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旋翼通鉴|首型实用侦察直升机,武直纵列式座舱布局的鼻祖S-48
2020-01-09           作者: 旋翼飞行器
旋翼通鉴|首型实用侦察直升机,武直纵列式座舱布局的鼻祖S-48

 

作者:丁尹 出品:旋翼飞行器

老话说得好:“万事开头难”

航空领域同样如此,无论是飞机还是直升机,在开拓之初皆是艰难万分且备受质疑,然而,当他们一旦取得突破之后,量变所引发的质变就为整个行业带来了翻天覆地的改变。在实用型飞机问世将近40年之际,实用型直升机方才崭露头角,然而谁都未能意料到的是:上世纪30年代末,伊戈尔·西科斯基先生还在为直升机“操纵响应滞后”带来的操纵问题而苦恼,数年内,他领导的西科斯基公司已经为美军打造了世界首型实用军用直升机,并且迅速将版本迭代从S-46推进到了S-48,进度之外,令人惊异。

旋翼通鉴|首型实用侦察直升机,武直纵列式座舱布局的鼻祖S-48

 

​图——美军博物馆展出的S-48直升机

西科斯基S-48/VS-327/R-5 型直升机是在西科斯基S-47(R-4)直升机大获成功之后倾力打造的又一型直升机,该型直升机的设计目的是为了满足美国陆航1942年提出来的侦察直升机需求(当时英国军方也提出了类似的需求)。

XR-5直升机配备了48英尺的3叶主旋翼和同样3片桨叶的尾桨系统,其动力装置为普惠公司的R985-AN-5 星型发动机,其功率为450马力,该型发动机在当时而言算是可靠性相当高的发动机了。S-48创造性地设计了一组纵列式的座舱,侦查员坐在前面,飞行员坐在后面。

*注:关于西科斯基为美军打造的世界首型实用军用直升机S-47,感兴趣的读者朋友可以翻阅我之前关于它的两篇文章:

发展历史

最初,西科斯基公司打造了四架试验性质的XR-5直升机,之后美军又追加了第五架改进版本,定型为XR-5A。该机在1943年8月18日完成了首飞。五架试验机的验证获得了圆满成功,为此美国陆航决议进一步购买26架该型直升机,并定型为YR-5A,YR-5A是XR-5A的改进型号,该机在1944年3月份接受了美国军方的测试。

在完成测试之后,美国军方进一步追加了100架该机的订单,新一批直升机被定型为R-5D,这一批直升机是作为搜救直升机来设计的。虽然说美军订购了100架,但最终西科斯基只制造了34架——究其原因还是随着二战的结束,美军武器装备订单普遍大幅缩水,直升机行业也不例外。

在1945年,西科斯基公司的首席试飞员莱斯·莫里斯为了展示该机的负载能力,在机身两侧搭载了十名成年男士(总重超过2000磅,也就是900多公斤,在当时算是相当出色了)实现起飞并稳定悬停,来自西科斯基公司的女士们则在下方为他们欢呼。

旋翼通鉴|首型实用侦察直升机,武直纵列式座舱布局的鼻祖S-48

 

图——两侧搭载10名成年男士的XR-5直升机稳定悬停

该型直升机也完成了直升机历史上的首次民事救援任务。1945年11月29日,在康涅狄格州费尔菲尔德的彭菲尔德礁,一艘驳船在暴风雨中搁浅,一架YR-5A直升机紧急出动执行了这次救援任务。当时该机的主驾驶是西科斯基公司首席飞行员吉米·瓦伊纳,副驾驶员则是来自美国陆军的杰克·贝格上尉。彭菲尔德礁离岸不远,且恰好位于西科斯基布里奇波特工厂附近,所以该艘驳船的船长和水手们可谓是相当幸运的。

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图——YR-5A直升机执行历史上第一次直升机民事救援任务

设计特点

西科斯基XR-5直升机的机身是由三段构成的:第一段是铝材框架结构的座舱,周围布满了有机玻璃窗户,并包含了两个并列式分布的座位;第二段是不锈钢材质的中部框架,周围包裹着塑料浸渍胶合板;第三段是尾梁锥型段,这一段主要是木制结构设计。

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图——编号43-46624的YR-5A直升机,该机部分面板材料已经拆除以便进行检查和维护

在服役期间,YR-5A直升机被改装成了多种配置以便用于多种不同的任务。其主要改动如下所述:

  • 5架YR-5A直升机被改成了YR-5E配置,其主要改动是装备了双重操纵系统以此用于飞行员训练,也就是说当成教练机用;
  • R-5D型号的直升机座舱空间改得更大了,去掉了侦查员的位置,让飞行员直接坐在前面,后面的座位改成了一条能做俩人的长条凳,并增加了救援用的升降机(绞车)和辅助油箱;
  • 1948年,美国空军将其R系列直升机的型号命名改成了H系列,由此美国空军救援部队的R-5系列直升机被重新定型为H-5D、H-5F、H-5G和H-5H;
  • 事实上,H-5F、H-5G和H-5H已经是西科斯基S-51系列直升机了(R-5是S-48系列,不过两者颇有些相似);
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图——1947年在夏威夷展出的R-5D(H-5D)直升机

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图——位于曼谷的泰国皇家空军博物馆中陈列着并排放置的H-5A(S-48)和H-5F(S-51),两者的区别可谓是一目了然

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图——S-48/R-5各衍生型号配置上的区别

主旋翼系统

S-48直升机的主旋翼由三片桨叶组成,直径为48英尺。它的桨叶采用了木制翼梁、胶合板翼肋和前缘、帆布蒙皮,并与S-47一样采取了NACA 0012翼型。其尾桨也采取了三桨叶布局,主要材质同样是胶合板。

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图——S-48(R-5)直升机的主旋翼系统

该型直升机的主旋翼操纵系统位于主减速器附近。该系统包含有三个螺旋升降杆,这三根升降杆由链式传动系统驱动。三根杆按照一定顺序排列,能够以一定的规律驱动方位角构件的升降(也就是一种自动倾斜器)。如果三根杆保持同时升降的话,就能够起到操纵总距(Collective Pitch)的作用,同时升起就会提升三片桨叶的桨距,同时降低就会降低三片桨叶的桨距。

前后向的周期变距操纵是通过前侧和后侧的升降杆的差动来实现的,两杆的差动会导致自动倾斜器旋转盘的前倾或者后倾,从而实现桨叶桨距的差动改变。侧向的周期变距操纵是通过右侧的升降杆的抬起和降低来实现的,这样就会导致自动倾斜器旋转盘左倒或者右倒,再传递到旋翼上。

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图——S-48旋翼控制系统示意图,图中标注数字解释如下:1.前升降杆、2.总距链轮轴、3.前后向周期变距链轮轴、4.横向周期变距链轮轴、5.总距链、6.前后周期变距链、7.横向周期变距链、8.右升降杆、9.后升降杆

发动机

该机配备一台普惠公司的黄蜂450马力 R-985 AN-5型发动机,该发动机水平安装在S-48直升机的中段,上方安装了冷却风扇/飞轮。发动机与传动系统之间安装了一台离心式离合器。发动机转速调节阀与总距操纵杆安装在一起,并能够自动调节:也就是在驾驶员提总距的时候自动调大、在驾驶员放总距的时候自动调小。

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图——S-48(R-5) 直升机的三视图

任务系统

S-48的战术任务首先是侦察,在获取目标情报之后,即时与地面的炮兵部队进行通讯,传递目标的具体位置信息、辅助地面炮兵部队寻找合适的攻击位置并随时观察目标动向,即时通知地面炮兵部队调整火力打击点。

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图——飞行中的XR-5直升机,该机隶属于美国陆军,编号为43-28237

除了侦查这一基本任务之外,交付给英国航空委员会的两架XR-5A型直升机被用于进行舰载测试,英国的目的是为了评估其作为一种反潜直升机的潜力。

配备了救生绞车和辅助油箱的R-5D型直升机则是美国陆航和美国空军救援部队的首型救援直升机。

技术规格和性能参数

S-48型直升机的最大前飞速度为198千米/时,航程约442.6公里,实用升限可达4511米,爬升率为10.1米/秒,悬停升限不足千米(914.4米)。

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图——配备双重操纵系统的YR-5E在飞行训练中,该机隶属于美国陆军,编号为43-46611

不同配置的S-48直升机最大起飞重量有所差异,其中R-5A为2222.6公斤、R-5D为2313.3公斤、R-5E为2261.2公斤,其空机重量基本一致,约为1714.6公斤。一般来说S-48系列直升机只能乘坐两名机组成员,不过R-5D系列直升机能够乘坐一名驾驶员和两名乘客。

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图——1947年5月,R-5D直升机在尼加拉瓜,该机隶属于美国陆军,编号为43-46646


从1944年到1946年,西科斯基总计生产了65架S-48系列直升机,其中包括5架XR-5、26架YR-5A、14架R-5A和20架R-5D。

尽管S-48(R-5)型直升机相比于S-47型直升机又有所进步,但是仍然存在不少问题和缺憾,这些问题一方面促使西科斯基进一步打造更好的直升机,另一方面,也为西科斯基进一步打造直升机提供了许多宝贵的经验积累。因此,该机很快就被性能更强的S-51型直升机取代了。

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图——如今陈列在博物馆中的R-5D直升机旋翼通鉴|首型实用侦察直升机,武直纵列式座舱布局的鼻祖S-48旋翼通鉴|首型实用侦察直升机,武直纵列式座舱布局的鼻祖S-48

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