R-4直升機

R-4直升機是世界上第一種投入批生產，進入部隊服役，參加了第 二次世界大戰的直升機。1941年，VS-300直升機被製造出來。1942年，推出了VS-300直升機的改進機型VS-316直升機，這個型號在研製過程中進行了改進。過後，VS-316直升機進行了飛行表演活動，在公眾面前進行了亮相，這就是軍隊編號為R-4的直升機。

該機在直升機發展史上具有極其重要的地位和影響，但是其生產和服役時間較短。它的問世讓人們相信直升機也具有實用性，使得直升機的發展成為可能，讓人們意識到直升機套用也具有現實意義。

基本介紹

• 中文名稱：R-4直升機
• 國家：美國
• 研製單位：美國西科斯基飛機公司
• 首飛時間：1942年
• 別稱：VS-316、XR-4
• 綽號：食蚜蠅

研製過程

R-4是美國西科斯基飛機公司生產的直升機，它在直升機歷史上是數一數二的，因為它是世界上第一架批量生產的直升機，是第一架實用性的直升機。

在VS-300直升機試飛成功後一個星期，即1940年5月28日，艾戈爾·西科斯基來到美國俄亥俄州萊特機場的裝備部，向他們介紹了VS-300直升機的研製情況，並放映了該機試飛的電影畫面。同年7月19日，美國陸軍部花了3000美元從西科斯基公司購買了VS-311直升機(VS-300的改進型）的工程數據。8月14日，西科斯基向裝備部提交了由該部撥款5萬美元製造一架VS-316直升機的建議。VS-316直升機是根據美國陸軍航空兵提出的技術要求，在VS-300和VS-311直升機基礎上作了改進，起飛重量超過1000公斤的雙座輕型軍用直升機。

美國陸軍航空兵對直升機的興趣由來己久。早在1921年，他們就曾與移居美國的俄國科學家德保泰扎特簽訂過為美國陸軍航空兵研製直升機的契約。由於德保泰扎特研製的直升機不實用，3年後美國陸軍航空兵停止了這項研製契約。

由於VS-300直升機的試飛成功和西科斯基提交的研製VS-316直升機的建議，使美國陸軍航空兵看到了裝備直升機這一夢想即將成為現實。因此，他們又是提設計要求，又是從政府部門尋求財政撥款。陸軍航空兵的努力終於得到了回報，軍方有關部門發出通知，要求政府的所有部門對西科斯基的直升機研製計畫給予積極關注，還要求政府有關部門批准陸軍航空兵的直升機採購計畫。

1940年12月，美國政府各部門的代表在華盛頓的一次重要會議上，審查並接受了西科斯基關於研製一架偵察/訓練直升機的建議，與會代表建議陸軍航空兵與西科斯基簽訂製造一架VS-316直升機的契約，並由陸軍航空兵從多爾西基金（該基金是美國國會議員弗蘭克多爾西提議建立的自轉旋翼機研究基金，後經美國國會討論擴大到可用於直升機的研製和採購）中撥款5萬美元用於VS-316直升機的研製。

在西科斯基研製VS-300直升機時，西科斯基公司的母公司聯合飛機公司就曾提供6萬美元支持其研製工作。而對於要研製的VS-316直升機而言，其重量和尺寸是VS-300的2倍，僅僅依靠從多爾西基金會撥來的5萬美元的研製經費顯然不夠，於是西科斯基又說服聯合飛機公司再提供5萬美元。這樣，VS-316的研製經費就達到了10萬美元。

1941年4月16日，在西科斯基初步完成VS-316直升機的設計後，美國陸軍航空兵的代表對其進行了審查，並提出若干改進建議。並賦予VS-316原型機的軍用編號為XR-4,計畫在當年8月試飛。與此同時，西科斯基對VS-300的試飛和改進也在進行中。到1941年底，VS-300己經歷了4次較大的結構改進，由最初的單旋翼帶反扭矩尾槳結構，到第二次主旋翼帶3副尾槳（2副水平平面內旋轉的周期控制尾槳和一副垂直平面內旋轉的反扭矩尾槳）結構，到第3次主旋翼帶2副尾槳（水平平面內和垂直平面內旋轉的周期控制和反扭矩尾槳）結構，到第4次，也是最終的單旋翼帶反扭矩尾槳結構。

XR-4直升機的總體布局、旋翼、尾槳的結構，也隨著VS-300的結構改變而進行了多次更改，故而延遲了試飛時間。XR-4最終採用了VS-300最後選用的結構型式。他們採用的這種單旋翼帶反扭矩尾槳結構從此成為直升機採用最多的結構型式。

XR-4的研製於1941年底完成。1942年1月14日在美國康乃狄克州的斯特拉福特進行了首次試飛。這一天的試飛共進行了6次，最長的一次飛行時間超過了7分鐘。幾天之後，即4月20日，XR-4在斯特拉福特西科斯基工廠附近的試飛中，成功地完成了後飛、垂直爬升到150米高度、在30米高度進行懸停等科目，還在1525米的高度飛出了每小時130公里的速度。

在XR-4直升機完成初步試飛驗證之後，美國陸軍航空兵希望XR-4能進行一次長途飛行，以便對其進行服役前的評估。他們讓XR-4從康乃狄克州的斯特拉福特飛到俄亥俄州的萊特機場，這段距離為1225公里。

1942年5月XR-4完成了這一長途驗證飛行，飛行時間長達16小時10分鐘，在飛行中沒有出現任何重大問題。該機在中途著陸16次，以便進行檢查和加油。

從1942年5月30日到1943年1月4日，XR-4在萊特機場又進行了一系列的驗證飛行，創造了6項非正式紀錄，如每小時129公里的速度、載2名駕駛員達到2800米高度、載1名駕駛員達到3650米高度、航程180公里、起飛總重1090公斤和每秒鐘3.9米的爬升速度等。

1943年1月，XR-4飛回斯特拉福特。西科斯基又對其做了進一步的改進：安裝了功率為147千瓦的華納(Warner)R-550-1星型發動機，將旋翼直徑從10.97米增加到11.58米，燃油箱容量從95升增加到114升，設計總重量從1090公斤增加到1150公斤。美國軍方將XR-4的這一改進型編號為YR-4A。至此，XR-4的試飛基本上完成。

結構設計和布局

R-4直升機採用單旋翼帶尾槳布局，尾槳在尾斜梁左側，旋翼和尾槳均為3片槳葉。後三點式起落架，也可利用起落架的機身外構架安裝低壓浮筒式軟起落架，以便在水面起降。駕駛艙並排設定有駕駛員/觀察員座椅，發動機位於駕駛艙後部。

R-4和現代直升機總體布局的最大區別在於主起落架和其支撐結構不是在機身下部，而是在機身兩側。R-4的機身採用鋼管焊接結構。駕駛艙用有機玻璃封閉，使駕駛員具有良好的視野。發動機艙採用金屬蒙皮，尾梁和槳葉後段採用帆布蒙皮，尾斜梁沒有蒙皮，全鉸接式旋翼，使槳葉的揮舞、擺振和變距運動有較大的自由度。

為滿足反潛要求，R-4可安裝深水炸彈掛架，能攜帶3枚重45.4公斤或1枚147公斤重的深水炸彈。當執行救援任務時，可在駕駛艙外利用起落架支撐結構安排一副擔架。此外，R-4還設計有雙操縱機構。

生產情況

1943年下半年，西科斯基公司開始向美國陸軍航空兵交付R-4直升機。第一批交付的3架是YR-4A，其中2架給英國。第2批交付的27架是YR-4B，其中5架給英國、3架交付美國海軍、3架給美國海岸警衛隊。在這27架YR-4B中有3架裝有深水炸彈掛架(可攜帶3枚重45.4公斤或1枚147公斤重的深水炸彈)1944年3月24日，美國軍方訂購了100架R-4B，其中38架給美國陸軍航空兵，17架給美國海軍和海岸警衛隊，44架給英國，1架給加拿大。

1945年初，陸軍航空兵再次訂購了100架新的改型，即R-4D，美國海軍也要求訂購100架R-4D。這200架R-4D的契約價格為1957.6萬美元。由於日本在1945年8月14日宣布無條件投降，第二次世界大戰結束，所以美國陸軍航空兵和海軍取消了R-4D的契約，西科斯基公司僅為美國海軍生產了2架R-4D。

在大約兩年的時間裡，西科斯基公司共生產了133架R-4直升機。

套用情況

美國陸軍航空兵

美國陸軍航空兵有1架YR-4A、16架YR-4B和38架R-4B。YR-4A曾飛到新澤西州為陸軍通信兵進行表演，後來又到華盛頓特區參加航空郵政慶祝活動，當時的美國總統羅斯福觀看過YR-4A的表演。在16架YR-4B直升機中，美國陸軍航空兵給西科斯基公司送回了3架用於進行研究改進；1架送到維吉尼亞州的蘭利研究中心，由美國國家航空航天諮詢委員會(NACA)用於風洞試驗；6架送到萊特機場，在阿拉斯加地區進行寒冷氣候試驗；另有5架被空運到第二次世界大戰時的中國一緬甸一印度戰區，用於作戰評估和參加救援行動。

1944年5月29日，由C-46把5架YR-4B直升機空運到印度，其中有3架出事故損壞，剩下的2架在不到半年的時間內完成了18次救護飛行。其中有一次在喜馬拉雅山地區成功地救出了3名英國士兵。

美國海軍航空兵的38架R-4B直升機主要用於飛行訓練。

美國海軍

美國海軍對直升機不十分感興趣。到1943年，美國海軍已經明顯感到在直升機這個問題上正承受來自各個方面的巨大壓力，以杜魯門為首的國會議員們嚴厲批評海軍看不到直升機的重要性以及給海軍帶來的好處。

1943年5月18日，來自美國航空局、美國海岸警衛隊、英國海軍部、英國空軍的代表，組成直升機反潛評估聯合委員會，對直升機反潛進行了評估，並對海軍反潛直升機的研製提出了建議。

可能是國會議員們的批評和直升機反潛評估聯合委員會的建議起了作用，美國海軍開始著手對大型反潛直升機的研製，並在1944年與P-V工程公司(皮阿賽基直升機公司的前身)和麥克唐納飛機公司分別簽訂了研製2架XHRP-1和1架XHJD直升機原型機的契約。在獲得這2種直升機之前，美國海軍為了彌補失去的時間，先向陸軍航空兵要了3架YR-4B進行初步評估。這3架和後來又訂購的17架編號為HNS-1。海軍的HNS-1除4架留作訓練用外，大都轉到了海岸警衛隊。18個月後，R-4直升機在美國海軍退役。

美國海岸警衛隊

1941年11月1日，美國海岸警衛隊轉到美國海軍，由海軍領導執行戰時任務。海岸警衛隊認為垂直起降的直升機能很好地遂行艦船護航，因此對XR-4直升機很感興趣，但由於缺乏海軍的支持，到1943年只接收了3架YR-4B直升機。

1943年11月9日，海岸警衛隊把第一個直升機訓練基地設在了紐約的弗羅德·本尼特機場(1946年6月，HNS-1的訓練飛行轉到北卡羅納州的伊莉莎白城)。從1943年開始，海岸警衛隊的HNS-1就和英國的Hoverfly1(R-4直升機的英國編號)聯合在一起，在海岸警衛隊的小型武裝快艇上和民用商船上進行起飛和著陸訓練。在328次的起飛和著陸中，沒有發生過大的事故。

美國海軍和海岸警衛隊共有25架R-4直升機，至少有21架在該訓練基地。因為海岸警衛隊用R-4直升機研究海上飛行的操作程式，所以在R-4直升機上安裝了救援絞車、擔架、水面著陸浮筒等。

值得一提的是，海岸警衛隊HNS-1直升機的北極和南極之行。1946年3月，1架HNS-1直升機搭載在美國海軍“中途島”號航空母艦上，從加拿大的拉布拉多半島到北極，進行寒冷氣候試驗。1946到1947年，另一架HNS-1搭載在美國海軍“北風”號破冰船上，對美國海軍少將理察·E·伯特的南極探險提供了支持。

英國

1942年1月底，英國空軍聯隊司令里吉·布里訪問了斯特拉福特，在參觀VS-300直升機的同時，布里也看到了全新的XR-4直升機。1943年布里再次訪問斯特拉福特。不久以後，西科斯基接到來自英國國防部令人振奮的電報，詢問西科斯基能否為英國生產150架R-4直升機。英國人之所以對R-4感興趣，是因為他們看到了直升機在反潛戰方面所具有的潛力。

1942年和1943年，英國正處於第二次世界大戰中最困難的時期。被德國圍困的英國急需美國通過北大西洋航線運來的物資。龐大的船隊在經過北大西洋時，常遭到德國潛艇的攻擊，使英、美兩國蒙受巨大損失。而R-4直升機能攜帶深水炸彈從船的甲板上起飛去攻擊德國潛艇。

1943年底，英國接收了西科斯基的第一批3架YR-4A中的2架，接著又接收了第二批27架YR-4B中的5架。1944年接收了第三批100架R-4B中的44架。

英國接收的這三種型號的R-4直升機均進行了重新編號，為Hoverfly1。從1944年8月起，這些直升機分別服役於英國空軍第529中隊和第705中隊。英國的R-4直升機主要用於訓練、海上和空中救援、雷達校準。

主要技術數據

外部尺寸

旋翼直徑 11.58米

全長(旋翼轉動) 14.68米

機身長 10.08米

到尾槳頂部的高度 3.78米

旋翼槳盤面積 104.98平方米

橫向輪距 3.05米

重量及載荷

空重 916千克

總重 1150千克

最大槳盤載荷 11千克/平方米

最大功率載荷 7.8千克/千瓦

性能

海平面最大速度 131千米/小時

巡航速度 104千米/小時

爬升率 3.3米/秒

無地效懸停升限 150米

實用升限 2440米

滿載航程 110千米

最大航程 370千米

燃油量 114升

武器 可攜帶3枚45.4千克重或者1枚147千克重的深水炸彈

發動機 一台Warner R-550-1星形發動機，起飛功率147千瓦，海平面功率132千瓦

評價

美國和英國的R-4直升機在1947到1948年先後退出了現役。作為世界上第一種投入生產和進入現役的直升機，在經過漫長的60年之後，R-4直升機已逐漸被人們遺忘。現今，人們只有在少數幾家博物館才能看到它的身影(XR-4原型機保存在位於華盛頓的史密森學會的國家航空和航天博物館裡)。但是，R-4直升機在直升機發展史上所具有的重要地位和影響，卻不會因歲月流逝而減弱。