与S-60上使用的相反，以便于在有效载荷周围进行地面操纵。这是从实验性S-60计划中吸取的教训之一。

CH-54直升机的普·惠JFTD-12-4A发动机（军用型为T73P-1），完全裸露在外。

拆下来之后的普·惠JFTD-12-4A发动机（军用型为T73P-1）

在试验型S-60起重直升机中，西科斯基测试了一种旋转座椅，也就是说常规飞行时候，副驾驶员是面朝前方的，操作装货和卸货的时候座椅可以旋转180°朝向后方来执行便捷的装卸货作业。不过到了S-64中，西科斯基已经基本确认打造一个额外的独立后向座位是可行的，所以他们没再采用旋转座椅的思路，而是直接打造了第三个驾驶座。用于在飞机装载和释放有效载荷时进行操作。驾驶舱的大小可以容纳五名乘员，飞行员，副驾驶员，后向飞行员和两名机械师。、

CH-54

S-64采用简单的轻量化机身结构，起重机的空重与总重量之比很低，在S-64F上为0.42。在没有有效载荷的情况下，这使飞机表现出色。“空中起重机”打破了许多高度和到达高度时间的记录。S-64F可在36,122英尺高度水平飞行。一台载重2万磅的货物绞车用于单点悬吊货物。这样，当飞机静止时，载荷就可以上下移动。吊索通过一个补偿器连接到卷筒上，自动增加或减少总距，以帮助保持垂直位置。此外，还有一套四个小型起重机系统，每个起重机容量为5,000磅，用于支持不同构型的货物。为了进一步改善地面上的货物装卸，起落架可以跪在载荷上，以便于结合和脱离。另外，还为内部货物，人员运输，医疗和维护目的设计和制造了各种货物/人员吊舱。

货物绞车

吊架

吊装作业

陆军标准模块舱

人员运输

任务舱

医疗舱

美军评价这架飞行器非常满意，1964年开始正式下单。西科斯基公司获得了54架量产直升机的合同，并在1967年至1969年间分三批交付，型号为CH-54A。1970年起，军方开始接收第一批37架订购的CH-54B，然而该合同最终限制为29架，并于1972年底交付。CH-54B相比CH-54A提高了2268公斤的载重，具有P-700发动机（4800马力）、更大的旋翼叶片、更好的旋翼减速器和旋翼头部，以及双轮主起落架。截至1974年6月，美军共接收了96架S-64直升机，足以证明其卓越的性能和广泛的军事应用。

CH-54A

从A-B型，CH-54直升机的变化概览，图中黑色区域为改进区域

CH-54B

1968年西科斯基为陆军提出了一架发展型起重机，S-64B，它使用了一副79英尺的旋翼和三台带有新的主变速箱的发动机。最初提议使用通用电气T-64-GE-16和莱康明T-55- l-11。该设计的有效载荷为17.9吨，设计总重量为50,000磅，超载总重量为64,700磅。空重为26,669磅；最大速度为100节（有效载荷）和130节（无载荷）。这个概念并没有超出提案阶段，但三引擎/79英尺旋翼成为CH-53E的基础，使用通用电气发动机。

S-64B想象图

起重直升机的基本概念被陆军推广到HLH或重型直升机。西科斯基和波音-伏托尔之间有一次关于这架飞机的竞争。波音-伏托尔在1973年使用串联旋翼结构获胜。该直升机使用两个92英尺直径的旋翼串联构型，总重量为118,000磅。该计划进入了设计和开发阶段，但由于开发问题于1974年在进入生产阶段之前被终止了。

吊运鬼怪战斗机

吊运F-100战斗机

吊运榴弹炮

吊运两架UH-1直升机

吊运运输机

1965年，美国军方将四架YCH-54A派往越南进行实际作战环境下的实地测试，随后CH-54A开始于1967年进入战区。在越南的密林中，Tarhe（塔赫）直升机迅速展示了其在运输大宗货物（如炮兵、装甲车辆和击落的飞机）方面的价值。CH-54则可以把有价值的机体部分快速吊运回后方，根据统计，CH-54在整个越战期间回收了超过380架各类飞行器，节约了几亿美元。配备了通用货物容器，CH-54直升机非常多用途：它们可以运输多达87名全副武装的士兵，或者作为移动医院、指挥中心或兵营使用。

吊运A-8战机

吊运支奴干直升机

越战时，它们甚至被用作“轰炸机”，当时美军的BLU-82“雏菊切割机（Daisy Cutter）”燃料空气炸弹。直径1.4米，重达6.8吨，内部装填5.7吨低成本GSX液体炸药（硝酸铵、铝粉、聚苯乙烯混合物），是当时世界最大最重的炸弹。美军通常用这种巨型炸弹轰炸越南军队的重要防御阵地，由于其破坏力惊人，所以也用来在丛林中开辟直升机降落场地。炸弹前部有970mm长的引信杆，用来保证炸弹在接触地面之前爆炸，以发挥其最大威力。这些炸弹可以被投下，以瞬间清除几百米范围内的所有植被，为直升机着陆提供空地。

BLU-82“雏菊切割机（Daisy Cutter）”燃料空气炸弹

BLU-82“雏菊切割机（Daisy Cutter）”燃料空气炸弹爆炸效果

1970年，南越，隶属于美国陆军第1骑兵师的CH-54 Tarhe直升机挂载BLU-82雏菊切割刀云爆弹

尽管BLU-82威力惊人，但它的体重也超过普通战斗机、攻击机，甚至是轰炸机的承受力。美军在使用它的时候，主要派遣C-130“大力神”运输机来执行投弹任务。CH-54可以吊运重达9吨的货物，BLU-82这样的巨型炸弹真是小菜一碟。其后部没有机身结构，可以直接将吊运的武器装备开到机身下方进行连接和固定，非常方便。让它也能够挂载BLU-82执行轰炸任务。美军特别为它制作了炸弹挂架，于是这架后勤直升机一跃成为万众瞩目的轰炸直升机。

1970年，南越，隶属于美国陆军第1骑兵师的CH-54 Tarhe直升机挂载BLU-82雏菊切割刀云爆弹

依靠直升机提供的强大机动能力，美军不断袭击北越军队的集结地和据点村落，并凭借其优秀的低空性能对敌方进行搜索，清剿北越军，受到沉重的损失，美国陆军装备的CH-54 A 空中起重机可轻松将推土机，火炮定位到山头，迅速集结建立山头发射阵地，压制越共目标，而后又凭借CH-54A突然撤离，通常情况下，美军都会将突袭行动控制在半小时内，美军的直升机“游击战”让北越军队吃尽了苦头。

吊运推土机

吊运一组榴弹炮

CH-54直升机在吊运M551“谢里登”坦克和装甲车辆方面同样表现出色，其强大的吊装能力和稳定的飞行状态使得吊运重型坦克的任务得以轻松应对。无论是吊运还是运输其他重型装备，CH-54都能展现出卓越的性能。

吊运装甲车

吊运M551“谢里登”坦克

不过，美军并非对这款奇特的重型直升机没有意见，在美军看来，CH-54主要存在两个不足。第一，CH-54价格较贵，价格至少是贝尔直升机公司研制的UH-1直升机的7倍，实际上，从运输能力上来说，CH-54比UH-1强很多，至于价格，主要是因为UH-1的生产数量超过一万架，每架直升机分摊的成本很少，而CH-54与S-64的生产数量还不到UH-1的零头，成本自然比UH-1高。第二，CH-54执行的部分任务需要用到模块化的荚舱，而美军认为这种荚舱弊大于利，会对运输行动产生干扰。加之CH-47支奴干直升机的出现，CH-54在军中的地位迅速被抢占。这三个原因促使了CH-54的快速退场。1970年代末，退役的CH-54全部交给了美国国民警卫队，但在1991年也随之退役。最后一架CH-54A/B于1993年由内华达州国民警卫队退役。

吊运快艇

吊运另一架同类

按年分列的S-64产量为：1962年1架；1963年1架；1964年6架；1965年0架；1966年2架；1967年22架；1968年30架；1969年13架；1970年12架；1971年7架；1972年0架；1973年1架；1974年 1架；1975年3架；一共99架。54架CH54A和35架CH-54B用于陆军，12架S-64E和F用于商业客户（两架飞机被退回，翻新和转售）。1968年至1976年间，共有十架“空中起重机”被出售或出租给商业客户。其中7架被出售给俄勒冈州梅德福的埃里克森航空起重机公司。

S-64E

西科斯基公司为民用市场制造了七架CH-54A民用版本，并于1992年将S-64的生产权出售给了俄勒冈州中央点的Erickson Air Cranes（埃里克森航空吊装）公司。这将全球所有制造和支持权都转让给了埃里克森。从那时起，Erickson（埃里克森）公司对17架CH-54A进行了现代化改造并获得认证，还将一架新直升机改为S-64E，并将13架CH-54B改为S-64F型号。埃里克森建立了一支S-64机队，重建了军队剩余的CH-54A和CH-54B。他们的机队到2000年增加到18架。更多的埃里克森航空起重机已经在国际上销售.它们今天还在继续使用。用于伐木作业和一些消防和建筑活动。到20世纪80年代，森林消防成为埃里克森起重机的主要任务。

吊运房屋

建筑活动

参与工程

S-64F

消防作业

S-64F

我国也在2015年引进了其民用版本——S-64直升机，为我国的经济建设和民生工程注入了新的活力。面对我国复杂多山的地理环境，特高压电网建设、西电东送等重大工程对直升机的需求日益迫切。S-64直升机的到来，不仅填补了我国在吊装作业领域的空白，更以其卓越的性能和关注电气、消防客户的理念，赢得了广泛的认可与好评。中航国际引进的S-64F直升机，完成了国家电网锡盟-山东1000千伏特高压交流输变电工程吊装组塔任务。