当前位置： 眼镜蛇 >> 眼镜蛇的习性 >> 交叉双旋翼直升机在战后的发展,查尔斯卡
前文中我们说到德国早期直升机采用了一种独特的交叉式双旋翼布局，二战结束后这种布局没有成为直升机设计的主流，这项技术实际上垄断在美国的卡曼公司（KamanCorporation）手中。
卡曼K-MAX直升机虽然卡曼公司在中国军迷圈知名度不大，但也是美国直升机巨头之一，公司总资产达百亿美元级别（年是亿），可谓乌龟有肉不在壳上。
该公司是查尔斯·休伦·卡曼（CharlesHuronKaman）于年创立的，此人和西科斯基一样被认为是美国二十世纪航空先驱之一，同为直升机方面的泰山北斗。
年轻时的查尔斯·卡曼查尔斯·卡曼是一名德裔，其父是建筑监理，曾参与过德国 法院等重大建筑项目。卡曼从小喜爱航空，十几岁时曾创造了全美手掷滑翔机的留空时间纪录。和当时很多航空先驱一样，他也曾立志成为一名飞行员，但因右耳失聪而作罢。
年卡曼大学毕业，获得了工程技术学位，然后进入 的汉密尔顿标准螺旋桨公司工作。在那里他遇到了伊戈尔·西科斯基，从此进入了直升机设计领域。在这个时期，卡曼发明了伺服襟翼（Servo-flaps，就是在直升机旋翼后缘加装的活动小翼，以增加旋翼的稳定性。在卡曼的直升机上这个装置的主要作用是通过操作小翼翼面改变旋翼的螺距，取代了其他直升机使用的变距系统），这是他赖以起家的 个重要专利。
年卡曼26岁时开始自立公司，以推广“一种使直升机飞行更为稳定和容易的新概念”，这个概念就是德国弗莱特纳系列直升机采用的交叉式双旋翼。德国人通过数年的设计、制造和飞行才完善了这种布局，卡曼的概念当然也不可能来自天授，毫无疑问他受到了德国人的影响，并且有现成的成果可供借鉴（当然也可以说是参考或者向经典致敬啥的）。
不过卡曼后来和移居美国的安东·弗莱特纳结识并成为了朋友，弗莱特纳更成为卡曼公司的首席设计师，也算一段“美谈”吧。
这里必须强调的是卡曼并非欺世盗名之徒，他确实是一个极富创意的 设计师。在其一生中获得了多项 ，包括 架使用涡轮轴发动机的直升机、 架使用两个涡轮轴发动机的直升机、 架电动直升机、 架遥控直升机、 架海上部署的遥控直升机、 套全复合材料旋翼、以及 种整个寿命期间没有因为设计问题造成事故和生命损失的军用直升机（H-43哈士奇（Huskie）系列）等等等等。但是交叉双旋翼所用的啮合转子（intermeshingrotors——twinintermeshing双啮合或synchro-fit同步配合）技术确实是交叉式双旋翼直升机的核心技术，也是卡曼撑起其直升机帝国的至关重要的第二个专利——虽然他并不是发明者。
卡曼靠着两个朋友投资的美元，在康涅狄格州他老妈家的车库开办了公司。他把一辆年版庞蒂亚克汽车改造成了试验台，自己用手工制造了直升机的木质旋翼。
年1月15日夜间，卡曼的 架直升机K-首飞成功，带着系留绳飞起来两米高。卡曼事后回忆道：“当时天色很暗，冰面很滑，情况不可能更糟，但我们离地6英尺，成功地在空中盘旋。”首飞的试飞员似乎就是卡曼本人。
卡曼驾驶K-试飞当年春天，K-成功完成自由飞行，高度超过50英尺，时速为每小时50—60英里。此后卡曼又制造了第二架被称为K-的直升机。
年7月，卡曼推出了K-的改进型K-，这是卡曼公司赖以起家的型号。美国空军和海军陆战队各自购买了一架，海军购买了两架进行评估，当时一架的售价是2万5千美元。年一架K-安装了一台波音公司生产的马力波音（YT50）涡轮轴发动机，成为世界 架涡轮动力直升机，后来该机被保存在美国国家航空航天博物馆。
K-和德国Fl蜂鸟在外观上颇相似Fl蜂鸟模型年，K-从卡曼厂房上方飞过这架直升机的发展型后来被美国空军授予编号YH-22，表示这是一种试验型号，但美国海军慷慨订购了29架，命名为HTK-1，用于训练任务。HTK-1有两套操纵系统，据说操纵性能非常好，但该机的尾部设计在直线飞行时会出现问题，因此尝试过多种尾翼布局，目前很难搞清这些布局出现的先后顺序。年一架安装了两台波音发动机的HTK-1试飞成功，又拿下了世界 架双涡轮轴直升机的纪录（正式型号仍使用活塞式发动机）。
卡曼HTK-1直升机卡曼利用HTK-1开展无人直升机研究，先是一架HTK-1被拆去了座舱框架（视觉效果很类似于老式的K-）。年这架漆成全黄警告色的无人直升机试飞成功并向军方做了演示，其后美国空军、海军和陆战队联合授予卡曼合同，要求改造三架无人直升机进行进一步研究。
HTK-1无人直升机曾进行过一次古怪的改装，飞机被改为电动机驱动，通过连接在地面的一根电缆提供电力，于是 架电动无人直升机的桂冠又落到卡曼头上。卡曼的无人机研究促成了60年代美国海军无人反潜直升机DASH的出现，但在竞争中因为占用空间较大输给了美国旋翼机公司（GyrodyneCompanyofAmerica）的共轴双旋翼设计而未能中标。
在HTK-1基础上进一步推出的改进型号，在卡曼公司内部被称为K-，这个项目由安东·弗莱特纳亲自操刀（弗莱特纳进入卡曼公司的时间不详，这是我个人能够确定由他负责的型号）。
与HTK-1相比，新的型号将裸露的旋翼轴用整流罩包裹起来，并且采用了双尾梁结构。K-有三块垂直尾翼，中间一块面积很大。
美国海军陆战队首先订购了81架作为观测机，命名为HOK-1。接下来海军也订购了24架更换了发动机的通用型号，命名为HUK-1。这两种型号曾在 期间使用，但范围不大。美国空军在58—59年购买了18架，用于机场消防。空军的型号被命名为H-43哈士奇，垂尾增加到四个。
卡曼HOK-1卡曼HOK-162年统一编号后，H-43更名为HH-43A；HUK-1更名为UH-43C；HOK-1被更名为OH-43D，而更老式的HTK-1也被更名为TH-43E。
美国空军对消防直升机的需求促使HH-43进一步发展，HH-43B采用马力的莱康明涡轮轴发动机驱动，与之前采用活塞式发动机的老型号区别较大。该机被设计为飞行的消防车，机上安装了泡沫喷射模块，机组人员除正副驾驶外还包括两名消防员和一名医务人员。当有坠机事故发生时，直升机可以快速赶到现场，消防员使用泡沫灭火时，悬停的直升机用下洗气流吹散火焰，此时医务人员就可以冲上去抢救飞行员。
HH-43B哈士奇越南战争中金兰湾消防演习中的哈士奇越南战争期间，HH-43系列在南越执行了通用运输、人员搜救、医疗后送等一系列任务。据一些资料称，事后统计发现这种装备数量较少的机型竟在朝鲜和越南后送了最多的伤员，执行救援任务次数超过其他所有机型的总和，并且服役中从未因设计问题发生事故。
在哈士奇系列生产的同时，卡曼参加了年美国海军对轻型舰载多用途直升机的招标，其中标产品被命名为UH-2A，其实它后来发展的反潜型更为大家熟知，那就是SH-2海妖型（Seasprite）。
执行救捞任务的UH-2C海妖这种型号是卡曼的量产型号中 一种采用正常单旋翼带尾桨布局的直升机。越南战争期间该机主要在航母作业期间执行保障任务，打捞落水的飞行员，但也曾深入战区执行搜救任务。美国陆军对这种型号也曾感兴趣，于是卡曼推出了改进的H-2战斧（Tomahawk）武装直升机，但陆军最终选择了贝尔公司的AH-1眼镜蛇。
在60到70年代间海妖也产生了多种试验机型，其中海空军联合的高速直升机项目中，一台机身右侧安装涡轮喷气发动机的YUH-2在试验中达到了每小时千米的速度。另一种有趣的型号是NUH-2C，这种直升机安装了麻雀空对空导弹，以试验能否利用直升机进行舰队防空任务。
70年代后在这些试验机中产生了最重要的反潜机型SH-2F，不少老型号也被改装为反潜机型。这种直升机在70—80年代一度是美国水面舰只的标准舰载直升机，其最终改进型号SH-2G在美军中一直服役到上世纪末期。
SH-2F艺术画着舰中的SH-2F海妖生产结束后卡曼公司一度停止了新机的研制和生产，其业务由为其他公司生产航空配件以及生产吉他维持。上世纪90年代，卡曼公司决定建造一种适合交叉双旋翼特性的直升机，这就是K-/K-MAX直升机，这也是查尔斯·卡曼在世时的 一个设计。
K-MAX似乎是卡曼对自己一生直升机设计理念的 总结和验证。交叉双旋翼直升机的升力系数比单旋翼带尾桨的直升机大很多，但并列的两幅桨叶又使它阻力较大，不适合高速飞行。因此K-MAX被设计成一种用来吊运重物的直升机，该机装备马力发动机，座舱只能容纳一名驾驶员。倾斜向下的机头和凸出的侧窗赋予驾驶员良好的视野，驾驶舱后的小型货仓用来容纳驾驶员的个人物品和其他装备。货物由机身下的吊钩吊运，重量可达公斤，吊索可在滑槽中前后移动，以在飞行中调整平衡。
飞行中的卡曼K-MAXK-MAX是在没有任何军方需求的情况下由卡曼自行开发生产的，在年停产前只造了38架。这种直升机在民用领域主要用于建筑、勘测、采矿、伐木的起重和运输工作。但这并不表示这是一个失败的设计，它只是太专用了。
查尔斯·卡曼在很早以前就涉足无人直升机研究，他曾在公开场合表示希望今后无人直升机能代替人从事肮脏或者危险的劳作。K-MAX在设计之初就考虑了改装成无人直升机的可能，它的常规座舱可以被方便地拆除，替换为无人操作系统。在年的一次新闻发布会上，卡曼称K-Max的传动装置和旋翼寿命接近无限，可在英尺高空“游荡近半天”，是“展示高科技的硬件家族的开端”。
在当时卡曼的设想似乎过于超前了，但很快美国军队就在阿富汗的群山里遇到了麻烦，对前沿据点的补给危险重重。年12月17日，美国海军陆战队第二舰载机联队的一架卡曼K-MAX无人机携带磅补给品从德怀尔营地（CampDwyer）出发，经过一个半小时的飞行成功抵达佩恩前哨站（CombatOutpostPayne）。这是无人直升机 次在野战条件上成功运输补给品。事实再一次证明了卡曼的前瞻性，此时他已经去世快一年了。
次无人补给历史照片 次无人补给历史照片年卡曼公司重启K-MAX生产线，据说还准备推出新的改型。
年1月31日，查尔斯·卡曼以91岁高龄辞世。他是康涅狄格大学、哈特福德大学和科罗拉多大学的荣誉博士、英国皇家航空协会荣誉研究员、入选美国国家海军航空博物馆荣誉馆、年获克林顿总统颁发的国家技术奖章、年获颁美国国家航空协会莱特兄弟纪念奖杯，以及康涅狄格州技术勋章、美国国防部杰出公共服务勋章、航空周和空间技术桂冠、舰队上将切斯特·W·尼米兹奖。
另一方面，卡曼是一个 的吉他手。在他年轻的时候拒绝了管弦乐队的邀请而投身航空事业，但他对音乐的爱好倒一直没有变化。资料称卡曼是 批电吉他的发明者之一，另外凭着他在制作直升机旋翼过程中对振动和复合材料的了解，将航空用的复合材料用到了吉他上，发明了一种叫做“Therounded-backOvationguitar”的东西（抱歉我对乐器一窍不通，连该怎么正确翻译都不知道，也许音乐爱好者能留言告诉我？）。
就是这个东东不管是啥吧，卡曼为此成立了卡曼音乐公司，专门生产吉他。看起来吉他生产给卡曼创造了大量的财富，因为就我所见的资料，卡曼各型直升机的产量恐怕实难支撑起如此规模的企业。但卡曼确实很喜爱吉他，他的女儿回忆他经常下班后在家中弹奏。
弹奏吉他自娱的老年卡曼卡曼的第三项事业是他和第二任妻子创办了菲德尔科（FidelcoGuideDogFoundation）导盲犬基金会，该基金会在德国牧羊犬中选育性格温顺宜人的品种，训练后供盲人和警察使用。自年至卡曼去世，该基金会共向美国的35个州和加拿大的4个省投放了多只导盲犬。
直升机、吉他和狗，这就是查尔斯·卡曼的一生。
我们来回答一下为什么双旋翼交叉直升机只剩下卡曼公司一家独苗的原因。这种结构的直升机由于两幅旋翼的旋转面交叉，因此必须保持高度同步才不会相撞。而卡曼很早就取得了啮合转子和伺服襟翼两项至关重要的专利，把最便捷和最实用的路给堵死了。其他公司如果想设计或者生产这种类型的直升机，要么尝试不够实用或不够经济的方案，也么就只有取得卡曼的授权。而这种布局的优势并非无可替代，所以其他公司自然不必守着这棵树吊死。
所以一方面卡曼公司在战后延续了双旋翼交叉直升机的苗裔，另一方面也限制了它的扩散和发展，正是成也萧何败也萧何。
※
介绍德国直升机的文章中，我用卡曼K-MAX的照片展示交叉双旋翼直升机的外形特征。文章发布后，条友“历史小挖客”在留言中感叹说卡曼直升机的交叉双旋翼也被德国佬抢了先呀。这句话突然提醒了我，这里面是否存在一定的联系呢？一查资料，好嘛，这哪里是抢了先，这根本是找到了爹妈呀，于是就有了这篇文章。
由于我并非是直升机爱好者，也不是航空人士出身，不清楚卡曼的两种专利是否有其他的专业术语表述，因此都保留了英文原词，大家批判阅读。
另外卡曼以及弗莱特纳的生平、卡曼直升机的型号发展都缺少系统完善的资料，本文是从零散资料中采集、整理而成，难免错漏。如果和您的认识与记忆出现冲突，也请自行鉴别真伪。
