El arduo trabajo en la creación del helicóptero-grúa S-60 no fue en vano. La empresa Sikorsky, por encargo del ejército de EE. UU. y el gobierno de la RFA, comenzó la construcción de una nueva grúa con dos motores de turbina de gas. La participación alemana en el proyecto se debió a Serguéi Sikorsky, hijo del diseñador de aviones y en ese momento representante comercial de la corporación en Europa.
La construcción del nuevo S-64 finalizó en abril de 1962, y el 9 de mayo realizó su primer vuelo. El helicóptero fue diseñado para transportar 9000 kg a una distancia de 85 km, o 6000 kg a 340 km, logrando una eficiencia de peso de hasta el 54%.
Diseño y Rendimiento Innovador
La planta motriz consistía en dos motores turboeje Pratt & Whitney JFTD 12A-4A de 4500 CV cada uno. Se ubicaron delante del reductor principal para equilibrar la viga de cola. También incluía un motor auxiliar de arranque a turbina Solar T-62. Dos tanques de combustible de 1664 litros cada uno se situaban delante y detrás del reductor principal, con la opción de dos tanques adicionales bajo el tren de aterrizaje principal.
El fuselaje era una viga semimonocasco de estructura en caja, a la que se fijaban el tren de aterrizaje, el reductor y el sistema de suspensión externa. Delante, una cabina de cinco plazas. Además de los dos asientos de piloto habituales, había un puesto adicional para el operador, orientado hacia atrás para supervisar y controlar la carga y descarga. Para mayor comodidad, todos los controles se integraron en una única palera en el apoyabrazos.
El piloto en el asiento del operador tenía una excelente visibilidad y podía manejar eficazmente el helicóptero y manipular la carga. El diseño del rotor principal del S-64 incorporó muchos elementos del S-56. El diámetro del rotor principal se mantuvo en 22 metros, aunque ahora era de seis palas. El buje articulado estaba hecho de aleaciones de acero y aluminio.
Las palas totalmente metálicas, de aleación de aluminio, tenían forma rectangular. El rotor de cola de cuatro palas conservó su fijación articulada de palas totalmente metálicas. Un estabilizador rígidamente fijado se montaba en la viga de cola, al otro lado del rotor de cola.
El helicóptero disponía de un tren de aterrizaje de tres patas con apoyo delantero. Un camión tractor con remolque podía acercarse libremente debajo del fuselaje. La mayor separación de los soportes principales y su longitud ampliada aumentaron el rango de cargas transportables. Un diseño especial de los amortiguadores permitía que el helicóptero «se agachara» 20 cm para situarse sobre la carga y luego engancharla. Para proteger el rotor de cola, la viga de cola tenía un soporte mecánico extensible.
Capacidades de Carga y Aplicaciones Estratégicas
El equipo de carga del helicóptero incluía un cabrestante hidráulico con una capacidad de hasta 11340 kg, un cable con gancho, un sistema de estabilización de carga suspendida, cuatro cabrestantes laterales para cargas de hasta 4540 kg, y una serie de puntos de anclaje para contenedores bajo el fuselaje.
Sikorsky desarrolló un contenedor suspendido universal (dimensiones internas 8,36×2,69×1,98 m) para transportar carga y hasta 60 soldados, equipado con comunicación, ventilación, iluminación, dos puertas laterales y una trampilla de carga trasera con rampa. Se suministraron 22 de estos contenedores al ejército. Cuatro puntos de fijación en el techo del contenedor permitían su suspensión y fijación bajo el fuselaje.
Tras las pruebas, una máquina permaneció en la empresa y otras dos fueron entregadas a la RFA. La operación del S-64 comenzó en el ejército de EE. UU., con el helicóptero experimental de fábrica asignado a la 478ª Compañía de Grúas Volantes. Esta unidad formaba parte de la 11ª División Aerotransportada de Asalto Aéreo, donde se perfeccionaba el concepto de uso masivo de helicópteros en unidades del ejército de tierra.
Las pruebas fueron exitosas, y el ejército encargó seis S-64, designados YCH-54A. Cinco YCH-54A se desempeñaron admirablemente en Vietnam, operando con la 1ª División de Caballería (Aeromóvil). Rescataron más de 380 aeronaves dañadas de la zona de combate, recuperando su costo muchas veces. También se usaron para mover tropas y equipos en el campo de batalla y en remotas áreas de la jungla. En enero de 1966, se equipó un contenedor-hospital en Vietnam con aire acondicionado, dos mesas de operaciones, una sala de rayos X y una central eléctrica. El S-64 también demostró ser muy eficaz en la reconstrucción de puentes volados por la guerrilla.
Tras adquirir 60 CH-54A, el ejército compró 29 CH-54B adicionales, equipados con motores Pratt & Whitney JFTD-2-5A de 4800 CV, palas de rotor con una cuerda aumentada (de 0,61 m a 0,674 m), transmisión y tren de aterrizaje reforzados, y un nuevo piloto automático. Las entregas comenzaron en 1969. Esta máquina estableció nueve récords mundiales, incluido el levantamiento de una carga de 15 toneladas a una altura de 3307 m.
Impacto Civil y Futuro del Concepto
Las variantes civiles S-64E, certificadas en 1969, siguieron a los helicópteros militares. Rowan Drilling Company compró las dos primeras unidades para operaciones en Alaska. Le siguió Erickson Air-Crane Company, que adquirió su primera grúa en 1972 y luego tres más. Evergreen Helicopters compró dos aparatos.
El S-64F, una modificación civil del CH-54B, fue certificado pero no se construyó en serie, ya que las aerolíneas preferían comprar CH-54A y CH-54B dados de baja del ejército. En total, Sikorsky Aircraft construyó 99 helicópteros S-64 de todas las modificaciones, incluyendo los prototipos.
La operación comercial del S-64 comenzó en 1969. Los dos S-64E mencionados fueron enviados al norte de Alaska para exploración petrolera y suministro de áreas remotas. Durante tres meses de trabajo de verano, ambas grúas volaron más de 900 horas y transportaron más de 10000 toneladas de equipos y suministros. Un logro récord del S-64 fue el transporte de 200 toneladas de carga en un solo día, asegurando las operaciones de la compañía durante toda la temporada, incluyendo el montaje de plataformas petrolíferas.
En Alaska, las grúas volantes de Sikorsky demostraron la eficiencia de las operaciones de descarga costera con helicópteros. Se utilizaron para abastecer aldeas esquimales desde barcos. En pocos días, las grúas volantes realizaban un trabajo que antes llevaba semanas. El balanceo del barco no impedía la descarga, y el daño a la carga era solo del 2%, en comparación con el 20-30% habitual. Sikorsky ya había demostrado anteriormente la capacidad de descarga rápida del buque portacontenedores «Container Dispatcher» utilizando un S-64 experimental.
Tras completar su programa de pruebas, este helicóptero se usó como demostrador y recibió el nombre propio de «Olga», en memoria de la hermana mayor del diseñador. En cinco horas y media, el helicóptero-grúa transportó 31 contenedores, cada uno de 9,8 toneladas, desde un barco anclado a ocho kilómetros de la costa hasta el helipuerto de Bridgeport. El helicóptero-grúa fue muy eficaz en el montaje de estructuras de construcción, como en la planta Chrysler, donde un S-64 trasladó 263 elementos de ventilación y calefacción al tejado en seis días.
En noviembre de 1967, «Olga» transportó demostrativamente secciones de quince metros y cinco toneladas de un restaurante de 300 plazas desde la base de la montaña de Hamburgo hasta su cima. El trabajo tomó solo dos horas y 12 minutos de tiempo de vuelo, y el restaurante abrió dos días después. En varios casos, la grúa volante se convirtió en la única solución, como durante las tormentas en el Golfo de México donde «Olga» abasteció a las plataformas petrolíferas en alta mar, o en el montaje y desmontaje rápido de torres de líneas eléctricas.
En una zona pantanosa cerca del Canal de Luisiana, «Olga» desmanteló las viejas torres de 50 metros en poco más de dos horas y luego elevó sus bases a 90 metros en 4 horas y 11 minutos. En Toronto, un helicóptero-grúa demostrador ayudó a montar la parte superior de la torre de televisión más alta de la época, con 553 metros de altura. Los helicópteros-grúa incluso se utilizaron en la explotación de árboles de maderas preciosas, como en el Parque Nacional de Siskiyou, donde «Olga» extrajo 27000 toneladas de madera en 125 horas de vuelo con daño mínimo.
Los S-64 estuvieron en servicio con la aviación del ejército de EE. UU. hasta principios de la década de 1980, luego fueron transferidos a la Guardia Nacional y vendidos a organizaciones civiles. Erickson Air-Crane posee la mayor flota, con una docena de helicópteros y es el especialista líder mundial en trabajos de grúa y montaje. En mayo de 1993, un S-64F de esta compañía reemplazó la Estatua de la Libertad de 6,8 toneladas en el Capitolio de EE. UU. Uno de los helicópteros de Erickson fue convertido en un helicóptero de extinción de incendios.
Aunque hubo varios ejemplos exitosos de uso del helicóptero-grúa, esta concepto, a pesar de su atractivo, no resultó tan fructífero. Los beneficios de los helicópteros sin fuselaje a menudo se veían mermados por las pérdidas de los vuelos de traslado en vacío de las «grúas volantes» a los lugares de trabajo. Era más económico utilizar helicópteros multipropósito con fuselaje y suspensión externa. El concepto de «grúa» solo se justificaba en helicópteros superpesados y en trabajos de grúa y montaje especializados.
Esto se confirma con la experiencia de operación del Mi-10 en la Unión Soviética, mostrando una analogía con el S-56 y S-60. La ingeniería avanzó en paralelo y llegó a resultados similares. El concepto de helicóptero-grúa de Sikorsky, al parecer, se adelantó a su tiempo. Sin duda, debe desarrollarse en el futuro, cuando los principales recursos se destinen no a la creación de armas, sino a la construcción de nuevos medios tecnológicos de carga superpesada para la creación pacífica.
La experiencia en la construcción de los S-56, S-60 y S-64 posibilitó que Sikorsky desarrollara proyectos de helicópteros con una capacidad de carga aún mayor, como el S-63 (1960) y el DS-103 (1961). Aunque la realización del proyecto DS-103 estaba ligada a la resolución de problemas complejos, la materialización del S-63 no generó dudas. Se preveía el uso de rotores principales de 10-11 palas y cuatro motores en esta máquina.
En lugar de un rotor de cola, los gigantes contarían con dos, con ejes inclinados en diferentes direcciones, equilibrando el peso de la larga viga de cola. La eficacia de esta cola se investigó en un S-56 experimental. También se trabajó en un proyecto de aparato multipala con una capacidad de carga de 80 toneladas. A pesar del alto grado de elaboración del proyecto S-63, no llegó a construirse ninguna máquina real. A principios de los años 60, las fuerzas armadas de EE. UU. abandonaron el concepto de transporte de cargas pesadas en helicópteros.
La Guerra de Vietnam requirió enormes asignaciones para la construcción de aeronaves ligeras. Tampoco había clientes civiles capaces de apoyar la construcción de «grúas volantes» gigantes. En los años 60 se dominó el transporte de cargas significativamente más pesadas y grandes, utilizando una «cuerda» de dos S-64. Desde mediados de los años 60, Sikorsky consideró aumentar la capacidad de carga mediante la mejora continua del S-64 con un tercer motor y un rotor principal más grande, llevando la carga útil a 14,5 toneladas. El proyecto S-64B se desarrolló para tres motores General Electric, lo que luego evolucionaría al S-80.
A principios de los años 60, con la construcción de los S-64 y S-65, el crecimiento de tamaño de los helicópteros Sikorsky se detuvo, y los proyectos de máquinas más pesadas no recibieron apoyo financiero. Al mismo tiempo, los éxitos de Sikorsky estimularon las investigaciones en la URSS en las oficinas de diseño de M.L. Mil y N.I. Kamov.
Especificaciones Técnicas Detalladas
El helicóptero es de configuración monorrotor, con rotor de cola, dos motores de turbina de gas y tren de aterrizaje de tres apoyos. El fuselaje es totalmente metálico, tipo semimonocasco, construido como una viga de sección cuadrada que incorpora cuatro puntos de anclaje para contenedores o plataformas de carga, diseñados para soportar fuerzas de hasta 4540 kg.
La cabina de la tripulación es de tres plazas, con dos asientos de piloto adyacentes y un asiento con visión hacia la semiesfera trasera para el operador, quien controla el helicóptero durante las operaciones de carga y descarga. La estructura del helicóptero CH-54B está reforzada. Es posible transportar 45 pasajeros en un contenedor universal bajo el fuselaje o 24 heridos en camillas en una configuración sanitaria.
El tren de aterrizaje es de tres apoyos, con un soporte delantero. La presión en los neumáticos de la rueda delantera es de 0,67 MPa, y en los neumáticos de las ruedas principales es de 0,63 MPa. Los apoyos principales del helicóptero CH-54B tienen ruedas dobles con una presión de 0,67 MPa. Se puede ajustar la altura del fuselaje sobre el suelo en 0,2 m modificando el recorrido de los puntales del tren de aterrizaje principal. La vía del tren de aterrizaje es de 6,02 m y la base es de 7,44 m.
El rotor principal es de seis palas, con fijación articulada de las palas. El buje está fabricado de aleaciones de acero y aluminio. Las palas, de forma rectangular en planta y con torsión geométrica lineal, están hechas de aleación de aluminio. El eje del rotor principal está inclinado 3° hacia adelante y hacia un lado con respecto al eje vertical del helicóptero. La cuerda de las palas del rotor principal del CH-54A es de 0,61 m, mientras que en el CH-54B se ha aumentado a 0,674 m. El perfil de la pala es NACA 0012, y la velocidad periférica de las puntas de las palas es de 212 m/s.
El rotor de cola, con un diámetro de 4,88 m y cuatro palas, cuenta con fijación articulada y palas totalmente metálicas de forma rectangular en planta. La planta motriz consta de dos motores ubicados uno al lado del otro en la parte superior del fuselaje, sin carenados. La unidad de potencia auxiliar es una turbina de gas Solar T-62-16A de 55 kW, que, a través del reductor principal, impulsa los sistemas eléctrico e hidráulico cuando el helicóptero está estacionado.
La transmisión incluye los reductores principal e intermedio y los ejes de conexión, que no están cubiertos por carenados, además del reductor de accionamiento del rotor de cola. El reductor principal del CH-54A está diseñado para transmitir una potencia de 4850 kW, y el del CH-54B, de 5800 kW. La relación de transmisión del motor al rotor principal es de 49,6:1, y al rotor de cola es de 10,6:1. La vida útil de la transmisión es de 500 horas.
El sistema de combustible incluye dos tanques de 1664 litros cada uno, situados en el fuselaje delante y detrás del reductor principal. Se prevé la instalación de un tanque adicional de 1664 litros. El sistema de control es duplicado, hidráulico, e incluye un sistema de estabilización automática. El equipo adicional consta de un cabrestante hidráulico diseñado para 11340 kg, un cable con gancho, un sistema de estabilización de carga suspendida y puntos de anclaje para contenedores en el fuselaje y los puntales del tren de aterrizaje.
Se desarrollaron contenedores universales para el transporte de carga y soldados, equipados con equipo de comunicación, sistema de ventilación e iluminación, y con dos puertas laterales y una trampilla de carga en la parte trasera. Las dimensiones internas del contenedor son 8,36 x 2,69 x 1,98 m; se suministraron 22 contenedores al ejército.
El CH-54A fue el helicóptero base con motores de 3310 kW y una masa máxima al despegue de 19050 kg. En 1965, este helicóptero estableció tres récords internacionales, incluyendo el levantamiento de una carga de 1000 kg a una altura de 8943 m.
La modificación CH-54B presentaba motores más potentes de 3530 kW y una masa máxima al despegue de 21320 kg. En octubre de 1970, durante pruebas de elevación de estructuras pesadas, se levantó una carga de 18488 kg con un sistema de dos helicópteros CH-54B. En 1971-1972, los helicópteros CH-54B establecieron nueve récords internacionales de altitud y velocidad de ascenso, incluyendo el levantamiento de cargas de 15 toneladas a 3307 m, 10 toneladas a 5246 m y 5 toneladas a 7778 m (Nota: los últimos récords también corresponden a un sistema de dos helicópteros, ya que un CH-54 no puede tener mayor capacidad de carga que un Mi-6).
El S-64A es la variante civil del helicóptero CH-54A; recibió su certificado de aeronavegabilidad en 1969 para el transporte de cargas suspendidas de hasta 10160 kg.
Especificaciones Técnicas
| Modificación | CH-54A |
| Diámetro del rotor principal, m | 21.95 |
| Diámetro del rotor de cola, m | 4.88 |
| Longitud, m | 21.46 |
| Altura, m | 5.67 |
| Peso vacío | 7820 |
| Peso normal al despegue | 17237 |
| Peso máximo al despegue | 19051 |
| Combustible interno, l | 3331 + opcionalmente 1666 |
| Tipo de motor | 2 Motores de turbina de gas Pratt Whitney T73-P-1 (JFTD12A-4A) |
| Potencia al despegue | 2 x 3355 |
| Potencia en vuelo | 2 x 2982 |
| Velocidad máxima, km/h | 203 |
| Velocidad de crucero, km/h | 169 |
| Alcance, km | 370 |
| Tasa de ascenso, m/min | 405 |
| Techo práctico, m | 4745 |
| Techo estático, m | 3230 |
| Tripulación | 2 tripulantes |
| Carga útil | hasta 9072 kg de carga |
Galería de imágenes del Sikorsky CH-54 Tarhe
