旋翼飞行器|设计权衡，面向实战需求，揭秘美军下一代重型两栖直升机CH-53K 弁言：下一代两栖运输巨无霸西科斯基已

弁言：下一代两栖运输巨无霸
西科斯基已经开始开发CH-53K重型运输直升机了。成名已久的H-53系列直升机已经在美国海军陆战队、海军和空军中服役多年，在多次局部战争——主要是美国所谓的“反恐作战”——中立下了赫赫战功。但是这种出色的重型运输能力是有代价的，而且H-53系列直升机已经是上世纪七十年代的设计，在最初的方案设想中，这是一种专用度非常高的航空器，并且只需要小规模生产。

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图1CH-53K直升机在进行空中加油的测试
换句话说，老的H-53系列直升机，主要是美国海军陆战队现役的CH-53E“超级种马”直升机已经有些过于“陈旧” ，因此已经无法满足美国海军陆战队的实际需求了。为此，怀着切实解决美国海军陆战队对未来重型两栖运输任务的实际需求， CH-53K诞生了。美国海军陆战队对于重型两栖运输直升机的需求指标主要来自于“2015海军陆战队远征旅”（2015MEB）作战概念和“舰到目标机动”（STOM；ShiptoObjectiveManeuver）战术概念。
对于万众瞩目的下一代重型直升机，西科斯基在对早期的CH-53K期望值是这么描述的：
“CH-53K将借鉴40多年来CH-53A/D/E型直升机执行舰载重型运输作业的经验和教训，并利用这些积累的经验来制造具有无与伦比的性能和通用性的新一代直升机。总的来说， CH-53K的有效载荷/航程将会至少在CH-53E的两倍以上，并且其作业成本将会大幅度降低，藉此， CH-53K将有望成为世界上性能最强、通用性最好的重型直升机。 ”
那么到底要怎样才能设计出如此出色的下一代重型直升机呢？请看正文。
面向需求的设计总览
从某种程度上来说， “超级种马”CH-53E是一型相当成功的重型直升机，它本质上是为了美国海军陆战队的专用任务而诞生，这些专用任务包括重型运输和船到岸的两栖突击任务。为此， “超级种马”直升机设计有接触的最大起飞重量和空重比参数，并且在海平面的高度和短距离内有着相当出色的性能。不过“超级种马”直升机在这方面性能的突出表现是有代价的，其代价就是牺牲了该机在高海拔的航程和作业性能。

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图2桨叶折叠收起的CH-53K直升机
随着远征部署任务的增多，美国海军陆战队也越来越认识到，舰载重型直升机需要用重型货物或兵员投送到更远的距离，并且需要具备更为优越的高海拔作业性能，以此来支援陆地目标地点的作业任务，而不仅仅是只能够执行近岸突击或者支援任务。上述内容已经成为美国海军陆战队所提出的“舰到目标机动”战术的基础，也自然而然就成了其下一代重型直升机CH-53K的需求的基础。
CH-53K的设计是面向美国海军陆战队的“操作需求文档”（ORD；OperationalRequirementsDocument）中定义的大量的需求指标，这些需求指标主要被纳入七个关键性能参数（KPPs；KeyPerformanceParameters）项下面。除了需要运送27000磅（约12247公斤， 1磅≈0.45公斤，下同）的有效负载跨越100海里（185.2公里， 1海里≈1.852公里，下同）的半径执行运输任务之外， CH-53K还需要满足下述6条KPP要求：
-联网准备率[0]（战术指挥网络）
-提升的任务可靠性
-更小的后勤占地面积[1]
-更高的出勤率（出动架次率）
-更高的生存能力
-更强的兵员保护能力
可以看到7条中有两条是关于生存性能的描述，可见美国海军陆战队对于该机生存能力的介绍，而在生存性设计方面，我在之前一篇关于CH-53K的文章中已经进行了介绍，感兴趣可以翻阅。
言归正传，美国海军陆战队给出的这一组明确定义的指标要求促成了CH-53K初步设计方案的出炉。图3给出了CH-53K直升机的总体布局方案示意图。 “种马王”直升机的设计是全新的，以此来满足美国海军航空系统司令部所提出的现代化标准。为了满足这些新的要求，该机的空机重量从33000磅增大到了43000磅，最大起飞重量为也从73500磅增大到了84700磅。空基重量的增大部分是由于美国军机现代化设计标准对于耐撞性、生存性、裂纹容限要求的增加，但最主要的还是由于该机结构设计总重从46000磅增大到了60000磅。