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CH-53E直升机

CH-53E直升机

CH-53E“超级种马”直升机（英文：CH-53E Super Stallion，公司编号：S-80）是一款由美国西科斯基（Sikorsky）公司于1973年研制的三发重型多用途直升机。

CH-53E直升机是其前身CH-53系列的衍生产品，以替代非美国军事销售中的S-65。1967年10月24日的《海军部特定作战需求14-20：重型直升机（HLH）（SOR：14-20）》确定了最初的任务和需求，最终推动CH-53E计划的发展。1971年5月，美国国防部授权海军开发一种小型舰载直升机，该直升机将通过对现有库存飞机（CH-53）进行升级来实现。CH-53E项目应运而生。CH-53E于1973年5月开始第一阶段研制工作，第一架原型机于1974年3月1日首飞，1978年开始批量生产。第一架生产型CH-53E于1980年12月试飞，并于1981年6月交付给海军陆战队的HMH-464中队。截至2006年7月31日，美国海军陆战队的CH-53E平均服务时间已经超过15年，飞行时间超过了3000小时。截至2019年，美国海军陆战队共有10个CH-53E中队，美国海军则配属7个CH-53E中队。

CH-53E直升机采用3发、单旋翼、带尾桨布局，尾桨装在尾斜梁左侧，装置可收放的前三点式起落架。机身采用水密半硬壳式结构，两侧装有短翼，翼梢装有浮筒。机身能承受垂直方向的20000千牛和横向10000千牛的坠毁力。尾斜梁采用液压动力向左折叠。该直升机可容纳3名空勤人员，可载55名武装士兵执行两栖登陆作战任务，也可用来空运重、弹药或吊挂回收损坏在外的飞机残骸。

发展历程

研制背景

CH-53E是其前身CH-53系列的衍生产品，在CH-53D的基础上发展而来。然而，为了满足自由世界最大的升力能力所需而进行的重大变革，使得它获得了一个新的公司型号编号S-80，以替代非美国军事销售中的S-65。

1965年5月，一架俄罗斯直升机将55,347磅的重物提升到9,318英尺的高度。巧合的是，1965年是美国海军首次提出重型直升机（HLH）需求的第一年。这一需求源自对将不可飞行的飞机转移到维修设施所涉及延误的担忧。1966年初，海军陆战队确定了紧急需求，以回收坠毁的飞机，并具备移动重型关键作战装备的能力，而这超出了现有直升机的能力范围。这一需求的两个主要驱动因素是1967年将现有的CH-53分配到越南作战以及无法将战斗受损或不可飞行的飞机转移到安全地点进行维修。美国海军的第一份需求文件之一是1967年10月24日的《海军部特定作战需求14-20：重型直升机（HLH）（SOR：14-20）》。该文件确定了最初的任务和需求，这些任务和需求最终推动CH-53E计划的发展。

1969年4月24日，海军作战部长向参议院军事委员会简要介绍了海军/海军陆战队对重型直升机的需求，并强调必须在CH-53D直升机需要大修之前进行开发。海军和海军陆战队希望确保通过两栖运输或战略空运（C-5）运输飞机的能力仍然处于优先地位。

1971年5月，美国国防部副部长帕克德宣布，陆军的HLH（重型直升机）对海军/海军陆战队来说是不可接受的，并授权海军开发一种小型舰载直升机，该直升机将通过对现有库存飞机（CH-53）进行升级来实现。因此，CH-53E项目在FY-73授权和拨款过程中得到了所有国会委员会的积极支持后应运而生。虽然认识到需要增加升力能力，但未达到陆军在其HLH（重型升力直升机）计划中认为必要的程度，海军陆战队、海军航空系统司令部和伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基联合部队将CH-53直升机从10吨升力能力发展为16吨。

研制历程

1973年5月，伊戈尔·伊万诺维奇·西科尔斯基飞机公司从第三个发动机和第七个主旋翼叶片（全部直径增大）这两个概念开始CH-53E第一阶段的研制工作。20世纪70年代初，西科斯基飞机公司首次建造地面试验台，随后两架YCH-53E原型机成功完成测试，第一架原型机于1974年3月1日进行了首次悬停和有限机动飞行。

除了发动机和旋翼的改进以及整体尺寸的普遍增大外，最为显著的变化在于尾部配置：采用了低安装的对称水平尾翼，其上方设置了更大的垂直尾翼和从垂直方向倾斜的尾桨。这种设计使得尾桨在悬停状态下能够提供一些升力，并有效抵消主旋翼产生的扭矩。此外，还有许多不那么显眼的内部改进，特别是全新的自动飞行控制系统的引入。到1974年8月，第一架YCH-53E已展现出其性能，能将17.8吨的重量升至15.24米的轮高，同时无外部负载时，总重25.4吨下可达到314.84千米/每小时的速度。

尽管在随后的开发测试计划中出现了一些挫折，但原型机所展示的能力依然出色，因此仍实现了NPEs和其他里程碑目标，并订购了前两架预生产飞机和一个静态测试件。第一架生产型原型机于1975年12月首次试飞。此时，尾部经过重新设计，特点在于一个单一且高位安装的、由支柱支撑的水平表面。这一水平表面与20度倾斜的垂直面上的旋翼形成对比，其中内板部分与垂直面保持垂直，并在支柱连接处巧妙地弯曲成水平面。到1977年春季，包括硫磺岛舰上试验在内的各项测试均进展顺利，随后在1978年正式下令启动批量生产。

生产装备

第一架生产型CH-53E于1980年12月试飞，并于1981年6月交付给海军陆战队中队HMH-464。海军陆战队后续的交付工作继续进行，海军中队HM-12于1982年11月接收了第一架海军CH-53E，用于垂直舰上运输（VOD）行动。第一架海军生产型CH-53E改装为MH-53E配置后，MH版从1986年开始成为海军主要的扫雷直升机。1994财年，美国海军订购了170架CH-53直升机。

截至2014年，共生产326架。美国军方订购的CH-53E/MH-53E总数为219架，出口日本11架。截至2019年，美国海军陆战队共有10个CH-53E中队，美国海军则配属7个CH-53E中队。

基本设计

整体结构

CH-53E的设计结合了公司资助的S-64B三引擎超级空中起重机（Super Skycrane）和RH-53D直升机。CH-53E直升机采用3发、单旋翼、带尾桨布局，尾桨装在尾斜梁左侧，装置可收放的前三点式起落架。机身采用水密半硬壳式结构，两侧装有短翼，翼梢装有浮筒。机身能承受垂直方向的20000千牛和横向10000千牛的坠毁力。尾斜梁采用液压动力向左折叠。CH-53E直升机的主承力结构由轻合金、钢和钛合金制成。驾驶舱部分采用玻璃纤维/环氧树脂等复合材料。驾驶舱内可容纳3名空勤人员，驾驶舱显示器包括四个由CMC Electronics（前加拿大马可尼公司）提供的152mm × 152mm（6英寸²）彩色显示器，型号为CM A-2082，以及一个Elbit ANVIS 7 NVG/HUD抬头显示器。驾驶舱与AN/AVS-6夜视护目镜兼容。

机舱内沿两侧设有折叠帆布座椅，正常配置下可容纳37名乘客，但增加一排中间座椅后，总共可容纳55名士兵。机舱配备液压操纵的后部坡道，用于装卸货物。机舱内最多可容纳七个标准尺寸为1.02米×1.22米（40英寸×48英寸）的货盘，直升机最大内部载重为14,515千克。

旋翼系统

CH-53E直升机可以降落到两栖攻击舰上并折叠起旋翼。主旋翼采用全接式7桨叶旋翼，桨叶扭转角为14°，每片桨叶有钛合金大梁，采用蜂窝芯和玻璃纤维ep 复合材料蒙皮，桨毂由钛合金和钢制成。旋翼桨叶采用液压动力折叠。铝合金4桨叶尾桨安装在向左倾斜20°的尾斜梁上。主减速器安装在座舱上方的整流罩内，起飞额定功率为10067千瓦，采用旋翼刹车装置。尾翼采用海鸥翼式水平安定面，高置于尾斜梁右侧，有撑杆支撑。水平安定面和尾斜梁采用凯夫拉复合材料制成。

动力系统

CH-53E直升机采用3台通用电气的T64-GE-416涡轮轴发动机，单台发动机推力4380马力，当工作10分钟时其单台功率为3266千瓦、工作30分钟时为3090千瓦，单台最大连续额定功率为2756千瓦。主变速器整流罩和发动机整流罩广泛采用凯芙拉材料。在两个翼梢浮筒前部各有一个自封软油箱，容量为1192升，还有一个附加双室油箱，容量为1465升，还可选装吊挂在短翼梢浮筒外侧的可抛副油箱。CH-53E总的标准机内燃油量为3849升。机上装备有可伸缩的空中加油探管，此外还能悬停在舰船上方用吊起的软管由舰船为其加油。

传动系统

传动系统由两个机头齿轮箱、一个主齿轮箱、一个附件齿轮箱、一个中间齿轮箱和一个尾桨齿轮箱组成。自由轮装置可以在自转期间断开发动机，也可以在单发动机或双发动机操作时断开一台或两台发动机，又或者可以在任何时候当发动机转速低于旋翼转速时断开发动机。

主变速箱

13,140 马力的主变速箱连接三个发动机输入，为主旋翼、尾桨和附件变速箱提供输出动力。主变速箱锥齿轮和两级行星减速器将主旋翼的转速降低至179转/每分钟（100% Nr），将尾传动轴的转速降低至4,271转/每分钟。主变速箱还驱动主变速箱附件部分，减少2号发动机输入并驱动主变速箱油冷却器、主变速箱油泵、2号发电机、主旋翼测速发电机、一级液压泵和当辅助变速箱 (6,144转/每分钟) 不由辅助动力装置 (APP) 驱动时。主旋翼轴向前倾斜 5 度，以便在巡航速度下保持机身水平。

机头变速箱

1号和3号发动机前方的前变速箱包含高速锥齿轮，可将发动机转速从14,280转/每分钟降低至6,323转/每分钟，以输入主变速箱。2号发动机输入直接进入主变速箱附件部分。

附件变速箱

附件变速箱驱动1号、3号发电机、二级伺服液压泵、发动机启动液压泵、液压系统泵、附件变速箱油泵。 APP通过离合器和轴连接到附件变速箱。 APP将驱动附件变速箱，直到主变速箱转速超过APP转速。

中间变速箱

中间变速箱改变驱动角度，并将转速从4,271转/每分钟降低至2,628转/每分钟。

尾桨变速箱

尾桨变速箱以直角提供动力传输，并将尾桨的转速从2,628转/每分钟降低至699转/每分钟。

航电系统

CH-53E直升机采用先进通信、导航和任务设备，配备了罗克韦尔·柯林斯GPS 3A全球定位系统和诺斯罗普·格鲁曼（Teledyne Ryan）的AN/APN-217多普勒雷达，以及配备了一套洛克韦尔·柯林斯AN/ARC-210安全战术无线电通信系统。此外，CH-53E直升机还配备了ATK AN/AAR-47导弹警告系统和箔条弹及红外干扰弹发射器。其中，ATK AN/AAR-47导弹警告系统传感器可探测多种采用不同制导方式的地空或空空导弹，例如激光制导导弹和红外制导导弹。在发现导弹来袭后，系统会自动启动反制措施，并向飞行员显示导弹来袭方向。

CH-53E直升机配备了汉普顿·桑德斯特兰自动飞行控制系统（AFCS），包括两台数字飞行控制计算机、四轴自动驾驶仪、姿态和航向参考系统（AHRS）。AHRS已被BAE Systems的新系统所取代。

CH-53E直升机夜视系统（HNVS）包括洛克希德·马丁公司的飞行员夜视系统（PNVS）、霍尼韦尔的综合头盔和显示瞄准系统（IHADSS）以及雷神系统公司（前休斯飞机公司）的前视红外系统，即AN/AAQ-16B FLIR。该系统允许在夜间和恶劣天气条件下进行低空飞行。

升降系统

由Skyhook Technologies开发的外部载荷升降系统使直升机能够携带独立的吊挂载荷，这些载荷可以同时携带并分别运送到不同的投放地点，最大外部有效载荷为16,330千克。

机载武器

CH-53E直升机最初仅装备了两挺安装在直升机侧面窗户上的0.50口径机枪。这些机枪只能覆盖前方和大部分侧面，使得后方暴露在外。随后美国海军陆战队开发并评估了坡道安装武器系统（RMWS）。M3M RMWS是一种法布里克·纳蒂奥纳尔·赫尔斯塔尔公司制造的GAU-21 0.50口径低后坐力机枪，软装在坡道上，可以在不到两分钟的时间内拆卸和安装。M3M的射速为每分钟1100发。截至2011年1月，美国海军直升机已经装备了三挺GAU-21或XM-218 0.50口径机枪。到2016年10月，CH-53E直升机左、右两个舱门配备的是12.7毫米M3重机枪，以及尾部舱门也配备了M3重机枪，有时会换装M134转管速射机枪。

主要参数

服役情况

第一架生产型CH-53E于1981年6月交付给海军陆战队中队HMH-464。海军中队HM-12于1982年11月接收了第一架海军CH-53E，用于垂直舰上运输（VOD）行动。CH-53E直升机在美国海军陆战队可执行两栖突击任务，运送55名武装士兵（按高密度装载方案配置时）、运输重型装备和弹药、回收损坏的飞机。第一架海军生产型CH-53E改装为MH-53E配置后，MH版从1986年开始成为海军主要的扫雷直升机。它具备提升能力（包括回收所有海军陆战队和大部分海军航母战术飞机，以及它自身），能在合理速度下运输重型内部载荷进行远程运输，并长时间拖拽扫雷装备。

1999年美军进行的机体寿命评估显示，在役的CH-53E机队平均有6120飞行小时的剩余寿命，CH-53E将在2011年前后开始进入批量停飞阶段，大约每年有15架退役。截至2006年7月31日，美国海军陆战队的CH-53E“超种马”重型直升机平均服务时间已经超过15年，飞行时间超过了3000小时。美国海军航空系统司令部CH-53重型运输直升机（PMA 261）项目主管Croisetiere指出，美国海军陆战队的飞机库存已经出现了问题，配备的148架西科斯基飞机公司制造的CH-53E“超级种马”直升机，在阿富汗、伊拉克以及非洲之角过多地执行了作战装备运输、前线部队运送、战术飞机机组人员救援等任务。过于频繁的使用已经对这些于1981年部署的装备造成了损害。2004财年的数据指出，这些飞机在全球反恐行动中平均每月的飞行时间为32.5小时。CH-53E的使用寿命已经存在问题，必须替换尾部的一个主要结构部件以解决飞机疲劳问题。

2006年6月29日，首架美国海军陆战队退役后的CH-53E"超种马"重型直升机经过翻修后重新进入服役。美海军陆战队新河航空基地第464重型直升机中队接收了该机。此前，该机与另外两架CH-53E在储存地存放了11年多；2005年8月，它们从位于戴维斯·蒙森空军基地的"航宇维修与再生中心"用C-5运输机运到了海军航空系统司令部的Cherry Point维修站进行翻修。这些旧CH-53E按照现役飞机的标准进行翻修和改进，改进工作包括：座舱和驾驶舱地板加装防弹系统，加装GAU-21机关枪，ALE/ALR-47导弹告警和曳光弹/箔条布撒器装置以及"夜视装置"兼容驾驶舱。

截至2019年，美国海军陆战队共有10个CH-53E中队（其中HMH-361、HMH-462、HMH-465、HMH-466属美国太平洋舰队；HMH-461、HMH-464属美国大西洋舰队；HMH-769和HMH-772为陆战队后备中队；以及HMT-302训练中队和HMX-1试验中队）。美国海军的CH-53E配属7个中队，分别为HM-12、HM-14、HM-15、HM-18、HM-19以及HC-4运输中队和HMT-302训练中队。

衍生型号

S-80E

S-80E是CH-53E直升机的出口型。

MH-53E

MH-53E“海龙”（Sea Dragon），是CH-53直升机的扫雷型。MH-53E的原型机在1981年12月进行了首飞，1986年开始交付。随后改进，使它适应部队的机载扫雷（AMCM）任务。这期间的改进是：加大了翼梢浮筒；比CH-53E型多装1211公升燃料；拖曳扫雷具的牵引力可达13607 公斤；改进牵引钢缆开度（Aperture）的保护装置以便控制和限制电缆牵引；用于机载扫雷绞盘的专用、独立的液压系统；一个改进的哈密尔顿标准的双数字自动飞行控制系统（DDAFCS）等。由“海龙”可拖曳牵引4种主要的反水雷系统：对付感应水雷的AQS-14拖曳声纳（现已被雷声公司的ASQ-20系统所取代）；对付触发水雷的MK103钢缆扫雷（Wire Sweep）；对付音响水雷的MK1041.2米长的噪声发生器；及对付较深水域磁性水雷的EDOMK105。后者是唯一不能被“海龙”在机内携带的一种。最初的10架MH-53E是在1986年批准采购的。MH-53E的总需要量是56架,，包括1994财年已经定购的50架。

S-80M

S-80M是MH-53E的出口型，西科斯基飞机公司在获得国务院许可后，仅通过其在日本的代表三菱国际公司，向日本防卫厅销售了11架S-80M-1直升机。1987年双方签订合同，1989年1月13日西科斯基飞机公司向日本防卫厅交付第一架S-80M-1直升机。日本海龙与美国海军MH-53E非常相似，但缺少空中加油探测器。日本海龙拥有次要运输能力，可以执行救灾任务，这是自卫队的首要任务。从2006年3月开始，日本S-80M-1直升机逐渐被12架MCH-101 Merlin直升机取代。

CH-53K

2000年，USMC宣布了CH-53X计划，以升级CH-53E并将其使用寿命延长至2025年。升级将包括新发动机，显着增加的有效载荷能力，全复合材料转子，弹性转子头和带有电传操纵装置的玻璃驾驶舱。2004年3月，USMC替代品分析 (AoA) 确定，新建机身将是一种更具成本效益的解决方案。西科斯基获得了新直升机的初始系统开发和演示 (SDD) 合同，该直升机被指定为CH-53K重型旋翼飞机 (HLR)，2006年12月，GE38-1B发动机被选为该CH-53K的动力。CH-53K 由三台 GE38-1B 7,500 shp (5,600 kw) 涡轮轴发动机提供动力。飞行控制系统是电传操纵系统。主变速箱采用分流扭矩设计，可以更均匀地分配发动机动力。七叶弹性折叠主旋翼采用减少维护设计。四叶无轴承尾桨的设计类似于西科斯基H-60系列直升机。第四代全复合材料主旋翼桨叶具有先进的翼型截面和反角尖端，可增强升力。混合复合材料座舱结构比铝制结构重量更轻，振动水平更低。

实战应用

2019年1月，据美国海军陆战队发布的照片显示，美国海军陆战队使用一架CH-53E超级种马重型运输直升机，吊运一辆重型战术运输卡车。该卡车重量为7吨，而CH-53E的最大吊运重量达到15吨。

美国海军陆战队在菲律宾海的一次直升机支援演习中，美海军陆战队第31远征队后勤作战分队与相关部门合作，利用CH-53E“超级种马”直升机携带“联合轻型战车”，从数千米外的冲绳县岛屿的训练区海滩，远程投送到位于菲律宾海的米格尔·基思号机动登陆平台舰远征基地舰上，完成升降任务并将“联合轻型战车”重新运回海滩。此次测试也是对“远征前进基地作战”概念的尝试。