即將登基的種馬王-西科斯基CH-53K重型直升機
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作者：Armstrong
自50年前西科斯基飛機公司的CH-53「種馬」進入美國海軍陸戰隊服役以來，這種重型直升機已經經歷過三代發展，其最新型號是CH-53K「種馬王」
製造商西科斯基飛機公司把「種馬王」描述成「世界上首屈一指的重型直升機」，代表著美國海軍陸戰隊重型空中突擊能力的未來，將成為該軍種實施遠征任務的主力運輸直升機。
雖然CH-53K的外表上與其前輩很相似，但吸取了CH-53A/D/E在半個世紀的操作中積累的經驗教訓後，「種馬王」已經成為一種全新的直升機。該機採用大量先進技術，提高了可靠性、降低了維護要求、加強了生存能力。
美國海軍陸戰隊之所以選擇全新的CH-53K而不是升級老CH-53E，是因為美國海軍期待著能獲得這樣一種直升機：「能提高艦隊的運輸能力和運輸速度，並使用經驗證的成熟技術」。一旦「種馬王」按計劃在2019年服役後，該機將能向「鱷魚海軍」(陸戰隊兩棲登陸艦艦隊的別稱)提供三倍於CH-53E的基準運輸能力，同時需要的艦上後勤支持規模與CH-53E持平，但運營成本更低，每飛行小時的直接維修工時也更少。
在美國海軍計劃購買200架CH-53K之後，德國也對「種馬王」產生興趣，考慮把該機作為其老舊CH-53G的後續機。日本也是另一個潛在客戶。
開始試飛
西科斯基飛機公司在2015年11月成為洛克希德·馬丁公司的一家子公司，在此之前的2015年10月27日，YCH-53K
EDM-1原型機在佛羅里達州西棕櫚灘研發飛行中心進行了首飛。這架工程發展型-1(EDM-1)持續55分鐘的首飛標誌著「種馬王」為期3年預計2000小時飛行、涉及4架測試樣機的試飛項目的正式啟動。到2016年1月上旬，EDM-1已經完成了7次試飛，其中一次持續1.5小時的「長航時」試飛是陸戰隊飛行員的首次飛行，這名飛行員評價「種馬王」飛行了相當穩定、可預測、發動機動力充沛，總體感覺該機駕駛起來仍是正宗CH-53。
為了取代CH-53E，CH-53K的有效運輸載荷增加到13.5噸，可以裝兩輛裝甲防護高機動多用途輪式車輛(HMMWV)或一輛裝甲車，也可以是三個4082千克的補給載荷，然後分別運輸到間隔204公里的三個著陸區。
2014年於5月5日，西科斯基為第一架YCH-53K在西棕櫚灘工廠舉行了下線儀式，當時的海軍陸戰隊司令詹姆斯·阿莫斯上將在儀式上宣布這種新的重型運輸直升機的綽號是「種馬王」。該機原計劃在2014年夏天首飛，但是在地面測試中發現變速箱出現一條裂紋，首飛被迫推遲。2015年8月，地面測試樣機(GTV)開始對重新設計後的變速箱進行的合格測試，在首飛前對新變速箱進行了超過200小時的測試。
所有四架原型機都將在2016年年中前投入試飛，每架直升機都將在試飛項目中飛500小時左右。初始試飛在西棕櫚灘進行，隨後轉到馬里蘭州的帕塔克森特河海軍航空站，由綜合測試隊(ITT)接手實施多數研發試飛。該機的作戰評估(OPEVAL)計劃在2017年年初開始，海軍陸戰隊航空兵副司令表示「種馬王」項目正按計劃進行，有望在2019年達成初始作戰能力(IOC)。但美國政府問責局(GAO)的一份報告顯示CH-53K的研製成本已增加了44%，單機成本自項目啟動後已上漲13%。
2014年於5月5日，西科斯基為第一架YCH-53K在西棕櫚灘工廠舉行了下線儀式
重型直升機替換項目
CH-53K重型直升機替換項目(HLR)的歷史可以追溯到2000年年底，當時美國海軍陸戰隊宣布計劃升級其CH-53E機隊。1981年，CH-53E「超級種馬」取代了第一代雙發的CH-53A/D「海種馬」。
而「海種馬」的歷史又可以追溯到上世紀60年代。1962年8月，美國海軍選擇西科斯基公司為海軍陸戰隊研製一種全新的重型直升機。1964年10月10日，第一架YCH-53A首飛，1966年生產型開始交付艦隊。在轉產CH-53D時，西科斯基已經製造了139架A型。D型的交付從1969年3月一直持續到1972年1月，總產量126架。
1964年10月10日，第一架YCH-53A首飛
1973年，西科斯基公司應海軍陸戰隊的要求開始研製三發的CH-53E，第一架原型機在1974年3月升空，生產型在1981年6月開始交付艦隊。到2003年11月24日，海軍陸戰隊共接收了172架CH-53E。「超級種馬」自問世以來就一直飽受性能下降、疲勞、協同作戰、可維護性，以及其他操作問題的困擾。CH-53E每小時運行成本達17500美元，每飛行小時需要44.1維護工時。
雖然美國海軍要求CH-53E繼續服役到至少2030年，但「超級種馬」自2011-12年起就以每年15架的速度達到其6150小時的設計服役壽命。「超級種馬」機隊的減員導致美國海軍航空系統司令部(NAVAIR)在2005年8月-2008年7月間從亞利桑那州戴維斯-蒙森空軍基地的第309航空維護與再生大隊(AMARG)重新啟用了8架退役CH-53E。2005年8月-2008年7月期間，這批飛機在北卡羅來納州的櫻桃角海軍陸戰隊航空站東南艦隊戰備中心被升級到最新標準，在2006年6月-2010年5月間進入海軍陸戰隊重新服役。
「超級種馬」機隊的減員導致美國海軍航空系統司令部(NAVAIR)在2005年8月-2008年7月間從亞利桑那州戴維斯-蒙森空軍基地的第309航空維護與再生大隊(AMARG)重新啟用了8架退役CH-53E
雖然獲得了8架補充，但到2014年10月，「超級種馬」機隊的規模還是減少到了150架，導致每個中隊的主要任務飛機數量(PMAI)從16架縮減到13架。按照193架的需求量計算，陸戰隊有43架重型直升機的缺口。通過更換820號站過渡隔框，CH-53E的服役壽命能延長到10000小時，這項延壽有望在2020財年(FY)完成。
在一開始，重型直升機替換項目計劃把165架「超級種馬」中的111架通過再製造和延壽(SLEP)升級成CH-53X。單機升級費用2100萬美元，CH-53X將能服役到2025年。海軍陸戰隊希望能在2004年授予研發合同，2011財年進入全速率生產階段。
此外，陸戰隊還考慮過參加美國陸軍的聯合重型直升機(JHL)項目，當時陸軍也在尋找CH-47的後繼機。但聯合重型直升機的規格大大超過了陸戰隊的需求，而且也不能在2025年前服役，由於體形太大，該機無法從陸戰隊現有的和計劃中的兩棲攻擊艦上起降。
海軍陸戰隊隨後頒布了一個作戰需求文件(ORD)研究，對七種現有直升機平台和四種CH-53E改型方案進行替代性分析(AOA)。他們得出結論：只有CH-53改型才能滿足ORD在性能和生存能力、操作和支持成本、服役日期等方面的要求。
只有CH-53改型才能滿足ORD在性能和生存能力、操作和支持成本、服役日期等方面的要求
這個AOA分析在2003年9月完成，明確了製造新CH-53比升級現有CH-53E更符合成本效益。雖然西科斯基的工程師們最初估計CH-53X的再製造費用僅是全新直升機成本的五分之一左右，但以海軍陸戰隊UH-1和美國陸軍CH-47的再製造項目的經驗看，升級成本幾乎等同於製造一架新機。事實上，由於成本相差僅1%，海軍陸戰隊在2005年4月決定製造全新的UH-1Y而不再對現役UH-1N進行再製造。此外，再製造項目在進行期間會進一步降低機隊數量，影響部隊執行任務。
於是，美國海軍陸戰隊做出了研製全新直升機的決定，要求該機在滿足航程和載荷要求的同時滿足服役日期、備件、支持成本和風險等方面的條件。2003年12月，聯合需求監督委員會(JROC)批准了該ORD。第二年3月，美國海軍陸戰隊宣布計劃購買154架全新的HLR直升機。2004年12月23日，美國海軍航空系統司令部授予西科斯基飛機公司一份3400萬美元的HLR直升機降低風險合同。2005年8月，該公司又收到了一份價值4330萬美元的額外合同，進行需求定義、工程權衡研究和降低風險研究。
研製和生產
2004年12月，西科斯基公司被授予CH-53X HLR項目獨家合同，開始了相關的研究、開發、測試和評估(RDT&E)工作。
2005年12月22日，美國國防採辦委員會(DAB)批准了這項採辦項目基線(APB)，HLR項目得以進入系統開發和演示(SDD)階段。2006年1月3日，海軍航空系統司令部授予西科斯基一份840萬美元的成本加固定費用合同，這份過渡SDD合同使承包商繼續推進降低風險和選擇子系統的研究。2006年1月5日，海軍航空系統司令部宣布新型重型運輸直升機的任務設計系列(MDS)編號是CH-53K。
2006年4月5日，西科斯基獲得了一份價值29億美元的全面SDD合同。當時，西科斯基預計新機的系統集成和RDT&E工作能在2015年結束，研製總成本估計為44億美元。
2006年12月，西科斯基公司宣布為CH-53K選擇了通用電氣公司的GE38-1B渦軸發動機。這種發動機派生自CFE738商用渦扇發動機和T407渦槳發動機，後者是為已被取消的洛克希德P-7A海上巡邏機研製的。GE38-1B的五級軸流式壓氣機與一個單級離心式壓氣機相耦合，此外還具有一個環形燃燒室、兩級燃氣渦輪和三級動力渦輪，並配備了具有先進健康監測功能的雙通道全權數字電子控制(FADEC)系統。這種發動機隨後獲得了T408-GE-400的軍用編號。
2007年5月9日，西科斯基公司宣布選中四個分包商來設計和製造CH-53K的主要機身部分：
勢必銳航空系統：駕駛艙、貨艙和尾梁。
Exelis公司：尾槳塔座，水平尾翼和機身兩側浮筒。
極光飛行科學公司：主旋翼塔，發動機艙。
GKN航空航天公司：後過渡段，包括裝貨坡道和尾艙門。
2007年5月9日，西科斯基公司宣布選中四個分包商來設計和製造CH-53K的主要機身部分
CH-53K分別在2008年9月和2010年7月通過了初步設計評審(PDR)和關鍵設計評審(CDR)，按計劃，西科斯基將製造五架SDD機體(其中包括一架地面測試機(GTV))和四架飛行工程發展型(EDM)直升機(兼做靜力和疲勞測試機)。
2011年8月，西科斯基修改了SDD時間表，CH-53K的首飛從2011年被推遲到2013年，形成初始作戰能力(IOC)也從2015年被推遲到2018年，這兩個日期後來又進一步被推遲到2014年和2019年。
2012年12月14日，完成組裝的地面測試機被運抵西棕櫚灘。2013年12月，研發測試正式開始。2014年1月24日，地面測試機首次啟動發動機，4月17日，安裝了葉片的旋翼頭首次旋轉起來。
CH-53K的首個機身
2014年1月24日，地面測試機首次啟動發動機，4月17日，安裝了葉片的旋翼頭首次旋轉起來
CH-53K的旋翼頭
作為2011年3月海軍陸戰隊部隊軍力審查的結果，HLR數量需求增加了44架，使CH-53K計劃採購量增加到200架。「種馬王」將在2019年6月達成初始作戰能力，屆時將有四架直升機和戰備機組將宣布「已做好部署準備」。
預計CH-53K將在2019年5月進入全速率生產(FRP)，剩餘174架直升機將從2021財年持續生產到2028財年。單機成本預計8170萬美元，項目總採購成本為295億美元。
「種馬王」的設計特點
CH-53E的最大起飛重量是33566千克，CH-53K增加到了39916千克。該機的貨艙也比E型加寬0.36米，可以容納下標準463L系列貨盤。雖然貨艙座椅數量從CH-53E的50個減少到30個，但都是新型耐墜座椅。貨艙的軌道鎖定系統和改進型貨鉤系統可有效輔助移動貨盤。
CH-53E的最大起飛重量是33566千克，CH-53K增加到了39916千克
除了內置外，CH-53K還具有很好的外部弔掛能力，圖為該機的三掛鉤弔掛系統示意圖
「種馬王」通過採用大面積風擋和側窗來改善飛行員的視野，機身兩側的大型外部浮筒提高直升機內部載油量，無需外掛副油箱。雖然這些複合材料浮筒的尺寸還比不過美國海軍MH-53E「海龍」的，但仍比CH-53E的浮筒大得多。每個浮筒內部有兩個自密封油箱，共裝8706升燃油，也就是7031千克。
機身兩側的大型外部浮筒提高直升機內部載油量，無需外掛副油箱
CH-53K的作戰半徑是CH-53E的兩倍，該機具有很強的高溫高原性能，可以在33.1度氣溫、海拔高度914米的條件下裝載12247千克貨物飛行204公里。
單台T408發動機能輸出約7332軸馬力(5467kW)功率，比CH-53E公司的T64渦軸發動機增加了57%，油耗卻降低了約18%。「種馬王」的旋翼系統大量採用了先進技術，如新型扭矩分流式減速器、彈性旋翼頭、具有先進翼型和後掠葉尖的高效率複合材料旋翼葉片。雖然旋翼和尾槳的直徑和CH-53E相同，仍是24.08米和6.1米，但葉片都變寬了，使旋翼葉片和尾槳葉片的面積分別增加了了12%和15%。「種馬王」主旋翼轂的設計基於西科斯基S-92商用直升機，由彈性元件和金屬層構成，其中具有用於控制葉片揮舞、擺振和變距運動的故障安全軸承，無需潤滑。新旋翼葉片的扭轉、錐度和葉尖形狀也為提高懸停和前飛性能進行了優化。扭矩分流式減速器是RAH-66「科曼奇」的遺產，具有三個輸入模塊，每個模塊動由一台發動機驅動，然後扭矩通過四個驅動軸分流後再輸出給主旋翼驅動齒輪。
RAH-66的扭矩分流式減速器，當然只有兩個輸入模塊
單台T408發動機能輸出約7332軸馬力(5467kW)功率，比CH-53E公司的T64渦軸發動機增加了57%，油耗卻降低了約18%
雖然旋翼和尾槳的直徑和CH-53E相同，仍是24.08米和6.1米，但葉片都變寬了，使旋翼葉片和尾槳葉片的面積分別增加了了12%和15%
新旋翼葉片的扭轉、錐度和葉尖形狀也為提高懸停和前飛性能進行了優化
CH-53K採用三餘度電傳飛控系統，以及具有聯合交互操作功能的「玻璃」座艙。這兩套系統都是羅克韋爾·柯林斯公司研製的，基於美國陸軍MH-60M「黑鷹」的通用航電架構系統(CAAS)。「玻璃」座艙為CH-53K提供了具有五台液晶顯示器的電子飛行儀錶系統(EFIS)。此外該機還集成了一套健康和使用狀況監測系統(HUMS)。
與CH-53E最初被設計為在低烈度環境下作戰不同，CH-53K則要面對更為激烈的作戰環境，所以配備了複雜的自衛對抗系統和武器，其中包括GAU-21
12.7毫米機槍和防彈裝甲。
CH-53K採用三餘度電傳飛控系統，以及具有聯合交互操作功能的「玻璃」座艙
裝備計劃
就目前計劃來看，「種馬王」將裝備8個一線陸戰隊重型直升機(HMH)中隊、兩個後備中隊和一個陸戰隊重型直升機訓練(HMH)艦隊預備中隊(FRS)。每個一線中隊將裝備16架CH-53K，後備中隊將裝備8架，艦隊預備中隊將裝備17架。首先裝備「種馬王」的將是北卡羅萊納州新河海軍陸戰隊航空站的第29陸戰隊航空兵大隊的HMH-366中隊。
HMH-366中隊目前駐紮在櫻桃角海軍陸戰隊航空站，將在2016財年初遷至新河。該中隊將從2019財年開始換裝CH-53K，並一直持續到2020財年。
總之，即將登基的「種馬王」必將能在航程和載荷性能、貨物裝卸、周轉時間和生存能力上更進一步。大量先進技術將能使「種馬王」的生命周期成本大幅降低，同時提高可靠性，可維護性和協同作戰性能。
大量先進技術將能使「種馬王」的生命周期成本大幅降低，同時提高可靠性，可維護性和協同作戰性能
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