Lockheed AH-56 Cheyenne

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Durante il conflitto nel Vietnam, gli elicotteri avevano offerto una eccellente mobilità. Le critiche a proposito della loro vulnerabilità, in parte infondate, avevano portato alla realizzazione dei primi elicotteri armati, ricavati per modifica di quelli esistenti. E’ apparso presto chiaro che una piattaforma dedicata avrebbe dato migliori risultati. Nel 1962 la Bell ha presentato il D-255 Iroquois Warrior, che anticipava le linee del futuro AH-1 Cobra, ma il progetto non è stato accettato.

Alla fine del 1962 una richiesta per un elicottero d’attacco provvisorio è stata bocciata e il Combat Development Command (CDC) ha iniziato a stabilire gli obbiettivi di un nuovo programma per un elicottero con una velocità di crociera di 361 km/h e massima di 407 km/h, necessaria per scortare anche aerei leggeri e con capacità di hovering fuori effetto suolo di 1830 metri con 35°C. L’Army Material Command (AMC), verificata la fattibilità, ha varato il programma Fire-support Aerial System (FAS), raccomandando di restringere la gara agli elicotteri compositi, la sola configurazione in grado di raggiungere le specifiche.

A marzo 1964, il programma è stato ribattezzato  Advanced Aerial Fire Support System (AAFSS).  La Bell ha presentato il D-262,  derivato dall’Iroquois Warrior, ma di tipo convenzionale. La Sikorsky ha proposto l’S-66, con un Rotorprop in coda in grado di ruotare di 90° operando come anticoppia o elica spingente. La Lockheed, col CL-840, ha invece preparato un elicottero composito a rotore rigido, con elica anticoppia ed elica spingente. L’Esercito ha selezionato a febbraio del 1965 le proposte Sikorsky e Lockheed. Nel frattempo è ugualmente partito lo sviluppo di un elicottero provvisorio, l’AH-1 Cobra, rivelatosi poi uno dei migliori progetti mai realizzati.

Alla fine del 1965 lo US Army ha dichiarato la Lockheed vincitrice del concorso. Il progetto risultava più economico, con minori rischi tecnici e disponibile in tempi più rapidi. Il 23/3/1966 è stato assegnato il contratto di sviluppo per 10 prototipi, denominati AH-56A, ordinando nel contempo l’AH-1 Cobra come “stopgap”.  Il 3/5/1967, è stato presentato il nuovo Cheyenne (pron.: Sciaièn) che ha effettuato il primo volo ufficiale il 21/9/1967. 

Nel corso dei primi test, l’AH-56 ha presentato una notevole instabilità del rotore a oltre 320 km/h nei voli in effetto suolo che la Lockheed ha subito cercato di correggere. A dicembre, nel corso di una dimostrazione pubblica di 13 minuti, lo Cheyenne ha impressionato il pubblico accelerando e frenando in volo a velocità incredibile, grazie all’elica spingente, senza beccheggio, e la possibilità di hovering con beccheggio intenzionale senza accelerare in avanti o indietro, anche con venti al traverso di 56 km/h. A gennaio 1968 è stato approvato il finanziamento per una produzione iniziale di 375 elicotteri. Due mesi dopo il prototipo ha raggiunto una velocità massima di 315 km/h, 46 km/h in volo laterale e 37 km/h all’indietro.

Sfortunatamente il 12/3/1969 nel corso di un test, il collaudatore ha indotto nel rotore una oscillazione 0,5P (half-P hop), una vibrazione ciclica risonante proporzionale alla velocità di rotazione che ha superato le capacità di compensazione. Il rotore ha colpito la fusoliera e l’elicottero è precipitato con la morte del pilota. Un secondo test alla NASA, in galleria del vento, ha avuto il medesimo risultato. L’Esercito ha citato 11 problemi tecnici, tra cui le vibrazioni al rotore, il peso aumentato e gli scarsi progressi. La Lockheed ha promesso un sistema ICS (Improved flight Control System), per ridurre le oscillazioni, e una riduzione nel peso. Ma il ritardo previsto e l’aumento dei costi hanno portato lo US Army, il 19/5/1969, a cancellare il contratto di produzione, lasciando quello di sviluppo, sperando in una rapida risoluzione dei problemi.

L’anno dopo gli AH-56 sono stati modificati e forniti di un seggiolino eiettabile, per precauzione. Altre modifiche riguardavano un tettuccio modificato per ridurre altre vibrazioni e un nuovo sistema di trasmissione, che permetteva un aumento di potenza del motore T64-GE-16 da 3435 a 3925 cv. I test a fuoco in Arizona con i missili TOW hanno avuto esito positivo ma nel 1971 sono apparsi problemi di stabilità e controllo nel volo laterale, movimenti indesiderati durante le manovre e ancora vibrazioni. Uno dei prototipi ha ricevuto il nuovo motore T64-GE-716 potenziato e il sistema ICS, con cui ha superato le specifiche. Per risolvere definitivamente tutti i problemi, la Lockheed ha spostato il sistema giroscopico sopra la testa del  rotore al di sotto, con connessioni flessibili al rotore. Il sistema, chiamato AMCS (Advanced Mechanical Control System), è stato installato nel 1972.

Come non vi fossero già stati problemi a sufficienza, l’USAF ha iniziato a vedere nello Cheyenne una ingerenza nelle missioni di appoggio ravvicinato (CAS) e in un test ufficiale un missile TOW ha mancato il bersaglio, quando nel corso dei test precedenti tutti i 130 missili lanciati avevano centrato gli obbiettivi.

Nel 1972 lo US Army ha confrontato l’AH-56 con due nuovi concorrenti, il Bell 309 King Cobra e il Sikorsky S-67 Blackhawk, risultati non rispondenti alle specifiche. Ciononostante,  il 9/8/1972 il programma è stato cancellato, sei mesi prima della prevista consegna degli esemplari di serie. Tra le ragioni, la fine della guerra in Vietnam, le dimensioni considerate elevate, le capacità ognitempo inadeguate, i ritardi e l’aumento dei costi. Il prezzo per esemplare era passato da 1,5 milioni di $ nel 1966 a 3 milioni nel 1971. I sistemi analogici erano superati ma l’inserimento di sistemi digitali avrebbe provocato un ulteriore aumento dei costi. 

Pochi giorni dopo, il 17/8/1972, lo US Army ha iniziato il programma Advanced Attack Helicopter (AAH), per un elicottero più lento, 269 km/h, più piccolo e bimotore, per aumentare la sicurezza in combattimento, con un sistema di navigazione e controllo del fuoco più semplice. La Lockheed ha offerto il CL-1700, modificando lo Cheyenne con due motori e senza elica spingente, ma senza successo. Il programma avrebbe portato all’AH-64 Apache. Intanto i test sul 7° prototipo, dotato del sistema di controllo AMCS, sono continuati. I problemi erano ormai risolti e lo Cheyenne ha raggiunto i 398 km/h.

Prestazioni  

Lo Cheyenne, nella configurazione finale, era lungo 16,7 metri con una apertura alare di 7,9 metri. Il peso a vuoto era di 5540 kg. Quello al decollo per missione standard era di 8300 kg. Il peso massimo arrivava a ben 11740 kg. Il propulsore a turbina definitivo General Electric T64-GE-716 da 4275-4330 cv azionava un rotore rigido con un diametro di 15,6 metri, quadripala a stabilizzazione giroscopica, con mozzo in titanio, pale con longherone in titanio, rivestimento in acciaio inox e anima a nido d’ape in alluminio. Il rotore anticoppia era quadripala e l’elica spingente era tripala Hamilton Standard a passo variabile. Nel volo in crociera ad alta velocità, le ali fornivano l’80 % della portanza, scaricando il rotore, e l’elica spingente assorbiva quasi tutta la potenza del motore. 300-700 cv erano dirottati al rotore, tenuto in movimento per ridurne la resistenza. L’inclinazione del rotore era controllata con un meccanismo di precessione giroscopica. Le capacità in hovering, regolabili tra -10 e +10°,  superavano quelle di qualunque elicottero, grazie alla spinta variabile dell’elica spingente, rendendolo una piattaforma di tiro molto stabile.

La velocità massima nominale era di 407 km/h, in picchiata 454 km/h. Quella di crociera era di 360-390 km/h. L’AH-56 poteva salire a 17,4 m/sec, raggiungendo una tangenza di 7925 metri. Aveva limiti di manovra tra -0,2 e +2,6g a 333 km/h. L’autonomia era di 1408 km, 3 ore in una tipica missione ad armamento standard, 1971 km con serbatoi ausiliari. L’opzione per 6 serbatoi esterni è stata annullata, l’autonomia sarebbe arrivata a 4600 km.

L’AH-56 poteva compiere qualunque manovra acrobatica e nel corso dei test l’Esercito ha dovuto impiegare dei caccia P-51 per poterne seguire le manovre. L’accelerazione era bruciante: da 0 a 100 km/h in 12 secondi, da 0 a 220 km/h in 27 secondi e da 0 a 315 km/h in 60 secondi. La decelerazione era definita “outstanding”: da 363 km/h a 0 in 33 secondi entro 1200 metri.

Avionica

L’AH-56 disponeva di un sistema automatico di controllo del volo Honeywell e di elettronica ognitempo che includeva TFR, radar Doppler e sistema inerziale.

Il cannoniere/co-pilota occupava una postazione girostabilizzata XM-112 SGS (Swiveling Gunner’s Station), che ruotava tutte le ottiche di puntamento assieme al seggiolino su 270°, consentendo una visione emisferica a 360° tramite un periscopio fisso sulla torretta inferiore, in movimento simultaneo.  Sistema meno complesso, più economico ed affidabile rispetto al sistema sull’AH-1 Cobra, tra l’altro con un limitato FOV.

Il sistema di puntamento comprendeva un collimatore ottico ognitempo a 2, 3 o 12 ingrandimenti, un FLIR AAS-25 per immagini ad alta risoluzione, un misuratore laser collegato al computer e il sistema di guida dei missili TOW. Il pilota sul retro disponeva di un casco di puntamento XM-110 con collimatore avanzato. Una dotazione elettronica superiore a quella sui B-52.

Armamento

Il sistema XM-51 aveva una torretta anteriore mobile per +/- 110°, rotante a 120°/sec, con un lanciagranate Aeronutronic XM-129 da 40 mm con cadenza di 350 c/m e portata di 1500 metri con 780 colpi antipersonale ad esplosione in aria. Era sostituibile, nel progetto iniziale, con un XM-53 con una mitragliatrice a canne rotanti XM-196 Minigun da 7,62mm con cadenza di 2000-6000 c/m con 11570 colpi.

Sotto la fusoliera, il sistema XM-52 aveva una seconda torretta, rotante su 360°, con cannone XM-140 da 30mm, con velocità iniziale di 670 m/s, cadenza di 405 c/m e portata di 3000 metri. Disponeva di 1500 colpi (massimo 2010).

Il puntamento delle armi avveniva tramite il casco di puntamento o con la postazione rotante SGS o con un mirino a riflessione XM-114. Pilota e cannoniere potevano ingaggiare separatamente due bersagli sui due lati.

L’AH-56 aveva 6 piloni con portata di 907 kg, 2 sui lati della fusoliera, in genere per serbatoi ausiliari e 4 alari. I due interni portavano pod con 3 missili Hughes BGM-71 TOW o Shillelagh sostituibili con tre lanciarazzi XM-200 a 19 colpi da 70mm o serbatoi ausiliari, gli esterni montavano lanciarazzi singoli a 7 o 19 colpi o bombe al napalm o serbatoi. Erano in opzione i pod XM-18 (SUU-11/A) da 7,62mm,  XM-14 (SUU-12/A) da 12,7mm, XM-13 (M-75) lanciagranate da 40mm,  XM-52 da 30mm e i lanciarazzi LAU-3/A e LAU-18/A da 70mm o razzi ZUNI da 127mm.

A carico normale  (8300 kg) lo Cheyenne trasportava 952 kg tra munizioni da 30 e 40mm, 6 BGM-71 e 2 lanciarazzi a 19 colpi. Con un massimo di 8 lanciarazzi con 152 razzi Hydra da 70 mm, il peso saliva a 9525 kg, con 2177 kg di munizionamento. L’autonomia si riduceva a 2,5 ore.

Il trasporto del carico massimo, 5443 kg, comportava la riduzione del combustibile a soli 528 kg, pari al 40 %, e nessun munizionamento per i cannoni, con un tempo di volo di soli 45 minuti…Teoricamente con 6 bombe Mk-84 !

Protezione

Lo Cheyenne poteva operare a velocità ridotta con estesi danni a fusoliera e pale. In caso di colpo diretto all’elica spingete o alle ali, poteva proseguire il volo come elicottero. Aveva due sistemi idraulici indipendenti, sistemi elettrici e di controllo del volo duplicati. Rotore e pale potevano sopportare l’impatto diretto di un colpo da 23mm HEI. L’AH-56 poteva volare per 30 minuti con la trasmissione priva di olio di raffreddamento. La struttura era iperstatica, non collassava anche in caso di perdita di un elemento di carico strutturale.

Le pompe del carburante, quelle idrauliche e l’avionica erano schermati dalla struttura. Il motore, i servomeccanismi, i controlli di volo e la trasmissione erano protetti dalla struttura e con blindatura di 12,7 mm contro proiettili da 23mm HEI-API. Lo scopo era evitare un “attrition loss”. Era già pronto un soppressore di infrarossi per lo scarico.

La struttura dello Cheyenne era considerata invulnerabile ai proiettili da 7,62mm. La parte anteriore, tettuccio escluso, poteva resistere a colpi da 23mm HEI. I serbatoi erano autostagnanti,  protetti contro proiettili da 12,7mm, antiscoppio e con soppressori d’incendio a gas inerte. In caso di inoperatività della pompa del carburante l’alimentazione proseguiva per forza di gravità.

Il tettuccio originale era in plastica acrilica, con parabrezza e tetto in vetro laminato. I miglioramenti prevedevano vetri blindati e una piastra trasparente tra i piloti spessi 12,7 mm, per assorbire colpi da 23mm HEI.

Rispetto al successivo AH-64 Apache, lo Cheyenne aveva già dimostrato capacità superiori in velocità, salita, accelerazione-decelerazione, autonomia, maggior resistenza al fuoco contraereo e maggior carico bellico. I miglioramenti richiesti, una configurazione bimotore, elettronica digitale e missili Hellfire, grazie all’esuberanza di spinta, sarebbero costati molto meno dello sviluppo di un  nuovo elicottero. L’AH-64 Apache avrebbe fornito la medesima capacità di attacco ognitempo solo 12 anni più tardi, nel 1984, con costi paragonabili.

Fonti

https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_AH-56_Cheyenne

https://www.secretprojects.co.uk/forum/index.php/topic,941.60.html

http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/771914.pdf

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