临时工也想转正?贝尔越战武装直升机的幕后尝试,虽败犹荣

作者:丁尹

发展自上世纪60年代中期的贝尔AH-1“眼镜蛇”武装直升机是贝尔明星产品之一,也是当今美军现役直升机中的重要组成部分。这型自1967年开始正式交付使用的直升机在越南战争中为美国立下了无数汗马功劳,1967年到1973年间,贝尔为美国陆军打造了高达1116架AH-1G型直升机,而眼镜蛇系列直升机在越南的总飞行时间超过了百万小时

▲贝尔的AH-1G直升机

然而,这些看似“辉煌”的数据并不能掩盖眼镜蛇直升机早期的“心酸”历程——那时候,美国陆军曾直言不讳地表示:购买贝尔AH-1直升机,只是用来充当“临时工”进行“丛林战斗”的。一旦更先进的洛克希德AH-56夏延武装攻击直升机(诞生自“先进空中火力支援系统”项目;AAFSS)研制成功[1],AH-1的临时使命将会终结,其在美国武装部队中的地位将完全被夏延所取代。

▲设计理念激进的AH-56夏延复合式直升机

但是,AH-56项目进展却并不顺利,先前在AAFSS项目竞争中落败的贝尔公司也看到了新的机会。要知道,尽管他们赢得了美国陆军不小的订单,但是“临时工”的名头实在不好听,所以贝尔公司上下都憋着一股气。趁着AH-56项目出现问题,贝尔公司“不请自来”,直接向美国陆军提交了一份基于AH-1J眼镜蛇武装直升机改进版的方案,意图“逆天改命”,不再做临时工,要做真正的“武装直升机之王”

这份新的方案在贝尔内部代号为Model 309,号称为“KingCobra”,也就是本文的主角——“眼镜蛇王”

✈ “眼镜蛇王”登场

得益于当时的贝尔公司承担了越战的两型中流砥柱直升机——UH-1休伊和AH-1眼镜蛇——的生产合同,声望一时如日中天。早在AAFSS项目竞赛初期,工业界的大部分投资方都认为凭借贝尔直升机当时在美军中的地位,拿下竞标轻而易举,但不曾想却被洛克希德拔得头筹,尽管如此,他们还坚信一旦洛克希德的AH-56夏延项目出了问题,贝尔将会是“当之无愧”的继任者。

与其说“机会青睐有准备的人”,不如说“有准备的人不会放过任何机会”。当得知夏延直升机在AAFSS项目中出现了难以解决的技术问题[2],贝尔公司以“迅雷不及掩耳之势”展开了行动。1971年1月份,贝尔公司正式对外宣布启动Model 309“眼镜蛇王”项目,该项目的投资方除了贝尔之外,还有另外的十家次承包商。为了加快研制进度,尽早给出合适的方案,眼镜蛇王项目是基于AH-1J“海眼镜蛇”武装直升机的基础展开的,贝尔内部代号为Model 309。由于眼镜蛇王大量采用了AH-1J的现成零部件和技术,眼镜蛇王1号原型机在同年9月10日就进行了首飞,并在两周后,也就是9月28日正式对外公开。

▲飞行测试中的眼镜蛇王,近处是单发版本2号原型机,远处是双发版本1号原型机

✈ 总计布局设计方面的改进

眼镜蛇王的总体布局基本与AH-1J一致,但是机身延长到了14.93米【这是因为眼镜蛇王采用了弗兰兹·瓦特曼(Franz Wortman)教授设计的宽弦长高升力翼型,桨尖还设计了特殊的后掠角度,能够延缓气动压缩效应并降低噪音,多种设计都要求旋翼直升机必须增大,故而其主旋翼直径扩延到了14.63米,为了确保尾桨能够提供足够反扭矩并且和主旋翼不会相互影响,必须要延长机身】。相应的,眼镜蛇王的机身结构也得到了加强,其机头的构型也得到了修改和加长,以便于安装新型的传感器装备(如多传感器稳定瞄准具等)和加大弹药舱【无链弹药箱】。

▲眼镜蛇王的鼻头显著变大了

眼镜蛇王的机腹也有所改造,变得向下鼓起了一些,这样扩大了机身内部的容积,从而可以安装更大的机炮弹舱,也提高的燃油携带量到2297磅(约1042公斤,一磅≈0.45公斤,下同)。两侧的短翼也得到了增长,达到了3.96米,并且在短翼内加装了内置油箱【早期眼镜蛇短翼内部是无法储油的】,并且提供了挂在更多武器装备的可能。

▲贝尔1号和2号两架原型机的总体布局对比简图

除了上述改造之外,值得一提的是眼镜蛇王直升机的垂尾下方还加装了尾鳍,纵向稳定性得到了改善【事实上,早期贝尔Model 209 版本的眼镜蛇原型机就有尾鳍,但后来撤掉了,这算是恢复安装(见下图)】。在尾鳍下方,贝尔设计师给其加装了支撑架/防撞架,这样着陆的时候不虞尾部结构会因撞击地面而损坏了,至于起落装置,仍保留了经典的滑橇式,但是加强了起落架结构,以确保能承受更大的冲击力。

▲贝尔早期Model 209 型号是有尾鳍的

▲因为飞行测试中认定209的改进型号AH-1G纵向稳定性非常好,所以贝尔在AH-1G上就取消了尾鳍设计

✈ 动力/传动系统方面的变化

眼镜蛇王的动力系统有两种配置

① 1号原型机被称为“海军陆战队型号”,该机的动力系统为与AH-1J一致的T400-CP-400发动机,输出功率1800轴马力【PT6T-3系列“双派克”发动机的军用型,该型涡轴发动机进一步发展可望提供1970轴马力功率,并有增长到2400轴马力的潜力】。

② 2号原型机被称为“陆军型”,其发动机是当时CH-47B上采用的莱康明T55-L-7C发动机,额定输出功率为2850轴马力,不过由于眼镜蛇王为了加快研制进度,没有特别优化传动系统,所以无法发挥7C版本的T55发动机全部实力,只能降低使用功率,使其保持为2050轴马力。

▲单发动机版本的2号原型机

在传动系统方面,正如上文所说 ,眼镜蛇王是沿用了AH-1J的传动系统,稍作改进,没有特别优化,其起飞传动输出功率为2000轴马力,连续飞行输出功率为1652轴马力。这套减速器和传动装置自从1968年开始在休伊系列直升机上已经累计进行了1300多个飞行小时的试验,可靠性相当高。

✈ 改进的任务装备

传感器系统:早先的“临时工”AH-1G和AH-1J只具备日渐作战能力,贝尔急于摆脱“临时工”的影子,所以花了大价钱在“眼镜蛇王”的机鼻加装了和AH-56 相同的Visonic传感器套件,其中包含前视红外传感器、低光成像系统、陶式导弹追踪器和激光测距仪等传感器装备,并在机内搭载了利顿(Litton)LN-30惯性导航系统。驾驶“眼镜蛇王”的机组乘员也配备有Sperry Univac头盔瞄准具。

武器系统:眼镜蛇王继续采用了AH-1J的M197 20毫米机炮,两侧短翼下方携带了陶式导弹和2.75英寸火箭弹发射器。为了能够搭载加强的武器系统,改进后的旋翼系统为眼镜蛇王直升机带来了最大起飞重量的提升,达到了14000磅,相比AH-1J足有增大了40%。

▲训练中的美军士兵从AH-1武装直升机上拆下陶式导弹发射器

除此之外,该机还配备了双操纵系统、稳定性和操纵增强系统(SCAS)和高度保持装置(ARD)。

✈ 没有成为武直之王,但成就了“眼镜蛇”系列

1972年,夏,美国陆军对贝尔309、西科斯基S-69和洛克希德AH-56A夏延进行了对比飞行测试,并出具了详细的评估报告,评估结果认为这三型直升机都不能满足“先进空中火力支援系统”的作战要求,因而都没有投产。轰轰烈烈的AAFSS项目随即告吹,促成阿帕奇登场的“先进攻击直升机”(AAH)计划很快被提上日程,这昭示着美国陆军的武装直升机机队将进入一个新的时代。

▲青涩的YAH-64阿帕奇原型机

虽然没能获得美国陆军的认可,不过眼镜蛇王项目实际上并没有失败,反而在某种程度上算是“挺成功的”。因为贝尔在眼镜蛇王研制过程中在动力传动系统、旋翼技术等方面的改进,都被应用到了之后的休伊和眼镜蛇系列直升机的改进中,而唯一留存的一架眼镜蛇王1号原型机【2号原型机在测试中坠毁了】则在贝尔参与AAH计划竞标的过程中,充当了竞标型号贝尔YAH-63的飞行试验平台,发挥了其最后的余热。

​▲贝尔参与AAH计划竞标的YAH-63型号原型机

▷注:

1.为什么美国更需要AH-56:这是具体的时代背景和战略规划决定的,尽管越南战场很重要,但是美军研制武装直升机最根本的战略目的还是为了对抗华约的钢铁洪流,而AH-56的研制指标就完全是按照这个目的来的。相比之下,AH-1的设计目的就是为了应付中南半岛多山、多密林的环境,为UH-1休伊直升机进行武装护航、火力支援等任务,所以其当时的任务场景局限在越南,自然只能是“临时工”。

2.过于激进的设计的夏延直升机出现技术难关的重要原因,复合式布局、刚性旋翼、高前进比气动问题... ...这种种技术概念对于当时的直升机界而言都是全新的领域,所有的问题都是新的,解决问题的相关技术和方法都需要从头创立,这无疑将需要大量的时间,从而大大降低了夏延项目的推进速度。


『参考文献』

1.Bell 309 KingCobra Wikipedia

2.Verier, Mike. 《Bell AH-1 Cobra》. Osprey Publishing, 1990

3.倪先平,《直升机手册》,航空工业出版社,2003

4.张明德,《双发动机“眼镜蛇”武装直升机》,中国市场出版社,2013

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