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70年代,1.2亿美元,贝尔打造的武直,输给阿帕奇,成了试验素材

​作者:丁尹

✈ “先进空中火力支援系统”项目告吹

上世纪60年代中期,美国陆军启动了先进空中火力支援系统(AAFSS)项目,该项目的目的是将洛克希德的AH-56夏延复合式武装直升机发展成一型空中反坦克炮艇。当时,美军的主力武装直升机尚且是被称为“临时工”的贝尔AH-1G眼镜蛇直升机。尽管美军对眼镜蛇在中南半岛丛林作战中体现出的能力表示满意,但是从战略角度来说,他们更关注的仍然是“如何对抗华约军团的钢铁洪流”

▲AH-56夏延在立项之初被认为将会引领航空器领域的变革

但是夏延直升机的进展一直都不太顺利,技术问题的挑战和“军种之争”的困境〔美国空军认为夏延直升机所承担的空中火力支援任务本该是空军的事,不需要美国陆军‘太过操心’〕最终导致美国陆军打算放弃夏延直升机,而看到机会的贝尔和西科斯基分别向美国陆军推荐了“眼镜蛇王”和S-67“黑鹰”武装直升机,以期代替夏延来延续AAFSS计划。

▲西科斯基的S-67开创性地设计了带有气动刹车板的短翼,机动性相当出色

但是在1972年的一次飞行测试中,美国陆军对夏延、眼睛蛇王和S-67黑鹰进行了“竞赛性”评估,此次评估从春季开始,到7月才完成。出乎所有人意料的是,美国陆军最终否决了三家竞争对手的三种方案,并彻底终止了AAFSS计划。

▲这个极具未来感的飞行器也曾是AAFSS的竞标者之一

✈ “先进攻击直升机”项目正式启动

随着“先进空中火力支援系统”项目的告吹,1972年11月份,美国陆军正式发出先进攻击直升机(AAH;Advanced Attack Helicopter)招标征询书。

贝尔、波音·伏托尔(与格鲁曼公司合作)、休斯、洛克希德和西科斯基5家公司提出了各自的方案参加投标。其中波音、洛克希德和西科斯基在前期竞标中相继被淘汰,唯余贝尔公司和休斯公司的方案存活到了原型打造阶段。美国陆军要求两家公司各自研制2架用于试飞测试的原型机、一架地面试验机和一副静力试验用的机身,并要求3年后进行飞行测试评估竞赛,以便从贝尔和休斯两家公司种最终选择AAH项目的合同商。

▲飞行中的YAH-64(阿帕奇原型机),AAH项目的杰出成果

美国陆军指标要求中每架生产型“先进攻击直升机”最终成本要控制在每架140~160万美元(这是按照70年代美国物价水平确定的),但是在前期研发投入上,美国陆军还是下了大本钱的:1973年6月份,贝尔直升机公司宣布,该公司从美国陆军收到价值4470万美元的合同,用以研制“先进攻击直升机”,而按照后续统计,贝尔前后接收美国陆军的总研制经费达到了1.2亿美元

▲两架YAH-63原型机并排停靠在机场

✈ 源自“眼镜蛇”,超越“眼镜蛇”

贝尔的YAH-63方案(贝尔内部代号Model 409)虽然是在眼镜蛇武装直升机的基础上发展而来的,但是却绝非“又一架眼镜蛇直升机”。尽管YAH-63的总体布局和当时的典型武装直升机仍然保持着一致——如同鲨鱼一般的机身外形、纵列式前后布局座椅以及配备了武器装备的两侧短翼——但是它完全可以说是一架全新的直升机

▲停靠在地面的YAH-63

该机的创新设计主要包括

① 独特的前三点轮式起落架;

② 平顶座舱窗板;

③ 一个改进设计的T型尾翼;

④ 一个较大的腹鳍设计;

⑤ 三管式通用电气XM-188 30毫米机炮。

▲T型尾翼在当时是一种创新的设计

除了上述特点之外,YAH-63的旋翼高度可以手动降低、起落架也可以手动收起从而降低整机高度来方便运输。该机还有一个很少引起注意的特点——它的飞行员位置安排在前面,副手位置在后面——这和早期的AH-1的布局刚好相反。事实上,这是一种更为“慎重”的做法,因为YAH-63的设计要求是要具备出色的“贴地飞行”(NoE;Nap of Earth)能力,为此,在飞行期间,该机需要经常在树梢上下“起伏”飞行,因此,飞行员需要坐在前面来更清楚地感知到直升机周围的环境。

▲YAH-63进行武器系统测试

YAH-63的第一架原型机(编号:73-22246)于1975年10月1日首飞,但是次年6月份就在飞行测试中坠毁了,所幸贝尔制造的一架静态测试原型机达到了飞行标准,这才满足了美国陆军所要求的制造两架“能飞的”原型机的基本要求。该机于第二架原型机(编号:73-22247)一同进入到与休斯Model 77(YAH-64)的飞行测试竞赛中。

▲坠毁的一架YAH-63

✈ YAH-63技术特点:细节更见设计功力

▷总体布局

单旋翼带尾桨式布局:两台通用电气T700-GE-700涡轴发动机分别安装在机身两侧的主减速器后方的发动机短舱内部。尾翼采用了改进的T型设计,垂尾顶部有“前缘后掠式”平尾;尾梁末端装有上垂尾和下垂尾(也都是后掠式,其中下垂尾又被称为“尾鳍”),下垂尾底部有尾撑,可以保护尾翼部分不撞击地面。起落架布局为轮式前三点式起落架。

▲YAH-63先进攻击直升机三视图

▷旋翼系统

采用了贝尔经典的2片桨叶半刚性跷跷板式旋翼,但是采用了改进的宽弦长高升力翼型(弦长达1.08米,翼型FX-69-H-083),并将桨尖设计为“后缘尖削”布局。

▲贝尔的FX-69-H-083高升力翼型

旋翼的挥舞铰上带有约束弹簧,该弹簧能够在无过载机动飞行时提供较大的操纵功效,提升了该机的操纵品质。其桨叶可人工折叠。贝尔通过试验证明了这种桨叶被23毫米口径炮弹击中后仍然能够保持结构完整性。

▲这个角度最能感受到其独特的宽弦长桨叶设计

其旋翼桨毂采用了弹性轴承设计,能够满足桨叶的挥舞和变距运动需求,并且具有较好的维护性。当用C-141或C-5A运输机空运YAH-63时,维护人员还可手动降低旋翼高度。旋翼支座与机身的连接采用了改进的动力学波节梁原理来降低机身的振动,从而减轻了机组人员的疲劳并延长了机身和其他子系统、部件的寿命,还能为该机的武器系统提供一个更加稳定的平台。

▲YAH-63的桨毂细节

两片不锈钢桨叶组成了尾桨系统,位于垂尾左侧,尾桨弦长也采取了宽弦设计(0.43米),拉力大;尾桨的桨毂为柔性桨毂,并设计了有余度的变距操纵系统。

▷机身结构设计

机身采用常规半硬壳式结构设计,机身前段具有最小曲率,是主要的承重结构。座舱呈纵列式排布,飞行员在前,副手(兼武器系统操作员)在后。正副驾驶员座椅均有抗12.7毫米子弹的装甲保护。座舱盖有4块平板玻璃,可以减少反光,降低可视度,提高生存能力。

▲图中能够清楚看到座舱盖的平板玻璃设计

前后座椅之间用抗23毫米炮弹的透明防弹玻璃隔开,座舱门为框架式,上半部分为透明防弹玻璃,下半部分用装甲保护。座舱侧板和地板也有装甲保护,并配有应急座舱盖抛投系统。

驾驶舱和弹药舱之间有102毫米厚的铝/玻璃纤维合制增强塑料夹芯板。圆截面尾梁表面为铆接蒙皮,可以抵挡23毫米炮弹打击。

▲飞行中的YAH-63,圆截面尾梁的蒙皮还是挺厚实的


1976年年底,休斯公司的YAH-64最终被美军却认为“先进攻击直升机”的最终获胜者,最后被发展成为大名鼎鼎的AH-64 阿帕奇系列武装直升机。据称,美国陆军之所以淘汰YAH-63的主要原因是认为该机的两叶式旋翼可靠性远不如阿帕奇的四叶式旋翼。此外,美军也不看好YAH-63的前三点轮式起落架,他们认为这种起落架布局不如阿帕奇的尾轮式后三点起落架来得稳定。

▲早期的YAH-64也是T型尾翼,后来才改了

除了上述原因之外,还有一些军事观察家指出当时贝尔AH-1眼镜蛇系列武装直升机的生产线是饱和状态的,美军也极有可能并想贝尔因为“先进攻击直升机”项目而影响到眼镜蛇的生产计划,最终放弃了贝尔的方案。

无论如何,YAH-63终究是抱憾落幕了。两架原型机,一架被送到美国鲁克堡陆军航空博物馆,成为展览品;另一架被送往韦弗尼亚州尤斯提斯堡陆军研究与技术实验室(AVRADCOM),进行直升机抗坠毁冲击测试研究。

1981年7月8日,该机在NASA的兰利研究中心进行了坠落冲击模拟测试,随着一声轰然巨响,这架凝结了贝尔眼镜蛇直升机多年的技术积累和心血结晶的武装直升机,化作一堆废铁,只留下一份报告:《YAH-63 直升机耐撞性模拟与分析》。

▲基于YAH-63原型机进行的坠落冲击模拟测试报告封面

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