美国新一代重型直升机CH53K，全细节大揭秘，眼馋吗？

　　▲最早的种马型重型直升机原型机YCH-53A在1964年10月14号完成了它的首次飞行，至今种马系列直升机在美军的服役时间已经超过了50年。尽管CH-53K可能看起来和以前的CH-53系列直升机＂外貌＂差别并不是很大，但是事实上它可以说是一型完全不同的、性能更是强上许多的直升机
　　对于西科斯基的下一代重型直升机CH-53K，如果你要我用最简单、最少的词汇来概括一下它的特点的话，我觉得你所需要知道主要就是三件事：它更重、更强、也更智能。
　　CH-53K（King Stallion/种马王）很大——这当然是因为它是一架CH-53型重型直升机——所以它必须要大才对。从尺寸上来说，K型号的种马王和他的＂前任选手＂CH-53E（Super Stallion/超级种马）直升机是差不多的巨无霸，而在种马王直升机走马上任之前，CH-53E现今仍是美国军方现役的载重能力最强的直升机。
　　尽管大小差不多，外形相似度也很高，但是K型CH-53直升机从性能上来说是要比E型强很多很多的，这主要归功于它所配备的三台通用电气T408型发动机，这些发动机每台都能够为种马王提供7500轴马力，也就是说，合计之下，种马王直升机发动机系统的总功率将可超过2万马力，相当＂恐怖＂，相比之下，CH-53E的每台发动机只能提供大概4500轴马力。凭借这三台性能拔尖的发动机，尽管保留了与CH-53E相同的尺寸，CH-53K的最大起飞重量，要E型提升了20%，而在高温和高热环境下，CH-53K的有效负荷则要比CH-53E高出三倍之多。
　　除了四肢发达之外，CH-53K的＂头脑＂也不简单。CH-53K配备了西科斯基公司最先进的全权限电传操纵飞行控制系统，该系统集成了主动感应器和触觉提示系统，这使得种马王的飞行员能够在操纵直升机的同时保持其视线聚焦在驾驶窗外，从而在减轻其驾驶负担的同时提升其任务/作业效率。当然，如果窗外没什么可看的时候——比如说高密度沙尘地区或者发生临时性失明效应（雪盲）——种马王直升机先进的航电系统和感测系统基本上能够保证其在大部分情况下顺利完成自主无人驾驶飞行的挑战。
　　▲种马王直升机的主旋翼直径达79英尺（24米），就光它的尾桨能产生的推力就相当于西科斯基S-76型直升机主旋翼能产生的升力。CH-53K的总设计师安德烈亚斯·伯恩哈德曾笑言：＂这架直升机没有哪里是小的，坦白来说，一点也不精致... ...＂
　　当然，如果你最近几年以来一直都在关注CH-53K的项目，那么上面我所说的大部分内容你应该都有所耳闻（包括西科斯基因为碰上技术难题而致使CH-53K出现了反复延期交付的问题），不过还是有一些有趣的资料并没有广泛流传，比如说该机的实际飞行表现——在西科斯基公司位于佛罗里达州西棕榈滩的研发飞行测试中新，CH-53K已经经历了数百个小时的飞行测试——如果你对这方面感兴趣的话，那么我可以告诉你：正文自此处开始。
　　▲CH-53K直升机的采用弹性材料桨毂和全新的复合材料桨叶，这相比于早期CH-53K旋翼桨叶中采用的加压翼梁设计可谓是重大进步面向美军的真正需求——CH-53K强大的性能
　　毫无疑问，订购了200架CH-53K种马王重型直升机的美国海军陆战队真正需要CH-53K所能提供的东西。在多年的海外作业和美军的＂人道主义＂行动中，CH-53E超级种马重型直升机机队出勤率远超预期，致使这支强大而重型直升机机队已经临近＂崩溃边缘＂。2016年，美国海军陆战队委托专门调查小组对CH-53E机队的现状进行了评估，评估的结果认为该机存在＂库存不足、战备率无法接受、太多直升机在基地外维修以及战后该机没有得到足够的维护＂等一系列严重问题。
　　▲CH-53K重型直升机的侧窗被扩大了不少，这使得士兵能够在紧急情况下直接跳窗而出，其兵员座椅的防撞性也得到了质的提升
　　评估小组的报告促使美国海军陆战队从2017年开始批准对现役的147架CH-53E进行大修，这一过程预计至少持续3年，也就是到明年才会结束。而且这只是权宜之计，海军陆战队的目的是希望在CH-53K直升机达到＂全面作战能力＂（FOC；Full Operational Capability）之前，仍然有超级种马直升机可以过度。按照目前西科斯基公司的估算，大概到2029年，CH-53K种马王直升机将能达到FOC状态。美国海军陆战队表示，只有到那时候，他们的重型直升机机队才能真正在＂航程、飞行速度和载重能力等方面实现对其军事行动的全面支援＂。
　　不过美国海军陆战队实在很难等那么久，甚至可以说，每过一天，他们对种马王重型直升机的需求就更强烈一天。自从CH-53K的项目在2005年被批准之后，它就不断碰上各种麻烦，包括早期的财政问题、指标需求问题和之后的传动系统/变速箱问题机其他关键部件的技术问题，种种如附骨之疽一般的问题始终纠缠着CH-53K，这使其一度落后计划进度表，毫不夸张地说，时至今日，西科斯基CH-53K的进度至少已经落后了最初的计划表达6年之久。
　　幸运的是，美国海军陆战队尽管心急，但是他们始终对西科斯基的作品充满信心，也对CH-53K的原型机所展示出的强大能力非常满意，这促使他们挡下了来自美国国会的重重压力，坚持推进CH-53K项目。至少他们明白，CH-53K并不只是某种种马系列直升机的升级版本，而是一架全新设计的重型直升机，一匹真正的＂种马之王＂，这当然是一项充满挑战和困难的任务。
　　▲截至2016年年底，种马王重型直升机的总的飞行测试时长就已经超过了314小时，如今虽然没有具体报道，但是我认为这个数字至少涨到了500小时以上，值得一提的是CH-53K和CH-53E零件互通性几乎为零，这也从侧面佐证了它是一架全新设计的飞行器
　　CH-53K的一个关键性能指标是：它能够在3000英尺的高度及33摄氏度的温度下携带27000磅（超过12吨）的外部载荷跨越110海里（约203公里）。这大约是E型超级种马在相同条件下负载能力的3倍。西科斯基为了实现这一雄心勃勃的目标，不仅为该机配备了3台燃油效率超高的新型通用电气T408涡轮轴发动机，更是为种马王设计了全新的扭矩分离传动系统，以此来充分发挥三台高性能发动机的全部功率。
　　在台架测试期间，工程师们就发现了主旋翼齿轮箱/变速器的齿轮固定杆存在问题——这个问题导致了种马王重型直升机在2017年左右的延期——工程师在重新设计固定杆后才解决了这个问题，并完成了台架测试和地面测试，最后才促成了送往美国海军陆战队的4架原型机的诞生。
　　▲种马王直升机尾部还有一根＂能量吸收支柱＂，用于在可能的硬着陆状况下保护尾桨
　　美国海军陆战队的CH-53K项目负责人一直都很乐观，在因变速箱问题而导致的延期事件上，他就表示幸好西科斯基在测试期间发现了这个问题，尽管落后了计划表，但总好过等到直升机投入使用之后才发现问题。
　　除了新的发动机之外，CH-53K的新型复合材料旋翼桨叶也值得一提。这种新型的复合材料桨叶完全不再需要早期CH-53型号直升机中的那种加压翼梁设计。那么加压翼梁有什么不好呢，最大的问题就在维护性方面，西科斯基将加压翼梁称为＂高维护驱动器＂（High Maintenance Driver），可见其对于维护性的要求有多高。而西科斯基首席试飞员（也是美国海军陆战队退役飞行员）斯蒂芬·麦克雷也认为新型复合材料桨叶的设计＂移除了老版本的失败设计＂。
　　当然，CH-53K真正的＂技术性飞跃＂肯定是它的全权限电传操纵飞行控制系统，这种系统能够实现CH-53E超级种马重型直升机无法实现的主动飞行能力。西科斯基在这种电传操纵飞行控系统上下过苦功，并在多种直升机，包括大名鼎鼎的UH-60M最新版黑鹰直升机上，测试过该系统。它不单纯是一种操纵方式的变革，同样也继承了智能控制的尖端技术和理念，使得CH-53K能在大多数飞行状况下实现全自主/半自主的飞行模式，驾驶过直升机（或者说仅仅只是飞过直升机模型）的朋友应该都能体会到一架直升机实现这种程度的自主飞行难度要比一架固定翼飞机高多少。
　　▲CH-53K的安定翼比起CH-53E的安定翼和＂蝙蝠翼＂型辅助油箱要略窄一些
　　这种电传操纵系统还引入了英国航空航天系统公司的主动感应器作为辅助装置，这种主动感应器采用了座侧周期变距杆的设计，相比于传统的周期变距杆设计方式其占用的空间更小。飞行员和副手之间的操纵系统是电控相连的，所以每个飞行员都能感受到对方的操纵输入。总距和周期变距杆（主动感应器）都附加了触觉反馈系统，在直升机功率或者转弯等机动动作接近极限的时候，会将信号反馈给飞行员，从而确保飞行安全。拯救生命、节约时间和钱——CH-53K出色的功能
　　▲CH-53K内置安装了一套绞盘系统，通过布局的优化，其内部空间也要大于CH-53E
　　按照西科斯基试飞员的说法，尽管身材如此庞大，CH-53K的操纵难度绝对不会超过一架轻型直升机，而且在没有装载重型货物的时候，CH-53K的机动性能也相当出色。此外，该机巨大的旋翼桨盘面积显著地降低了旋翼的桨盘载荷，从而减小了旋翼下洗流的强度，提升了悬停效率，对重型货物的装卸任务非常有益。试飞员甚至表示，当CH-53K通过内部装载的方式，以６万磅（超过27吨）的总重起飞之后，它依然能保持相当平滑的操纵手感，＂这时候简直就像一辆超级跑车＂，这大概是对一架直升机操纵品质的最佳赞誉了。
　　CH-53K的全权限电传操纵飞行控制系统在自主飞行方面所展现出的非凡性能同样也大大增强了其任务应用范围和功能性。飞行员可以仅仅通过简单编程就让该机在特点的着陆点自主着陆，在着陆之前，种马王直升机会自动减速并在离地50英尺高度的地方转入悬停状态。这一功能在高密度沙尘环境中特别有效，因为在那种环境中飞行员基本上没法凭借双眼看清楚任何东西，他只能依赖座下的直升机，而聪明的CH-53K总能找到最合适的地方实现飞行员的指令，而在以往的CH-53E上，如果不慎进入那种沙尘环境，很可能就会发生严重的硬着陆事故。
　　▲CH-53K从来都不具备攻击性，它只是一辆安静的运输型直升机，当然是那种最大的运输直升机
　　如果碰上上文所述的高密度沙尘情况，CH-53K的飞行员完全可以通过几条简单的指令，在完全不触碰操纵杆的情况下让该机进入自主着陆状态，并保持50英尺高度的贴地悬停，到＂尘埃落定＂或者可视度提升之后，再通过雷达高度计降落到地面。在等待期间，飞行员也无需紧盯着显示屏幕或者操纵杆，他大可以喝一杯茶或咖啡，甚至看一会手机，这就是全权限电传操纵飞行控制系统所带来的好处。
　　在多种情况下，这种飞行控制系统也能接收精确的参数控制输入。比如说，当机组长提出＂左转五次＂之类的要求时，飞行员只要输入一条相应的指令或者直接点击五次＂左转＂选项，那么CH-53K将会自动完成剩下的所有工作，在复杂的情况下或许飞行员的判断能力更强，但是处理这种简单的任务，种马王直升机显然比人类会做得更好。
　　从这个层面上来说，CH-53K已经有了几分＂无人驾驶重型直升机＂的风采，实际上这也正是美国军方一直在寻求的东西，如果在未来的某一天，甲方提出不再需要飞行员，那么西科斯基公司只要在种马王的电传操纵飞行控制系统上增加一套额外的自主飞行控制系统，然后一架无人驾驶的CH-53K就将能够出现在甲方的面前。
　　▲如果一切按计划进行的话，美国海军陆战队今年就应该能接收到具备初步作战能力的CH-53K，但是现在看来，西科斯基多半又要延期了
　　CH-53K机舱的出色设计也能大大方便舱内操作员和地勤人员进行装卸工作，并节约他们的时间。该机机身内配备了巨大的内置绞车，并加装了可容纳463公升货物的大货盘，宽敞的机身能够确保货盘进出机舱不需要再像以前的超级种马直升机那样需要拆分后装卸，所以对于种马王直升机而言，你的货物是5公斤还是500公斤对它而言都差不多——装卸货的时间顶多就差个几秒钟。
　　CH-53K机身的安全系数也有所提高。种马系列直升机上可伸出巨大钩索来吊挂货物的舱底洞口曾被戏称为＂地狱洞＂，因为时常有操作员掉进去的情况发生，在重新设计的种马王上这一风险被大大降低了。此外，新的集成的轨道设计可以让机长调整座舱和货舱之间的大小，同时也确保直升机整体不受影响，士兵座椅的防撞性能也得到大幅度提升，抗坠毁能力大大加强。如前文所提到的，该机的测窗口尺寸也被扩大了，因此士兵在紧急情况下可以更容易地从直升机中撤离。
　　▲西科斯基希望有两年半的时间对种马王直升机的基准型号进行必要的飞行测试，目前这个阶段已经接近尾声了
　　CH-53K具有内置的旋翼轴平衡、旋翼平衡、旋翼轨迹跟踪与配平以及尾桨平衡自动诊断系统，还有内置的发动机状态自主监测系统。这些系统能够在必要的时候对所能发生的问题实现自动告警，这样大大减轻了维护人员的工作，使他们立刻知道哪里出了故障，然后有的放矢地进行维修护理任务。
　　尽管种马王直升机的先进技术足以使日常维护任务更容易完成，但这并非其最终的目的，它最终的目标是大大减少该机的总的维护成本。要知道，CH-53E每个飞行小时的维护小时高达40小时，这给美国海军陆战队带来了巨大的压力。CH-53K尽量减少零件的数量也是出于这个目的（其发动机的数量已经减少了64%）。
　　▲CH-53K的中心挂钩承重可达36000磅（超过16吨），前后挂钩各自承重都是25200磅（超过11吨）未来可期
　　▲测试中的CH-53K原型机
　　自从2015年10月份实现首飞以来，CH-53K的项目已经取得了巨大的进展。所有原型机现在都在飞行测试中，其飞行包线也在被不断扩大，在10000英尺（约3000米）的高空中，CH-53K的飞行速度已经达到了185节（约342千米/时），载重量超过了27000磅（超过12吨）。
　　▲CH-53K发动机的燃油效率得到了大幅提升，零件数量则大大减少
　　尽管CH-53K现在的单价高得惊人（超过1亿美元），但随着燃油效率和可维护性的提高，西科斯基认为CH-53K最终生产型号的单价有望比CH-53E更便宜，美国海军陆战队在使用CH-53E超级种马的时候就觉得该机太贵，其中一个重要原因就是其维护成本实在太高，如果CH-53K确实能在这方面改进的话，对双方来说都是好事。
　　现代战争中，作战方式尽管发生了天差地别的变化，但是要想胜利，后勤仍然是其中至关重要的一环，而种马王直升机正式执行后勤保证任务的排头兵，可以说，无论是两栖运输还是快速投放，实在很难找出比它更合适的航空器了。
　　​新一代重型直升机，未来可期。