UH-60通用直升机
美国主力军用中型通用直升机
UH-60通用直升机是美国西科斯基飞机公司为美国陆军研制的双发单旋翼战斗突击运输直升机。美国陆军编号UH-60A,公司编号S-70,绰号“黑鹰” (Black Hawk) 。
1972年开研制,第一架原型机于1974年首飞,1977年8月开始生产,1979年4月开始交付使用。该机的主要任务是战斗突击运输,伤员疏散、侦察、兵员补给等,是美国陆军主要装备之一。黑鹰直升机有多种改进型号,出口到许多国家,装备国家有日本、韩国、土耳其、澳大利亚等。
如今,全球有超过4,000架各种类型的”黑鹰”直升机在至少35个国家或地区的武装部队服役。
发展历史
研制背景
“黑鹰”直升机项目的开始,最早要追溯到20世纪50年代的朝鲜战争。朝鲜战争期间,美国陆军开始使用H-19通用直升机,极大地提升了美国军队的战场机动性,兵力的运输、补给和伤员的后送首次摆脱了地面车辆受地形、道路限制的局面。直升机在朝鲜战争所取得的成功促进了现代陆军空中机动概念的确立。
越南战争中,直升机开始大规模应用,甚至取代地面运输成为兵力部署的主要手段,越南战争又被称为“第一次直升机战争”。战争期间,美军使用最为广泛的是UH-1直升机”伊洛魁”直升机。这些直升机在东南亚的环境条件下很快暴露出两大主要缺陷:既不能在高温和高海拔条件下满载运输,又无法提供令人满意的战斗生存力。
20世纪60年代后期,美国陆军根据越南战争的经验,开始考虑研制一种起飞重量更大、易损性更低、能够在恶劣环境下执行通用运输任务的新型直升机来替代60年代大量使用的UH-1“伊洛魁”直升机。新直升机要求能够在海拔1220米和35℃的条件下,运输11人一班的兵力,并具备战斗环境下的生存能力。
研制历程
UTTAS项目启动
1972年1月,美国陆军正式提交“通用战术运输直升机系统”(UTTAS)的研制申请书,在整个设计、研制和陆军评估阶段都一直采用“UTTAS”的名字,直到进入生产阶段后,根据美国陆军使用印第安部族名称为直升机命名的传统,将其更名为“黑鹰”。
美国陆军对UTTAS的性能与载荷要求包括:在1220米,35℃条件下,除炮手、正、副驾驶员外运载11名全副武装的士兵飞行2.3小时;最小巡航速度268千米/小时;总重条件下垂直爬升率为137~167米/分钟;悬停升限1450米;总重7500千克,有效载荷1200千克。
包括贝尔公司、波音公司西科斯基飞机公司在内的9家公司参与了竞标。其中,贝尔公司一直都是UH-1直升机的供应商,这次递交的方案是型号240,采用双发布局,可搭载14名士兵。而波音公司则是CH-47”支奴干”直升机的供应商,波音递交的是YUH-61A,该机采用4片复合材料制造的无链主旋翼。而西科斯基公司已经15年没有为美国陆军生产过直升机了,这次一口气提交了3种型号。这三种型号分别改自S-61和S-65运输直升机,另外还有改自正在研制的S-67武装直升机。
西科斯基公司入围决赛
1972年8月,UTTAS原型机项目的生产合同由波音公司和西科斯基公司获得,波音公司负责YUH-61A,西科斯基公司负责YUH-60A,而之前呼声很高的贝尔公司出局。西科斯基公司能够赢得UTTAS合同的主要原因可能是其方案几乎满足了美国陆军所有的技术要求。每一项为UTTAS提出的新技术,西科斯基公司都已经在更大尺寸的直升机上进行了飞行测试,进行了成功的验证。
第一架YUH-60A原型机于1974年6月28日出厂,10月17日首飞,距离合同签订仅仅26个月,比计划规定提前了6周,也比波音公司的YUH-61A首飞提前了6周。第2架和第3架原型机分别于1975年1月21日和1975年2月28日首飞。原型机于1976年3月交付美国陆军。
最终的选择
1976年3月到11月,西科斯基飞机公司的YUH-60A和波音公司的YUH-61A由美国陆军主持,进行了长达7个月的对比测试。1976年12月23日,在签订UTTAS原型机合同52个月之后,美国陆军正式将一份价值8340万美元的UTTAS生产合同授予西科斯基公司,合同规定交付15架直升机,这意味着西科斯基公司成为最终的胜利者,YUH-60A成为美国下一代战术运输直升机
生产历程
1976年,西科斯基公司获得的UH-60A第一份生产合同是15架,按计划,美国陆军确定了第二年和第三年的生产数量分别是56架和129架。之后,”黑鹰“直升机每一年的生产数量都在增加,其中高峰的一年达到了177架。在最初的8年内,西科斯基飞机公司向美国陆军交付了1107架”黑鹰“直升机。
在最初三年低速初始生产结束后,美国陆军与西科斯基公司签订了为期数年的生产合同。这种多年合同有利于长期资本投入到生产中。
2023年1月23日,西科斯基飞机公司交付了第5000架”黑鹰“ 直升机,这是一架美国陆军的UH-60M直升机,这也意味着”黑鹰“直升机在未来几十年还将继续服务于美国军方和国际用户。
技术特点
总体布局
”黑鹰“直升机采用单旋翼带倾斜尾桨式布局。2台涡轴发动机安装在机身上部、主减速器两侧。向左倾斜的尾桨安装在尾斜梁右侧,尾梁后部是宽大的全动式平尾。采用后不可收放式三点起落架。全机设计时考虑了空运的要求,机身扁平。驾驶舱内并排布置正副驾驶员座椅,座舱两侧各有一扇大型的滑动舱门,便于士兵快速登机离机。“黑鹰”直升机的设计强调其在弹击威胁下的生存能力,此外还有专门保护装置能够充分保证机组人员和乘员在坠机时的安全。
旋翼系统
UH-60A直升机采用全铰接式4桨叶旋翼和4桨叶尾桨系统。桨叶由TC4管状大梁、NOMEX蜂窝填充件、石墨复合材料后缘、玻璃纤维/环氧树脂蒙皮、钛合金前缘抗蚀条和铝合金桨尖罩组成。钛合金大梁内充有氮气,并装有压力裂纹检测器。当桨叶大梁出现裂纹造成漏气,氮气压力下降到极限时,驾驶舱的指示器会发出警告。
钛合金大梁比常规铝合金大梁强度高2倍,能够承受12.7毫米和23毫米口径穿甲弹的打击,击中后能够继续飞行。
尾桨由4片复合材料桨叶构成。尾桨位于尾斜梁右侧,向左倾斜20°,这本是西科斯基飞机公司为解决UH-60直升机重心偏后问题而提出的一种被动设计方案,但是通过斜置拉力,使得总升力提高了2.5%,并相应改善了平衡特性,扩大许用的重心范围。
“黑鹰”直升机的旋翼桨叶还加装了电热防/除冰系统,当结冰探测器探测到飞行环境为结冰环境时,UH-60A的防/除冰系统会自动开启,有效的降低桨叶的易结冰性,提高直升机全天候飞行能力。
机身结构
机身为半硬壳式轻合金结构,为了满足空中运输的要求,机身高度受到严格限制,整个机身显得扁平。4根纵向龙骨脊和4个主要承力框连在一起,具有较好的抗坠毁能力。机身能够承受11.5米/秒的垂直撞击速度、9.1米/秒的横向撞击速度和12.2米/秒的纵向撞击速度着地时,仍保留85%的驾驶舱和货舱空间,使机上人员能够生存。
驾驶舱内正副驾驶员座椅并排布置,正副驾驶员座椅都有防护装甲。中部座舱中有供11名全副武装士兵使用的座椅。拆掉8个座椅后可安放4副担架。机身两侧有大型滑动舱门,便于士兵迅速登机和离机。
”黑鹰“直升机采用不可收放的单轮后三点式起落架,非常适合陆军部队在无准备、坡地和崎岖地形进行作战。主起落架具有吸能装置,允许直升机以10.7米/秒的下降速度着陆。
抗坠毁设计
在UTTAS直升机最初设计的时候,“抗坠毁”能力还是一个比较新的概念,在各种要求中并不是属于优先考虑的。然而,正是由于“黑鹰”直升机在小型事故中的优异表现,才使得美国陆军从此将抗坠毁能力列为优先考虑的设计要求。抗坠毁设计的理念也最终在世界直升机行业得到认可,并且成为军用及民用直升机设计中首先考虑的事项。
美国陆军在UTTAS项目招标中明确要求遵循《抗坠毁生存设计指南》,其对抗坠毁设计的具体要求是在95%的直升机事故中,乘员应是可生存的。YUH-60A在设计过程中,一直将该要求作为最重要的设计依据,才使得“黑鹰”的抗坠毁达到了预期的水平,成为“黑鹰”直升机最为重要的技术特点。
“黑鹰”直升机的所有油管均为自封闭式,这样设计的在于防止油管破损后因油料喷溅而起火。而且油管布线完全避开了机身侧面与底部这些在坠机中受损最严重的部位。1957到1960年之间,美国军队直升机发生579起事故,其中7%的事故引起了火灾,但是却有63%的伤亡人员发生在引起火灾的事故中。78.5%的火灾归因于破损的燃油箱和燃油管道。而“黑鹰”直升机在服役后的前11年内,没有一起“黑鹰”坠毁事故因为坠机后起火而导致人员伤亡,足以见“黑鹰”在坠机时的突出表现。
动力装置和传动系统
UH-60A装有2台1210千瓦的通用电气T700-GE-700涡轴发动机。通用电气公司从1964年开始研制,经历15年,于1978年正式投产,共耗资5.35亿美元。之后,T700发动机又经过不断改型,结构性能日臻完备,具有很高的耐久性和安全性。
1989年之后生产的UH-60L换装2台1342千瓦T700-GE-701C涡轴发动机。UH-60A的主减速器额定功率2109千瓦,UH-60L增大到2535千瓦。
2个古德伊尔公司的抗坠毁油箱位于座舱后部,总容量1361升。部分构型可以携带内部辅助油箱,也可以通过ESSS系统携带外挂辅助油箱。每个内部辅助油箱容量为700升,外部辅助油箱容量为871升。
机载设备
UH-60系列直升机上的航电设备配套在各种型别中变化较大,原UH-60A上采用的主要航空电子设备有:2台AN/ARC-114甚高频调频通信电台、AN/ARC-115A甚高频调幅通信电台、AN/ARC-164超高频调幅通信电台、AN/ARC-114A甚高频调频归航仪、AN/ARN-123伏尔导航和仪表飞行系统、AN/ARN-89短波无线电罗盘、AN/APX-100敌我识别应答机、TSEC/KY-28保密通话机、AN/APR-39雷达告警接收机等。
武器与火控
从第431架黑鹰直升机开始,在新生产的UH-60A和UH-60L上有安装ESSS系统的安装点。ESSS系统在两侧能够携带268千克的负载,能携带2个871升和2个1703升燃油的外挂油箱,挂外挂油箱时,UH-60A具有2222千米的自部署能力。ESSS还能携带“海尔发”激光制导导弹、各种机炮、火箭和电子对抗装置等。
自卫装置
UH-60A和UH-60L装有雷神公司的AN/APR-39(V)1雷达告警接收机;桑德斯公司的AN/ALQ-144红外对抗装置和BAE系统公司的M-130金属箔条/曳光弹投放装置。
“黑鹰”系列改型
美国长期坚持对“黑鹰”进行持续的改进、改型,能够满足不同时期,不同用户的需求。从1976年签订“黑鹰”生产合同开始初始低速生产,到2023年已经过去47年,“黑鹰”机队仍然在一天天壮大。
UH-60A
主要生产型,直到1989年10月停产,生产数量超过1000架。
UH-60L
UH-60A的改进型号,1989年10月UH-60A停产后,生产线转为生产UH-60L。这是第一次对UH-60A进行大规模的升级改造,同UH-60A不同之处是:UH-60L换装功率更大的T700-GE-701C发动机主减速器额定功率增加到2535千瓦,加装了能够在悬停和前飞时冷却发动机排气的悬停红外抑制系统(HIRSS)。新的复合材料桨叶,弦长比UH-60A的螺旋桨叶宽60%,能够提供更大的升力,UH-60L的外挂能力从3629千克增加到4082千克,可以运输美国陆军武装型的M1036高机动多用途轮式越野车。
MH-60A
大约改进了30架用于美国陆军第160世界十大特种部队航空团。MH-60A装有雷神系统公司的AN/AAQ-16前视红外装置、BAE系统公司的AN/ARN-148”奥米加”/甚低频导航装置、M-130箔条/曳光弹投放机、AN/ALQ-144红外干扰机、夜视镜多功能显示器、辅助燃油油箱和舱门上安装的米尼冈机枪。
UH-60Q美国陆军医疗后送/搜索和救援直升机
海湾战争之后,美国军队需要新的远距离理疗后送直升机来替代UH-1V”伊洛魁“直升机。UH-60Q于1990年初开始研制,1993年1月31日,原型机YUH-60A(Q)首飞。UH-60Q能够容纳6个担架病人。设备包括综合吸氧和氧气系统,除颤装置和导管插入设备,以及用于监控重要病症的设备。
SH-60B“海鹰”(Sea Hawk)美国海军反潜/反舰直升机
与UH-60A的主要区别在于为了满足美国海军需要进行的一些 改进加装了用于执行海上任务的机载电子设备。1978年2月28日,美国国防部批准研制SH-60B。1979年12月12日,原型机完成首飞。1982年中期,批准生产第一批18架。
SH-60B有桨叶自动折叠机构、垂尾和尾斜梁可折叠、改进了纵向轮距更窄的起落架、在恶劣海况下直升机着舰的快速安全拉降装置。根据海上任务还加装了声呐操作员位置、救援绞车、取消了UH-60A飞行员座椅装甲。不包括5架原型机,SH-60B共生产了181架。
MH-60R“攻击鹰”(Strike Hawk)
MH-60R是美国海军在现有的SH-60R基础上进行改造而来的一种多任务机种的反潜直升,用于取代SH-60B和SH-60F。 该机载APS-147多模雷达 (MMR) 可以自动发现并跟踪255个目标,具有逆合成孔径雷达 (ISAR) 成像、潜望镜及小目标探测特点,能够提供MH-60R反潜直升机的远程和短程搜索能力;装备了AN/AQS-22低频可调声纳,雷锡昂公司的AAS-44前视红外雷达、洛克西德·马丁公司的电子支援设备和数据链;导航系统装备了双冗余全球定位惯性导航系统、多普勒战术导航系统以及卫星通信系统;综合自我防御系统 (ISD) 包括威胁确定、最佳反击手段响应、浮标式或者拖曳式雷达报警接收机、激光报警器;携带的武器有AGM-119企鹅反舰导弹,AGM-114地狱火反坦克导弹,MK 46和MK 50反潜鱼雷, 一挺7.62mm机关枪
HH/MH-60G“铺路鹰”(Pave Hawk)
用于替代美国空军MH-53直升机60D”夜鹰”救援直升机。改进主要包括安装空中加油管,443升内部辅助燃油箱和燃油控制板,以及任务航空汽车传感器和改进仪表板,部分443升内部油箱后来被升级到700升。该型机的进一步改进从1999年11月开始,改装了T700-GE-701C发动机。HH-60G安装了救援绞车、多普勒/惯性导航系统、电子地图、战术空中导航系统(Tacan)、气象/地形测绘雷达、保密高频电台和卫星通信系统。MH-60G加装了ESSS系统、12.7毫米口径舱门机枪和前视红外装置。迄今为止大约交付100架“铺路鹰”,其中大多数是MH-53直升机60G。
UH-60M“黑鹰”改进型
UH-60M是UH-60系列中最重要的型号之一,至少有1200架全新的UH-60M被列入美国陆军的采购计划。项目自20世纪70年代以来的所有新技术。特别是在旋翼系统的空气动力学、材料技术、振动控制技术、座舱显示技术和推进系统等多种新技术在UH-60M的设计中得到应用,这些新技术保证了”黑鹰“直升机能够适应未来战场变化带来的新要求。 UH-60M的复合材料桨叶弦长更长,增加了直升机的巡航速度和机动性,新翼型、桨尖翼型及上反角的形状极大的提高了UH-60M的悬停和垂直爬升性能。
UH-60M还换装了能够提升4%功率的T700-GE-701D发动机,其续航能力也随之提高。通过换装新的旋翼系统和发动机,UH-60M提升了大约454千克升力,抵消了起重量增长的部分。
UH-60M的座舱采用了数字化座舱和新的航空电子设备,数字化飞行控制部件和模块化的开放结构系统,以适应21世纪数字化战争的作战需求。新驾驶舱采用了双数字数据总线、高级数字化航空电子结构和改进的飞行控制系统。新驾驶舱采用了四种颜色的多功能液晶显示器,提高了在战场上飞行员的作战态势感知和战区与联合部队的协同作战能力。
直升机飞行控制系统的升级,也是对飞行员的工作负荷和操纵能力的提高。安装了双向数字化的飞行控制计算机,能够提供更好的增稳和稳定的飞行路径。
国际“黑鹰”家族
截止2023年,全球有超过4,000架各种类型的”黑鹰“直升机在服役。美国陆军是最大的运营商,拥有2,135架各种型号的”黑鹰“直升机。”黑鹰“直升机成为新一代中型直升机的代表,同时,”黑鹰“直升机的持续生产、改进,也提高了国际用户的购买信心。此外,美国政府允许国外客户通过对外军贸(FMS)或直接从西科斯基飞机公司购买的方式采购”黑鹰“直升机。
目前国际上拥有”黑鹰“直升机最多的国家为日本澳大利亚韩国土耳其哥伦比亚等。其中日本、澳大利亚和韩国还分别按许可证在本国进行生产。
土耳其
土耳其是首批购买“黑鹰”的国家,现在已经成为世界上“黑鹰”最大的用户之一。1988年,土耳其选择UH-60A,装备土耳其宪兵队,用于边界巡查。随后,土耳其国家警察部门也采购了6架“黑鹰”。1992年,西科斯基公司与空中客车直升机公司竞争赢得了土耳其陆军45架“黑鹰”直升机订单。1999年,土耳其直接从西科斯基飞机公司订购另外50架“黑鹰”。
土耳其通用直升机项目始于2005年,当时的计划是以7亿美元的价格购买大约52架直升机。随着土耳其军队对直升机的需求增加,该计划既扩大了数量,又扩大了在土耳其境内的客户群。最终,西科斯基的新S-70直升机i项目赢得了该项目。土耳其航空航天公司将生产两种配置的T70(S-70i衍生产品)飞机——89架公共设施配置飞机和20架林业总局消防配置飞机。所有109架T70飞机的交付将在2026年完成。同时,T70将补充目前在土耳其武装部队服役的100多架UH-60黑鹰飞机。2019年11月25日,土耳其航空航天公司宣布第一架当地组装的T-70黑鹰直升机下线。
日本
1983年,日本海上自卫队选定在SH-60B”SH-60海鹰直升机”直升机机体基础上进行现代化改进,使其具备反潜和反舰能力。日本是首个选择”海鹰“直升机的国际用户。在日本海上自卫队服役的SH-60J超过了100架,除了2架原型机外,其他都由西科斯基飞机公司提供成套部件,日本三菱重工公司负责组装生产。
1988年,日本航空自卫队选定UH-60L作为其早期运输和搜救直升机的替代机型,与SH-60J相同,UH-60J也是由三菱重工按许可证生产的。大约35架UH-60J在日本航空自卫队服役。
1995年,日本陆上自卫队从三菱重工订购了UH-60J,命名为UH-60JA,但是配备了更先进的航电设备,包括前视红外传感器、彩色气象雷达、GPS导航仪和与驾驶舱兼容的夜视仪。2023年4月6日,日本陆上自卫队的一架UH-60JA在冲绳县宫古岛附近失事,包括日本陆上自卫队第8师团最高指挥官坂本雄一在内的多名机上人员失踪。
澳大利亚
1984年,澳大利亚国防部开始对新型反潜直升机进行评估,选择”海王“直升机的替代机型,最终美国海军”海鹰“基本型赢得了澳大利亚国防部的青睐。1985年9月,首批8架S-70B-2多用途”海鹰“直升机由西科斯基飞机公司交付。而之后的8架则由西科斯基公司提供套件,由澳大利亚航空航天技术局(ASTA)完成装配。这些”海鹰“与美军的不同,装备了MEL”超级搜索者”雷达、全新的音响处理器、捷联式惯性导航和位置基准系统。
继澳大利亚皇家海军之后,澳大利亚空军于1986年订购了首批14架S-70A-9直升机,随后在1987年1月追加订购了25架。2021年12月11日,澳大利亚国防部长彼得·达顿(Peter Dutton)表示,该国已正式向美国提出采购40架UH-60M黑鹰”直升机的需求,以取代澳军现役的MRH-90直升机。
韩国
韩国陆军在1990年选择UH-60P”黑鹰“直升机用于通用运输任务,装备有升级的发动机和传动系统,外挂装置和旋翼刹车。除了首架UH-60P,韩国装备的UH-60P都是由韩国的生产线在西科斯基飞机公司授权下生产的,截至1999年,已经交付了130架。20世纪90年代,韩国空军接收了10架由陆军转让的UH-60P,并参照美国HH-60P”铺路鹰”搜救直升机构型进行了升级用于执行战场搜救任务。
实战经历
美军入侵格林纳达
1983年10月,在美军入侵格林纳达的“紧急暴怒”行动中,美国陆军有32架“黑鹰”直升机参战,仅损失1架。这架黑鹰被击中坠毁,巨大的撞击力使黑鹰直升机断成两截。尽管遭受了轻武器射击、坠机和起火燃烧,全体机组和乘员仅1人丧生。“紧急暴怒”行动是”黑鹰“直升机首次参加实战行动。
美国入侵巴拿马
1989年12月29日,美军对巴拿马实施”正义事业“的入侵行动。美军世界十大特种部队搭乘”黑鹰“直升机突袭巴拿马城东的托里霍斯国际机场,守卫机长的诺列加卫队猝不及防,被美军迅速解除了武装,为美军后续部队控制改机场起到了重要作用。
海湾战争
1991年2月24日,美军101空中突击师以AH-64和AH-1攻击直升机担任掩护,使用60架UH-60和40架UH-47运输直升机,载运第1旅直插伊拉克纵深140千米处,为实施”左勾拳“行动的美军第七军部队建立“眼镜蛇”前进补给基地。这次行动建立的前进补给基地,对合围科威特境内的伊拉克军队起到了关键作用。
摩加迪沙之战
1993年10月3日,美国军队出动4架”小鸟“直升机和8架”黑鹰“直升机抓捕索马里军阀穆罕默德·艾迪德和他的高级助手。由于行动在白天进行,美军的行动受到当地武装分子的围攻。2架”黑鹰“直升机被火箭筒击落,整个行动造成19名美军丧生,70余人受伤。这是越南战争以来美军所遭受的最为惨重的军事失败。
性能参数
目录
概述
发展历史
研制背景
研制历程
UTTAS项目启动
西科斯基公司入围决赛
最终的选择
生产历程
技术特点
总体布局
旋翼系统
机身结构
抗坠毁设计
动力装置和传动系统
机载设备
武器与火控
自卫装置
“黑鹰”系列改型
UH-60A
UH-60L
MH-60A
UH-60Q美国陆军医疗后送/搜索和救援直升机
SH-60B“海鹰”(Sea Hawk)美国海军反潜/反舰直升机
MH-60R“攻击鹰”(Strike Hawk)
HH/MH-60G“铺路鹰”(Pave Hawk)
UH-60M“黑鹰”改进型
国际“黑鹰”家族
土耳其
日本
澳大利亚
韩国
实战经历
美军入侵格林纳达
美国入侵巴拿马
海湾战争
摩加迪沙之战
性能参数
参考资料