溫杰

作為美國海軍陸戰(zhàn)隊重點發(fā)展的新一代運輸平臺，CH-53K重型直升機在歷經(jīng)數(shù)次延期后，終于進入到期待已久的低速初始生產(chǎn)階段，為美國兩棲作戰(zhàn)裝備的升級換代鋪平了道路。

4月4日，洛馬公司對外宣布，CH-53K計劃成功通過了美國國防部采購委員會（DAB）的全面評審，達到了“里程碑C”，將從工程與制造發(fā)展（EMD）階段進入到生產(chǎn)與部署（PD）階段。此舉表明，“種馬之王”（King Stallion）經(jīng)過一年多的試飛后，證明了在成熟度和可靠性方面完全滿足美國海軍陸戰(zhàn)隊的要求，獲準進入到低速初始生產(chǎn)階段，標志著西科斯基公司朝著向海軍陸戰(zhàn)隊交付最新作戰(zhàn)能力的目標邁出了關(guān)鍵一步。

研制項目步入正軌

21世紀初，隨著美國在全球展開反恐戰(zhàn)爭，CH-53E直升機在阿富汗、伊拉克以及非洲之角持續(xù)執(zhí)行了作戰(zhàn)裝備運輸、前線部隊運送和戰(zhàn)術(shù)飛機機組人員救援等任務，甚至還在2004年印度洋海嘯等人道主義救援行動中發(fā)揮了重要作用。在這種頻繁出動的情況下，“超級種馬”的作戰(zhàn)使用率已經(jīng)達到了正常情況下的3倍，一直處在超負荷狀態(tài)，逐步感到力不從心，迫切需要補充數(shù)量和提升性能。

為此，美國海軍陸戰(zhàn)隊提出了CH-53X“未來種馬”（Future Stallion）項目，初衷是對CH-53E直升機實施延壽和改進，重點放在換裝新型發(fā)動機，力求滿足從艦到岸運輸人員、裝備和補給的需求。2003年底，美國國防部根據(jù)海軍完成的一項選擇性分析研究，接受了“制造新機是成本效益最好方案”的建議，直接確定西科斯基公司成為CH-53X項目的主承包商。

2004年，海軍陸戰(zhàn)隊在全面考慮了未來作戰(zhàn)需求后，開始考慮發(fā)展一種衍生型平臺，主要任務是完成重型武器和大型裝備的兩棲作戰(zhàn)運輸，于是放棄了為CH-53E直升機更換發(fā)動機的計劃，轉(zhuǎn)而決定在“超級種馬”基礎(chǔ)上重新設計結(jié)構(gòu)和換裝系統(tǒng)的升級，全面提升各方面性能。當時，海軍陸戰(zhàn)隊初步考慮采購156架CH-53E直升機的衍生型，實現(xiàn)“一對一”的機型換裝。

于是，美國海軍陸戰(zhàn)隊正式出臺了重型空運替代（HLR）計劃，希望在2013-2015年間開始制造新的平臺。2005年12月22日，美國國防部正式批準了CH-53K項目。2006年4月5日，西科斯基公司獲得一份價值35億美元的系統(tǒng)研制與驗證（SDD）合同，為海軍陸戰(zhàn)隊研制CH-53E直升機的全新替代機型。

按照最初計劃，CH-53K直升機應在2012年首飛，從2015年開始低速初始生產(chǎn)，在當年交付第一架直升機。然而，該項目自從2005年進入研制與發(fā)展階段后，出現(xiàn)了費用上漲和進度延期。直到2010年，CH-53K項目才重新步入正軌。當年4月1日，海軍陸戰(zhàn)隊決定增加裝備數(shù)量，最終采購200架CH-53K直升機。

2014年5月5日，西科斯基飛機公司終于推出了首架CH-53K原型機，但在地面測試中又遇到了傳動系統(tǒng)的技術(shù)問題，導致首飛時間一再推遲。直到2015年10月27日，CH-53K原型機才在位于佛羅里達州西棕櫚灘的飛行發(fā)展中心完成了首次飛行，在距離地面9米多的高度持續(xù)飛行了30分鐘。此舉標志著了試飛工作正式啟動，

為凸顯這種新型裝備的重要地位，美國海軍陸戰(zhàn)隊司令部將CH-53K直升機命名為“種馬之王”。就衍生發(fā)展而言，該機雖然承襲了CH-53直升機的命名序列，但是在總體設計上可謂脫胎換骨，將多項新技術(shù)和多種新系統(tǒng)集成到全新機體結(jié)構(gòu)中。

動力裝置功不可沒

按照美國海軍陸戰(zhàn)隊的未來作戰(zhàn)概念，CH-53K直升機將扮演一個“超級搬運工”的重要角色，能夠?qū)⒄麄€海上遠征部隊及其裝備從兩棲攻擊艦空運到岸。從改進升級來看，CH-53K直升機大幅度提升了作戰(zhàn)性能，實際上可以看作是一個全新設計的型號。研制過程中，西科斯基公司通過廣泛采用新技術(shù)和新系統(tǒng)，大幅度提升了載重、航程和高溫高原性能，同時大大降低了維修和使用成本。其中，全新研制的T408-GE-400渦軸發(fā)動機在實現(xiàn)這些性能指標方面功不可沒。

T408發(fā)動機在研制階段的編號為GE38-1B型，充分利用了GE27發(fā)動機技術(shù)驗證計劃和美國海軍T407渦槳發(fā)動機的一些先進設計，在同級別渦軸發(fā)動機中擁有非常先進的技術(shù)。它采用了最新的氣動設計、先進的冷卻構(gòu)型和耐腐蝕的新材料。與CH-53E直升機上使用的T64發(fā)動機相比，壓氣機采用了整體葉盤、無螺栓轉(zhuǎn)子，具有更好的可靠性；渦輪減少了導向器和轉(zhuǎn)子葉片的數(shù)目；在結(jié)構(gòu)方面減少了60%的零部件數(shù)目，使維護和使用成本降低了63%。

CH-53K直升機采用了3臺T408發(fā)動機。為了避免性能退化，每臺T408發(fā)動機的進口處都集成了一種發(fā)動機空氣顆粒物防護系統(tǒng)（EAPPS），可以防止外界環(huán)境中的沙、塵等污染物吸入發(fā)動機，進而引起部件效率降低。EAPPS由美國唐納森航空與防務公司設計和研制，采用了“層管”專利技術(shù)，是一種重量輕、高效率的過濾系統(tǒng)，幾乎無需維護。

經(jīng)過嚴格的認證程序，T408發(fā)動機的累積試驗時間已經(jīng)超過了4500小時，顯示出了十分優(yōu)異的性能參數(shù)和設計要求的穩(wěn)定裕度。它的功率達到7500軸馬力，比T64發(fā)動機增加60%，不僅使CH-53K直升機的飛行速度增加了37千米/時，還顯著增大了有效負載能力，而且耗油率降低了18%，從而將航程延長到852千米。

憑借著T408發(fā)動機的優(yōu)異性能，CH-53K直升機明顯提升了高溫高原環(huán)境下任務能力，在吊掛14000千克外部載荷情況下，作戰(zhàn)半徑超過了200千米，超出了美國海軍陸戰(zhàn)隊員提出的關(guān)鍵性能指標。典型任務之一是，CH-53K直升機可以同時吊掛兩輛聯(lián)合輕型戰(zhàn)術(shù)車輛（JLTV）。

然而，T408發(fā)動機在2016年的試飛中偶然出現(xiàn)過幾次熄火故障，一度令CH-53K計劃停滯不前。當時，CH-53K原型機在著陸過程中，其中一臺發(fā)動機突然熄火，瞬時減少的輸出功率，突然改變了飛行姿態(tài)，令飛行員大吃一驚。其后，試飛團隊嘗試在空中再現(xiàn)這種故障，但是并未出現(xiàn)熄火現(xiàn)象，借助儀器測試表明，故障可能是由燃油管路振動導致空氣混入所引發(fā)。

旋翼系統(tǒng)不斷優(yōu)化

為了滿足海軍陸戰(zhàn)隊提出的運輸能力要求，西科斯基公司還專門為CH-53K直升機換裝了復合材料槳葉和新型傳動系統(tǒng)，從而獲得了3倍于CH-53E直升機的載重能力。據(jù)西科斯基公司介紹，這只是通過性能計算獲得的結(jié)果，如果考慮到實際應用范圍，這一數(shù)據(jù)將達到接近4倍。除了增加發(fā)動機的輸出功率外，大幅度增加的升力還來自于優(yōu)化槳葉的氣動性能。

CH-53K直升機主旋翼采用了高性能的第四代復合材料槳葉。新的復合材料槳葉長10.67米，葉弦寬度0.91米，槳葉面積增大12%，并采用了新的翼型，特別是采用槳尖下反設計，以減小阻力，進一步增加了懸停和前飛時的性能。在結(jié)構(gòu)上，新型復合材料槳葉的根部設計了套箍附件，可以直接將主旋翼固定在柔性槳轂上。這種彈性鉸接式鈦合金旋翼頭無需專用工具或多余的緊固件，將槳轂零件數(shù)量減少一半。此外，尾槳也采用了新的槳葉，槳盤面積也增加了15%。

與現(xiàn)役CH-53E直升機相比，CH-53K直升機的最大起飛重量達到39916千克，超出了6575千克。為避免增加艦上停放面積，該機承襲了主旋翼的數(shù)目和長度，并保留了自動折疊槳葉的功能，以滿足艦載使用所要求的嚴格空間限制。

在設計過程中，西科斯基公司的研制人員發(fā)現(xiàn)，如果按比例放大CH-53E直升機的行星減速器，直接用于驅(qū)動CH-53K直升機所需的功率級別，可能會導致主減速器太重而無法飛行。因此，西科斯基公司決定采用原本為RAH-66“科曼奇”直升機設計的一種分扭式傳動技術(shù)，可以確保主減速器具有更輕的部件重量和冗余度，以保持更長的高速飛行時間。

全新設計的主減速器有3個輸入模塊，每個模塊分別從一臺發(fā)動機獲得功率，并均勻分配到4根柔性軸上，通過輸出裝置再傳輸給主旋翼。這些管狀軸可以適應不同載荷之間存在的微小差異，使傳動過程具備自平衡能力，可以將每根柔性軸傳輸?shù)淖畲筝d荷減小到103%扭矩，而傳統(tǒng)的剛性軸則必須承擔120%扭矩，顯然有效地減輕了重量。根據(jù)設計要求，在輸出功率不超過19000軸馬力時，主減速器具有30分鐘干運轉(zhuǎn)能力。

裝載能力顯著增強

與CH-53E直升機相比，CH-53K直升機在總體設計上相差不大，沿襲了半硬殼式結(jié)構(gòu)和單旋翼、尾槳式布局，但所有殼體和桁架都采用碳纖維復合材料，不僅減輕了結(jié)構(gòu)重量，還降低了振動水平。該機的尾梁向左偏斜20度，左側(cè)安裝有4葉尾槳，右側(cè)安裝有平尾，可以提供一部分升力和擴大重心的移動范圍。為適應艦上停放，該機在自動折疊主旋翼后，總長度為30，18米。

與E型直升機只能吊運單個載荷不同，CH-53K直升機在機身下設置了3個吊掛位置，可以在一次飛行中完成在不同地點投放3種載荷的任務。為此，該機在機身下部采用了鈦合金框架，可以直接吊運各種有效載荷。

與E型相比，CH-53K直升機在保持機艙長度9.14米的基礎(chǔ)上，將外部寬度減少了12.7厘米，因此機身看上去略顯苗條。研制人員在設計過程中增大了機身兩側(cè)的浮筒尺寸，使其內(nèi)部攜帶的燃油量相當于E型上的浮筒內(nèi)油箱與“蝙蝠翼”副油箱之和。據(jù)介紹，每個浮筒內(nèi)都裝有兩個自密封袋式油箱，可以容納8700升燃油，使CH-53K直升機的機載燃油總量達到7070千克。此外，該機還保留了空中受油系統(tǒng)。

機艙內(nèi)部寬度增加了30.56厘米，達到2.74米，高度略微增加到1.98米，使得內(nèi)部空間更大，不僅可以攜帶兩個標準的463升貨盤，分別承載4535千克的貨物，甚至能夠直接裝進一輛“悍馬”。根據(jù)補給任務需要，地勤人員可以容易地移走機艙內(nèi)的座椅，以容納兩個463升貨盤，從而將事先集中包裝好的各種軍需物資以模塊方式快速裝機，直接運送至前線。

2016年5月26日，CH-53K原型機在試飛中實現(xiàn)了外部吊掛9071千克載荷的能力，其后在6月23日實現(xiàn)了在無地面效應情況下，吊掛12258千克的外部載荷懸停的優(yōu)異性能，從而在飛行試驗中達到了一個重要里程碑。接著，海軍陸戰(zhàn)隊在10月21日完成了初步作戰(zhàn)測試，證實了CH-53K直升機的關(guān)鍵性能完全達到設計要求。

CH-53K直升機的機組人員由兩名飛行員、兩名機務軍官和一名機械員。除了飛行員外，其余3人各自操作一挺50口徑（12.7毫米）機槍，這些武器分別安裝在左右兩側(cè)艙門和后艙門。為了確保安全，3人身上均連接有系留繩，另一端與機艙頂部的一個滑輪相連接，這一安全措施在機艙地板上的活動門打開以支持外部載荷操作時特別重要。

目前，CH-53E直升機設計有較大的活動門，此前曾經(jīng)多次出現(xiàn)過美國海軍陸戰(zhàn)隊員在活動門打開時意外跌落下去的事故，因此，這個活動門又被通俗地稱作“地獄之門”。為了防止這種意外再次發(fā)生，CH-53K直升機設計專門減小了活動門的尺寸，但機長仍然可以借此觀察到這種重型直升機所掛載的各類外部載荷的情況。此外，這個活動門還支持快速繩降。

機載設備全面升級

針對CH-53E直升機存在著駕駛艙缺乏良好視野的突出問題，西科斯基公司將CH-53K直升機的側(cè)面窗戶進一步向下延伸，使飛行員的側(cè)向視野增加了12度以上，更加有利于著艦。當這種設計與電傳飛控系統(tǒng)相結(jié)合后，CH-53K直升機在著艦時更是具備了前所未有的能力。

繼S-92驗證機等三種直升機后，CH-53K直升機成為西科斯基公司的第四種采用電傳飛行控制系統(tǒng)的直升機，引入了具有觸覺提示功能的側(cè)桿循環(huán)控制器，旨在改善操縱品質(zhì)，可以在視覺條件逐步變差的條件下，通過采用增強電傳操縱模式，提供更好的穩(wěn)定性和控制能力。借助于著艦控制模式，飛行員無論是否能看到外邊，都可以通過飛控系統(tǒng)減速并控制直升機從初始點飛向著艦區(qū)，在著艦點上方30米進入一個完美的耦合懸停狀態(tài)，最后平穩(wěn)地降落在甲板上。

電傳飛控系統(tǒng)還有助于增加直升機的任務能力，機組人員通過飛控系統(tǒng)自動地控制直升機，能在飛行期間重新規(guī)劃任務。海軍陸戰(zhàn)隊的飛行員將采用聯(lián)合任務規(guī)劃系統(tǒng)（JMPS）來制訂一項任務。該系統(tǒng)為快速、準確地規(guī)劃任務提供信息、自動化工具和決策輔助工具，具體是通過插入兩個移動存儲介質(zhì)來加載任務數(shù)據(jù)，其中一個用于飛機的任務系統(tǒng)，另一個用于維護系統(tǒng)。

CH-53K直升機的另外一個明顯變化是全面換裝了新型數(shù)字式駕駛艙和開放式系統(tǒng)架構(gòu)，在技術(shù)上基于羅克韋爾一柯林斯公司研制的通用航空電子架構(gòu)系統(tǒng)（CAAS），并充分借鑒了S-92直升機的航空電子設備管理系統(tǒng)（AMS）。駕駛艙的前部裝有5臺液晶顯示器，具有任務管理、傳感器顯示、數(shù)據(jù)鏈以及武器控制等功能，提供了更加友好的人機交互界面。新的駕駛艙不僅增強了飛行員的態(tài)勢感知能力，滿足其對作戰(zhàn)空間的需求，還與美國海軍和陸軍的直升機保持高度通用，實現(xiàn)互操作性。

此外，CH-53K直升機還加裝了諾格公司研制的LN-251嵌入式全球定位系統(tǒng)/光纖慣性導航系統(tǒng)，以滿足精確導航需求，并在機頭下方保留了雷神公司生產(chǎn)的AAQ-29前視紅外轉(zhuǎn)塔，可以更好地監(jiān)視下方目標，遠距離截獲目標，實現(xiàn)低空導航。

同時，該機在機頭前部、機身兩側(cè)分別加裝了AAQ-24定向紅外自我防御系統(tǒng)（IRCM）、箔條/曳光彈、激光告警接收機和一個對抗小型武器射擊的敵方火力指示器，進一步增強了生存能力。

潛在用戶表示意向

隨著CH-53K直升機投入生產(chǎn)，西科斯基公司將從2019年起向美國海軍陸戰(zhàn)隊交付首批作戰(zhàn)裝備。美國海軍的2017CH-S3K直升機采用了全新的駕駛艙布局財年預算文件顯示，將在2019年第二季度開始初始作戰(zhàn)測試與評估，預計在2020年第一季度達到初始作戰(zhàn)能力。2024年，CH-53K直升機將達到全速生產(chǎn)狀態(tài)，年產(chǎn)量達到24架。目前估算，CH-53K直升機的單機價格大約為8700萬美元。

CH-53K直升機將作為美國海軍陸戰(zhàn)隊航空作戰(zhàn)分隊（AcE）的重型運輸平臺，在未來空中特遣部隊中扮演不可或缺的重要角色。未來，海軍陸戰(zhàn)隊將200架CH-53K直升機陸續(xù)裝備8個飛行中隊、1個訓練中隊和1個預備役中隊。但是，從美國政府不斷削減的防務預算來看，CH-53K直升機的最終訂購數(shù)量將根據(jù)國會的資金分配和國防部的武器采購優(yōu)先順序決定。

美國海軍也表示出對CH-53K直升機的興趣，正在評估用其替代現(xiàn)役MH-53垂直補給和掃雷直升機的可行性。目前，美國海軍裝備有32架MH-53系列直升機，主要承擔海上掃雷和人道主義救援等任務，預計使用到2020年，到時將需要一種替代機型。無疑，CH-53K直升機將成為首選。

與此同時，西科斯基公司正在借助美國海軍的影響力加緊開拓國際市場。目前，美國海軍正在與多個國外用戶展開談判，其中的一些意向有望轉(zhuǎn)化為軍售合同。

201 5年8月初，以色列空軍就采購CH-53K直升機的相關(guān)事宜形成了一份正式的作戰(zhàn)需求文件，將其列為下一步優(yōu)先級采購的裝備之一。早在1969年，以色列空軍就開始裝備CH-53A直升機，其后陸續(xù)引進了C、D和E等型號，命名為“亞斯烏爾”（Yasur），使用時間已經(jīng)超過30年。

2009年夏天，以色列空軍決定逐步退役自行升級的“亞斯烏爾”2000型直升機，在全面評估了多個候選方案后，最后選定CH-53K直升機作為后繼機。對此，以色列空軍高官表示，雖然V-22運輸機已經(jīng)列入立即購買清單中，但CH-53K直升機憑借著出色的重型運輸能力，將在未來直升機機隊中占據(jù)重要位置。

在歐洲，德國陸軍擁有大約80架CH-53G型，其中40架是由較老的CH-53D型號升級而來。根據(jù)特種部隊作戰(zhàn)和搜索救援等任務需求，德國陸軍希望盡快替換掉現(xiàn)役CH-53G直升機，而歐洲防務局提出的“未來運輸直升機”（FTH）計劃尚處于設計和研制中，為CH-53K直升機的出口留出了機會。

目前，德國國防部已經(jīng)將候選機型范圍縮小為CH-53K和CH-47F直升機，目標是在2022年接收第一架全新的重型直升機。這意味著必須在2018年內(nèi)簽署采購合同，因此將在今年內(nèi)發(fā)布一份投標要求，其中空中加油能力必不可少。毫無疑問，贏得這份訂單將成為西科斯基在近期的一項主要任務。

編輯：石堅