美國支努乾直升機

美國支努乾直升機

美國波音公司的CH-47“支努乾”運輸直升機是一種很好辨認的直升機,因為它的外觀很奇特。尤其是它的縱列雙鏇翼,使得它顯得與眾不同。CH-47系列源自波音公司1956年開始發展的114和414型號。隨後出現了多種改進型號,主要包括CH-47A,CH-47B,CH-47C和CH-47D。該機是美陸軍裝備中最為主要的重型運輸直升機型號。最新的CH-47F於2006年完成組裝,並開始逐步交付美軍使用。

基本信息

布局設計

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美國支努乾直升機CH-47的兩個縱列鏇翼安置在機身上方,兩台發動機則外置在機身後部,發動機通過一條安裝在機身頂部的傳動軸驅動前鏇翼。這種設計意味著CH-47的的機艙和外掛點不受機體結構影響,機艙長而平直,三個外掛點也容易布置。其貨艙能夠裝載45名全副武裝的士兵,或10噸貨物,或155毫米榴彈炮,或小型汽車。外掛點也有相應的承載能力。這種寬大方便的機艙、外掛點設計要歸功於縱列雙鏇翼布局。在CH-47機尾處有一個可放倒的跳板式機艙門,裝載貨物非常簡便。小型車輛可通過這扇門自由進出機艙。另外機上還有兩個大尺寸的側門。由於有較大的載重量,CH-47算得上是一種理想的戰場供應直升機。

縱列雙鏇翼的另外一個好處是不象其他直升機那樣需要一個尾槳來平衡鏇翼的扭矩,動力效率高。但也有一些缺點,如兩個鏇翼必須同步避免互相間的碰撞。而且因為CH-47尺寸較大,加上兩個鏇轉翼展達20米的鏇翼,整架飛機起降時影響到的範圍達100米。而最大的缺點在於由於鏇翼重疊,產生的氣流相互干擾,導致較大幅度的功率損失,因此至今也只有少數直升機採用了這一布局。

美國支努乾直升機裝備了一個外掛能力9080千克的機身中央外掛鈎。當掛吊單一樣貨物的時候必須使用這一掛鈎。另兩個分別在機身前部和後部的掛鈎則各能掛載4540千克貨物。為能滿足陸軍提出的載重6810千克時活動半徑應達到54千米的要求,C型的最大重量達到了20884千克,載油量也大有提高。採用的萊克明T55-L11發動機功率達3750軸馬力,機體結構也有改善。CH-47C於67年首飛,80年停產,後期採用了墜毀自封閉供油系統玻璃纖維槳葉

系統配備

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液壓系統包括一套通用液壓系統,1號和2號兩套飛行操縱液壓系統。座艙用一台211×106焦耳加熱器/鼓風機。飛行操縱液壓系統壓力為207×105帕,最大流量53升/分。球形液壓蓄壓池容積為5.33升,增壓到1.72×105帕。通用液壓系統壓力為231×105帕,最大流量為51.5升/分。活塞型蓄壓池容積為7.01升,其中5.33升是可用的,可增壓到3.86×105帕。發動機起動液壓系統壓力為274.4×105帕。電氣系統包括由減速器傳動系統驅動的兩台40千伏安氣冷交流發電機。T62-T-2B輔助動力裝置驅動附屬檔案齒輪傳動裝置,進而驅動全部液壓系統和電氣系統

標準的航空電子設備有:ARC-199高頻無線電電台柯林斯公司ARC-186超高頻/調幅調頻電台、ARC-164超高頻/調幅通信電台;C-6533機內通話器;AN/APX-100敵我識別器;APN-209雷達高度表;AN/ARN-89B無線電羅盤;AN/ARN-123伏爾/下滑信標台/指點標接收機和AN/ASN-43陀螺磁羅盤。儀表飛行用的標準飛行儀表有AN/aqu-6A水平位置指示器,多餘度自動飛行控制系統。任務設備包括:AN/APR-39A雷達告警接收機;ALQ-156飛彈告警設備;M130箔條/曳光彈發射器;一些英國皇家空軍型“支奴乾”裝有19-400衛星通信天線;ARI18228雷達告警接收機;AN/ALQ-157紅外干擾機;RNS252超戰術空間導航系統/慣性導航系統,全球定位系統和M-206/M-1箔條/曳光彈發射器;AN/AAR-47飛彈告警設備。標準設備有用於救援和吊運貨物的液壓絞車後視反射鏡、維護工作用的工作平台和腳踏板;可選裝拆卸大部件用的固定拉繩吊桿

改進機型

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CH-47A最初生產型。第一架於1962年8月16日交付給美國陸軍。早期生產的CH-47A裝兩台T55-L-5渦輪軸發動機,後改用T55-L-7渦輪軸發動機。總共交付給美國陸軍354架CH-47A,交付給泰國皇家空軍4架。CH-47A型已停產。根據1978年的美國陸軍契約,它的傳動系統功率已加大到CH-47C的標準。

CH-47B CH-47A的發展型,裝兩台2125千瓦的T55-L-7C渦輪軸發動機。1967年5月10日開始交付,總共生產了108架,1968年2月交付完畢。根據1978年的陸軍契約,它的傳動系統功率已加大到CH-47C的標準。

CH-47C CH-47B的改進型。由於加強了傳動系統,採用了兩台2796千瓦的T55-L-11A發動機和增加了總燃油量,大大提高了這一型號的性能,從而滿足了美國陸軍提出的新要求:在大氣溫度+35℃、1220米高度條件下,外掛6800千克載荷起飛,活動半徑56千米。CH-47C於1967年10月14日首次試飛,1968年3月開始交付,1980年夏天交付完畢,共交付給美國陸軍270架。1973年該公司研製成功槳葉大梁裂紋檢查系統(ISIS)和抗墜毀油箱,油箱容量為3944升。1973年3月以後交付的CH-47C上均裝有這兩項設備,對以前生產的CH-47C也逐步進行了改裝。1978年5月開始在CH-47C上試裝玻璃鋼槳葉,1979年開始將182架美國陸軍的CH-47C改裝玻璃鋼槳葉,到1986年改裝工作全部結束。

CH-147 CH-47C的加拿大部隊編號。1973年接到加拿大武裝部隊訂購9架CH-47C的契約,1974年9月開始交付。這種型號基本與CH-47C相同。

CH-47D CH-47系列的改型。1976年根據與美國陸軍簽訂的一項契約將3架早期型的CH-47(A、B、C型各1架)改成D型的標準原型機,第1架標準原型機於1979年5月11日首次試飛。1980年10月,美國陸軍與波音直升機公司簽訂第一個CH-47D生產型改進契約。截止1984年改裝了88架。1985年4月8日該公司得到一項多年契約,在1985~1989財年中再改裝240架CH-47A、B、C型。第1架生產型CH-47D於1982年2月26日首次飛行,1982年5月20日交付給美國陸軍。1984年2月28日首次裝備美101空降師達到初始作戰能力。1989年1月13日波音直升機公司又得到一項多年契約,將144架CH-47改裝成CH-47D(包括11架MH-47E),前後共改裝472架(包括MH-47E),從而將美國陸軍“支奴乾”機群的使用壽命延長到下一世紀。1992年8月,美國陸軍又訂購了2架新製造的CH-47D,以填補在海灣戰爭損失的2架。1993年對購自澳大利亞的7架提供改裝經費,1995年1月至10月間交付完畢。

CH-47D包含13項重大改進。採用達信•萊康明公司的T55-L-712渦輪軸發動機。其標準功率和應急功率分別為2796千瓦及3356千瓦。鏇翼傳動系統的額定功率增加到5593千瓦,有綜合潤滑與冷卻裝置,裝有複合材料鏇翼槳葉。重新布置了駕駛艙,與夜視鏡兼容,其它的變化包括採用多餘度與改進的電氣系統、單元體式液壓系統、先進的自動飛行控制系統,以及改進的航空電子設備和救生設備。一台太陽公司T62-T-2B輔助動力裝置帶動附屬檔案和齒輪傳動裝置,驅動所有液壓系統和電氣系統。裝有單點壓力加油系統和3個外部吊貨掛鈎。按重量計算,CH-47D機體的10%~15%是複合材料結構。只有基本機體結構、起落架座椅等主要部件沒有經過修改和更換。大約有300家轉包商參加了這一改裝計畫。

作戰性能

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當前在陸軍中服役的CH-47有三種型號,CH-47D、MH-47D和MH-47E。MH-47E特種作戰直升機簡稱SOA,是CH-47的改型。通過改進主油箱和輔助油箱,機上能夠攜帶更多燃料。MH-47D和E型具有空中加油能力。該機換裝新型綜合航空電子系統和多模式雷達,以提供執行複雜氣象下滲透、撤出及支援特種任務的能力。

其雷達系統包括了AV/ASH-137都卜勒雷達,有具備地形跟蹤、地形迴避、空對地測距和地形顯示功能的AN/APQ-174雷達。導航設備有全球定位系統、地形參考導航系統和AN/ASH-145航向姿態參考系統。另有雷射、雷達、飛彈告警系統,脈衝干擾機、干擾物/曳光彈發射器和抗干擾無線電台。此外,還配有前視紅外裝置和數字式移動圖形顯示儀等。MH-47E在駕駛艙中增設了一個由4部多功能顯示器組成的任務管理系統和一個任務輔助系統。

改進後的MH-47E除裝有兩挺12.7毫米機槍外,還可以攜掛空對空飛彈。它的鏇翼可以摺疊,並安裝有鏇翼剎車裝置。機艙外安裝了懸吊回收裝置。它的最大載重為6512千克,最大平飛速度297千米/小時,實用升限2900米。美國陸軍特種部隊已裝備了50架MH-47E。注意下圖中的12.7mm加特林機槍,彈殼導管等。

不進行空中加油時的航程為1980至3600千米。MH-47E的貨艙內裝有一個附加的羅伯森公司800加侖輔助油箱。另外裝有波音公司的機側突出油箱,進一步增加了裝載能力。通過仿真試驗發現,對於MH-47來說最大的潛在危險是敵方彈藥穿透機體後進入到油箱中液體燃料上方的空間,這時這些彈藥很可能引爆燃料蒸發後與空氣形成的混和氣體。因此機上油箱內會加裝一個惰性系統以避免這一危險。

70年代英國皇家空軍定購了相當CH-47C型號的一些CH-47直升機。在皇家空軍中這些直升機被稱為HC1。改裝配合夜視鏡使用的座艙系統的HC1被稱為HC2。另外定購全新的HC2A的定單已下達,同時定購的還有用於特種作戰的HC3A型。

2006年10月,波音公司的首架CH-47F"支奴乾"生產型直升機已經在位於RidleyPark的公司鏇翼機系統工廠完成了它的首次飛行,在那裡試驗人員對飛機的系統和結構性能進行了評估。波音公司將交付這種新式CH-47F直升機給美國陸軍用於在2007年部署之前的使用試驗。進行飛行之後,波音公司試驗飛行員ErikKocher說:"美國陸軍將擁有世界上最先進的、具有任務能力的重型運輸直升機。CH-47F為機組人員提供的可重構飛行顯示系統具有更高效任務性能,其通信系統具有更大的態勢感知能力。數位化自動飛行控制系統將提供一種增強的、且更加安全的低速飛行能力,機體結構的加強使該機成為一種更加安全和可靠的戰鬥系統。"

發展前景

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2006年10月,據波音公司領導競爭美國空軍"作戰搜尋與援救(CSAR-X)"直升機項目的官員說,公司的HH-47"支奴乾"串列雙座直升機是CSAR-X的最佳選擇,因為該機結合了低風險採購途徑、經過作戰檢驗、任務靈活性等特點。這些官員說,HH-47裝備了最先進的直升機部件系統,包括"通用航電架構系統(CAAS)"、全數字駕駛艙、APQ-174B地形跟隨/地形規避雷達。HH-47的85%設計來自於"支奴乾"的較早型號,已經得到過驗證,這使得該機能輕易地滿足CSAR-X項目的進度要求,而且風險更低。此外,波音公司還能提供現有的生產線、一個業已建立的供應商基礎(92%為美國企業)以及一個專家和支援網路。"支奴乾"正在伊拉克和阿富汗戰場廣泛地使用。低風險正是美國防部所需要的,因為眾多的大型武器採購項目使得國防部難以承受。美空軍定於11月3~17日宣布CSAR-X項目的獲勝者。參加該項目的其它競爭者還有西科斯基公司的HH-92和"US101團隊"的US101。

波音公司和美國陸軍在2006年12月19日簽署了總價值超過15億美元的契約,涉及高達66架CH-47F"支奴乾"直升機。這些生產契約包括:16架新製造的CH-47F和9架再制的CH-47F,價值6.24億美元;另外,意向訂購22架新製造的CH-47F和19架再制的CH-47F,價值超過9.2億美元。這些直升機將從2008年初開始交付。CH-47F的特點包括新設計的現代化機體結構以及柯林斯公司的"通用航電架構系統"先進數字駕駛艙,以滿足美國陸軍和未來的作戰需要。

2008年7月,英國皇家空軍(RAF)的美制CH-47"支奴乾"(Chinook)重型運輸直升機機隊指揮官AndyTurner上校近日表示,RAF計畫將其全部的CH-47(包括HC2/2A和HC3兩種型別)升級改進到同一個標準,改進後的直升機可能被稱為"支奴乾"HC4。完整的升級改進方案仍在制訂中,但已確定的關鍵升級內容包括:改裝通用的標準化座艙顯示與控制系統;配裝新型導航與夜視設備;改裝一套可與英國陸軍的"弓箭手"(Bowman)戰場通信系統互聯互通的無線電台;配裝改進型自防禦系統。在升級改進到同一標準後,CH-47機隊的作戰效能將提高,後勤保障規模將縮小,空、地勤人員的培訓也更簡單。RAF的CH-47機隊由34架HC2、6架HC2A和8架HC3(與HC2/2A的主要區別是航程增大)組成,但HC3自2001年開始即被儲存,正在對第1架進行重新服役的準備工作。現役的40架中有10架部署到阿富汗,1架部署到伊拉克。在開展升級改進工作時,RAF將保持在阿富汗和伊拉克部署的機隊規模不變,同時在本土保留8架HC3備用,因此最多可同時對29架HC2/2A進行升級改進。RAF還在增加其CH-47的飛行時間,2006年這一指標是1.2萬小時,今年預計可以實現1.6萬小時的指標(其中6600小時在阿富汗,600小時在伊拉克),而2010年的目標是1.85萬小時。為了提高可用度,RAF還計畫在接下來六個月內,將其CH-47機隊的定期保障時間間隔延長33%。為了避免CH-47機隊的空、地勤人員因長期在阿富汗和伊拉克執行任務而生疏了其他作戰技能,RAF還計畫對他們開展近海、兩棲、叢林和北極環境下的作戰訓練。按2006年授予美國波音公司的全壽命周期保障契約,RAF的"支奴乾"預計將一直服役到2040年。

技術數據

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外形尺寸
鏇翼直徑(每副)18.29m
鏇翼槳葉弦長 0.81m
兩副鏇翼中心距11.94m
全長(兩副鏇翼轉動)30.14m
機身長
CH-47D 15.54m
CH-47D“國際支奴乾”和MH-47E15.87m
機寬(鏇翼摺疊)
CH-47D 3.78m
MH-47E 4.78m
機高(至後鏇翼槳轂頂部)
CH-47D 5.79m
MH-47E 5.59m
離地高度(鏇翼鏇轉)
前面3.33m
後面
CH-47D5.79m
MH-47E5.59m
靜止,後面 4.90m
輪距(減震支柱間距離) 3.20m
前後輪距
CH-47D 6.86m
MH-47E 7.87m
旅客艙門(右、前)
高×寬 1.68m×0.91m
離地高度1.09m
後貨艙門跳板外緣
高×寬 1.98m×2.31m
離地高度0.79m
內部尺寸
座艙(不包括駕駛艙)
長度9.30m
寬度(平均) 2.29m
(地板) 2.51m
高度1.98m
地板面積21.0m2
有用容積41.7m3
面積
鏇翼槳葉(每片) 7.43m2
鏇翼槳盤(總和) 525.3m2
重量及載荷
CH-47D
內部有效載荷(高度1220m,溫度35℃) 6308kg
外部有效載荷(高度1220m,溫度35℃) 6968kg
空重10615
最大起飛重量(高度1220m,溫度35℃)19178kg
MH-47E
空重 12210kg
有效載荷 12284kg
最大燃油重量6815kg
最大起飛重量24494kg
最大功率載荷4.36kg/kw
性能數據
CH-47D
最大平飛速度(海平面,國際標準大氣,無外載) 298km/h
平均巡航速度(海平面,國際標準大氣) 222km/h
最大爬升率(海平面,國際標準大氣) 11.2m/s
懸停高度(無地效,海平面,國際標準大氣)3215m
轉場航程 2026km
MH-47E(總重22680kg)
最大平飛速度285km/h
最大巡航速度(海平面)259km/h
最大爬升率9.4m/s
實用升限(最大連續功率)3095m
懸停高度
有地效 2990m
有地效,國際標準大氣+20℃ 2410m
無地效 1675m
無地效,國際標準大氣+20℃ 1005m
任務半徑(高度1220m,1814kg載荷,35℃)935km
航程(起飛重量24494kg)2334km

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