DASH無人駕駛遙控反潛直昇機

(上與下二張)曾於日本海上自衛隊服役的QH-50 DASH遙控反潛直昇機。攝於吳海上自衛隊資料館。

──by Captain Picard


 

在1950年代,為了強化水面艦艇的反潛搜索能力,以因應蘇聯龐大的潛艦威脅,美國海軍遂計畫加強水面艦艇的偵蒐與攻擊距離;首先,美國海軍發展SQS-26長距離低頻大型聲納,然後開始發展一種射程超過RUM-5反潛火箭(ASROC)的攻潛武器。經過評估後,美國海軍決定發展一種小型遙控無人直昇機,可攜帶魚雷或深水炸彈,經由無線電指揮的方式飛抵SQS-26的聲納接觸點,投擲武器進行反潛攻擊;而這種無人遙控直昇機的體型嬌小,二戰時代建造的舊型驅逐艦經過改裝後,便能搭載一架。這個計畫稱為無人駕駛遙控反潛直昇機(Destoryer anti-submarine helicopter,DASH),在1958年4月與美國螺旋動力直昇機公司(Gyrodyne Helicopter)簽約,以XRON-1單人直昇機發展一種無人直昇機,最初編號為DSN。

第一代的DASH無人遙控直昇機──DSN-1型,後來改稱為QH-50A。

在1959年,第一架DSN-1概念展示機完成首次試飛。DSN-1採用同軸反轉主旋翼構型,機體長1.96m,寬1.7m,高2.39m,旋翼直徑6.1m,總重400kg,配備一具72馬力的保時捷(Porsche)YO-56-6活塞發動機,最大平飛速率107km/hr,任務半徑48km,機上仍有一名備用駕駛員,以便萬一直昇機失控時立刻接手操作。DSN-1可攜帶一枚MK-43輕型魚雷,射程48km。DSN-1構型只生產了9架;稍後,第二種構型的DSN-2展開試飛,換裝兩具功率86匹馬力的保時捷YO-95-6活塞發動機,此構型生產了3架。由於美國海軍決定汰除所有活塞發動機,只保留渦輪軸發動機(原因除了渦輪軸發動機效率較高之外,傳統活塞發動機使用的汽油過於易燃,容易引發危險),因此Gyrodyne又在1960年2月開始發展新的DSN-3,其體積、重量與籌載都增加不少,配備一具300馬力的波音(Boeing)T50-BO-8A渦輪軸發動機,這成為DSN系列的第一種量產機型。為了配合功率大增的渦輪發動機,DSN-3的旋翼與傳動系統幾乎是重新設計。第一架SN-3於1962年1月完成首次無人飛行,並於同年11月正式交付美國海軍。在1962年9月,美國海軍比照直昇機的H字頭,將DSN系列賦予QH-50的正式編號,其中Q代表「無人機」;因此,原本的DSN-1改為QH-50A,DSN-2成為QH-50B,而DSN-3則變成QH-50C。

DASH第一種真正量產型──QH-50C。

QH-50C機體長3.94m,寬1.6m,高2.96m,旋翼直徑6.1m,任務籌載量393kg,最大起飛重量1030kg,升限4940m,可在操作母艦半徑52km內執行任務,其操作完全仰賴艦上人員以無線電遙控指揮;當QH-50遠離船艦時,船艦必須以雷達追蹤直昇機,因此QH-50必須全程保持於母艦的雷達接觸範圍內,才能維持操控;而在起降階段,控制人員則直接在飛行甲板上,以目視直接遙控。QH-50C可搭載兩枚MK-44輕型魚雷,或者一枚MK-46魚雷。為了配合操作QH-50,美國海軍在艦隊重整暨現代化( Fleet Rehabilitation And Modernization,FRAM)翻修工程中,將240艘二次大戰時代建造的驅逐艦加裝迷你機庫與直昇機甲板。

QH-50D強化了功率與籌載量,並取消了尾椼。

QH-50C從1962年開始量產,然而由於自動控制與穩定技術尚未成熟,導致此機在服役的前兩個月內,居然摔掉了27架;不過到了1963年1月,這些技術問題基本上已經克服。美國海軍總共訂購378架QH-50C,生產作業持續至1966年1月。隨後,進一步改良的YQH-50D在1965年4月首次試飛,外觀上與QH-50C最明顯的差異就是取消了尾椼,其他項目包括換裝一具功率提高為365馬力的T-50-BO-12渦輪發動機、具備除冰能力的輕量化玻璃纖維旋翼葉片、改善燃油效率,並簡化武器與感測等任務籌載裝備的維護工作。QH-50D機體長度減為2.33m,寬1.6m,旋翼直徑6.1m,高2.96m,籌載量增至517kg,最大起飛重量增至1060kg,升限4790m,任務半徑增至74km。QH-50D的航程、可靠度與籌載量都有所提升,除了攜帶兩枚魚雷之外,還可選擇掛載一枚MK-17核子深水炸彈,配備一枚10KT當量的W-44核子戰鬥部(與核子板ASROC相同);此外,QH-50D還可配備八枚聲納浮標,從而具備了自身的反潛偵測能力。由於最初與DASH配套的SQS-26艦載聲納系統研發進度落後,到1966年都還無法完成驗收,連帶使裝備DASH的FRAM改良型艦艇都沒有此型聲納,使得QH-50C根本無法發揮原始想定的長距離攻擊能力;因此,美國海軍便訂購377架可攜帶聲納浮標的QH-50D,從1966年1月起開始量產,生產作業於1969年8月結束;此外,美國在1968年也外銷14架QH-50D給日本海上自衛隊,裝備於峰雲級驅逐艦上。

換裝Allison發動機的YQH-50E,並未獲得訂單。

由於波音公司T-50系列渦輪發動機的生產線在1968年4月關閉,因此Gyrodyne開始尋找替代新發動機來替代T-50,當時他們選擇了Allison T-63,而換裝新發動機的QH-50D便改稱為QH-50E。第一架配備T-63-A-5發動機的YQH-50E在1969年9月進行首度無人試飛,然而此發動機的功率只有317馬力。隨後,Gyrodyne推出YQH-50F,換裝T-63進一步提升功率的型號,不過QH-50E/F並未獲得採用。之後Gyrodyne又進一步規劃一種配備兩具T-63發動機的放大版DASH,稱為QH-50H,旋翼直徑高達8.53m,機體長度5.27m,不過此機從未付諸建造。

由於當時無人機的相關技術(包括起降、飛行、通訊協調等)並不發達,加上QH-50的研發過程太過倉促,技術不成熟,以致於在服役操作時被發現無法有效滿足美軍的反潛需求;例如在1963年的艦上操作實驗中便顯現出若干先天操陷,包括無法在夜間與不良天候下執行任務,也無法攜帶足夠的偵測裝備去偵測越來越安靜的蘇聯潛艦 ,在演習中甚至發生DASH一升空後便追著操作母艦後方準備朝母艦丟魚雷的事情。受限於當時電子科技的限制,QH-50完全不具備自航能力,只能依照母艦的無線電遙控指令飛行,也沒有將任何資訊反饋給操作人員的設計,自然存在許多難以掌握的變數;在QH-50降落時,經常出現驚險的畫面。為了節省成本,QH-50的主要系統都沒有冗餘配置,很容易因為單一艦載/機載電子設備故障而折損;在所有QH-50事故中,機上或艦載電子設備故障的比例高達80%,人員操作失誤為10%,發動機或機體故障只有5%。生產QH-50的Gyrodyne公司在1967年2月宣稱其平均故障間隔可達150小時,但實際操作中平均每21.25小時就發生一次故障。QH-50的失事率居高不下,甚至被美國海軍諷刺為「墜海直昇機」(Down At Sea Helicopter)。

由於系統故障率高,以及越戰期間經常在敵火密集處執行任務,至1970年6月為止,美國海軍在短短的8年之中,已經折損了總共746架QH-50系列中的411架,在1968年中平均每80飛行小時就會折損一架。這些技術問題始終無法獲得解決,加上SQS-26聲納的延誤,直接否定了QH-50的存在效益。在1968財年的國防預算中,原本美國海軍打算申請3100萬美元生產新的DASH來補充,但遭到美國國防部拒絕。由於缺乏零件備料,美國海軍從1970年6月開始將DASH除役。在1970年11月,美國海軍美國國防部長麥納瑪拉下令取消QH-50的生產與後續研發計畫,同時美國海軍艦隊也完全停止操作DASH。結果,許多FRAM改良艦艇從未配備QH-50無人直昇機。

DASH失事率高,除了前述技術因素之外,美國海軍的不重視以及航空、船艦人員體系的分隔,顯然是背後的真正主因。二次大戰以來美國驅逐艦向來是攻擊的主力,對於進入冷戰後逐漸成為重心的反潛任務多少有排斥傾向。DASH是美國海軍首度普遍在驅逐艦上引進的反潛航空器,由海軍航空局(Bureau of Aeronautics)掌管,其人員培育和晉升管道都船舶局(BuShip)管理的船艦人事系統不同;因此,將航空單位普遍部署在水面作戰船艦上,在那個時代自然不受到船艦體系的歡迎,被普遍視為額外的負擔;當時許多美國海軍艦艇指揮官對DASH興趣缺缺,將之視為麻煩,某些驅逐艦長甚至寧可讓DASH墜海也不願意操作。美國海軍驅逐艦上由一個DASH分隊(由一名軍官與四名士官組成)組成,這個單位並不被視為正式的艦載航空單位(因為並沒有真正飛行),沒有飛行加給,航空人員自然不願意被分派到DASH單位。DASH組員在美國海軍艦上並非全職單位,主要職責還是艦上一般勤務,如此自然不利於DASH的日常保養與操作;雖然美國海軍要求每艘驅逐艦的DASH一個月至少飛行4小時,但沒有硬性規定日常的操作規律,許多驅逐艦長都是在每個月的月底才補滿飛行時數,導致DASH兩次飛行之間的間隔長達60天,自然很難使操作技術熟練。更有甚者,美國海軍DASH組員的流動率高,每六個月就輪替一次,無法累積操作經驗。反觀引進DASH的日本海自,就將DASH組員當作正式的航空單位,組員的主要職責就是保養與操作DASH,維護工作比美國海軍更用心,並以規律的週期執行DASH的日常操作;因此日本海自操作值勤的16架DASH(不包含作為測試用的4架)在15年的時用期間(1963到1977年),僅僅在操作中折損三架,而日本海自對DASH的性能也大致滿意,只因為美國停產DASH導致零件來源日益枯竭,才在1977年將之除役。

在越戰中配備火箭的QH-50D

在1960年代末期,由於越戰逐漸升溫,因此美國海軍開始研究以QH-50C/D支援地面作戰,相關嘗試從1968年進行至1974年。在這段期間,QH-50C/D曾用於目標觀測或直接火力支援等工作。在SNOPPY計畫中,QH-50D可攜帶低光度攝影機與照相機,利用早期的無線電資料鏈將即時影像傳輸回母艦,並加掛三具副油箱以延長航程,可在50英里(80.5km)之外滯空3小時,主要用來配合母艦以五吋艦砲岸轟之後,飛至目標區觀測評估攻擊效果。此外,另一個NITE GAZELLE
計畫則以QH-50D對敵方進行火力壓制,以兩架以上的QH-50D編組,其中一架配備與AH-1G眼鏡蛇攻擊直昇機相同的GAU-2B/A 7.62mm迷你機槍,對目標區的敵方防空火力進行壓制,再由另一架掛載兩枚250磅炸彈的QH-50D投彈炸射;除此之外,QH-50D還曾實驗性地加裝馬丁.馬里塔(Martin Marietta)的LARS(Laser-Aided Rocket System)空對地雷射導引飛彈。此外,美國海軍也曾用QH-50D攜帶454kg的物資籌載進行運補作業。

配備攝影機的QH-50D,當作目標觀測機來使用。

在1974年以後,美國海軍認為QH-50系列已經完全失去價值,因此剩餘的QH-50C/D便大量移交給新墨西哥的白沙實驗場作為靶機,少數則用來進行若干研究實驗,或者放進博物館; 至1977年,QH-50已經完全退出作戰部隊。在1986年,美國一度考慮發展一種QH-50的改良型,作為海軍觀測/標定之用,然而此構想並沒有實現,而剩餘的QH-50還被改裝成拖靶機來使用。雖然QH-50的使用經驗不算成功,但是此一美國海軍第一代垂直起降UAV,仍對美國發展UAV的控制、操作、資料傳輸等相關領域,累積了寶貴的基礎。