Sikorsky S-55/H-19

Alcune note storiche

Negli annali della Sikorsky la data del 7 novembre 1949 è molto importante. Quel giorno compì infatti il suo primo volo il Sikorsky S-55 (designazione militare dell’US Air Force YH-19), un apparecchio destinato a riscuotere un ottimo successo commerciale.
Nello stesso anno l’azienda americana, fondata dal noto pioniere dell’ala rotante Igor I. Sikorsky, celebrava anche il decimo anniversario del primo volo del VS-300, il primo elicottero di formula standard a volare con successo.

Nel 1946, nel tentativo di ottenere il miglior elicottero imbarcato per compiti di perlustrazione, soccorso, e missioni di utilità generale, l’US Navy stipulò un contratto con la Sikorsky e la Piasecki affinché ognuna costruisse due prototipi da usare per dei test comparativi.
La Sikorsky sviluppò l’XHJS-1 (conosciuto anche come Sikorsky S-53) che era stato derivato dall’HO3S-1, una versione navale dell’S-51.
Rispetto a quest’ultimo l’XHJS-1 si differenziava per avere un motore Continental R-975-34 da 391/525 kW/cv, il rotore di coda sopraelevato, un carrello d’atterraggio più robusto, pale del rotore principale di maggior diametro interamente metalliche e ripiegabili e la possibilità di trasportare cinque occupanti incluso il pilota. Inoltre un segmento del pavimento era ripiegabile verso il basso (come su un'Alouette III) in modo tale da facilitare l’issaggio a bordo di persone e cose grazie ad un verricello.
Il primo dei due esemplari volò il 22 settembre 1947. I voli di prova continuarono nei mesi successivi. Nel 1948, al termine dei test, l’apparecchio della Sikorsky uscì perdente dal confronto con il Piasecki XHJP-1 (più tardi designato dall’US Navy come HUP-1).
Uno dei motivi risiedeva nel fatto che il centraggio dell’XHJS-1, a dipendenza del carico trasportato, subiva notevoli variazioni d’assetto che dovevano essere corrette con una zavorra.
Questa grossa limitazione portò per un certo periodo a credere che la formula standard (rotore principale ed elica anticoppia posteriore), fosse adatta solo ai piccoli elicotteri, mentre la formula birotore (sviluppata con successo da Frank Piasecki) fosse più adatta agli apparecchi di medie e grandi dimensioni.
La Sikorsky cercò subito di rimediare al problema con una soluzione radicale, ma l’US Navy aveva ormai già fatto la sua scelta.
Nel 1949 l’Helicopter Divisional Office dell’US Air Force Army annunciò di essere interessato ad esaminare delle proposte per un nuovo elicottero da trasporto. La Sikorsky non si fece cogliere impreparata e mostrò ai militari il progetto ed il mock-up dell’S-55.
La proposta venne accettata, e così il 1° maggio 1949 l’ufficio tecnico ricevette l’importante compito di sviluppare e costruire il nuovo apparecchio in cinque esemplari (numeri di serie 49-2012/2016) destinati all’USAF.
I tecnici svolsero questo compito molto velocemente tanto che, come detto, il 7 novembre 1949 il primo dei cinque YH-19 (questa fu l’iniziale designazione militare) iniziava a Bridgeport/Connecticut i voli nelle mani del pilota collaudatore Dimitry D. (Jimmy) Viner (1908-1998), nipote di Igor I. Sikorsky.

Soluzione avanguardistica

L’S-55 si distingueva dai suoi predecessori per il fatto che il motore era installato anteriormente ed era accessibile da terra aprendo i due portelloni frontali incernierati ai lati. Questa soluzione tecnica, all’epoca avanguardistica, lasciava così libero il volume di carico in corrispondenza dell’asse del rotore principale, con il risultato che il centraggio dell’apparecchio subiva limitate variazioni indipendentemente dal carico trasportato. In questo modo anche l’accessibilità al motore ed ai suoi vari accessori era notevolmente facilitata.
Il prototipo era leggermente differente rispetto alla prima versione di serie. Su quest’ultima, per esempio, lo stabilizzatore orizzontale originariamente montato venne sostituito con due derive fisse poste a V invertita. Il cambiamento più evidente riguardava però l’aggiunta di una deriva fissa verticale a forma triangolare tra la cabina e la trave di coda.
Varie altre modifiche più o meno evidenti vennero apportate alle versioni successive.

Dopo i test di valutazione l'US Air Force decise di acquistare un primo lotto della versione di serie conosciuta con la sigla H-19A provvista di un motore radiale Pratt & Whitney Wasp R-1340-57 da 600 cv.
Altre versioni entrate in servizio successivamente si differenziavano, per esempio, per avere un motore più potente Wright Cyclone R-1300-3 da 596/800 kW/cv, una trave di coda piegata verso il basso, un nuovo stabilizzatore orizzontale e un pilone del rotore di coda diverso e più robusto.
Lo scoppio della guerra in Corea nel 1950 spinse le forze armate statunitensi ad ordinare numerosi H-19 soprannominati “Chickasaw” in onore ad una tribù di nativi americani.
Durante il conflitto coreano l’H-19 venne principalmente impiegato per il trasporto di truppe, il rifornimento aereo, l’evacuazione dei feriti, la ricerca ed il soccorso, il trasporto di armamenti e munizioni, il collegamento, l’assalto e il recupero di materiale bellico danneggiato.
Tutti questi compiti svolti all'inizio a titolo sperimentale divennero poi una routine. Con l’introduzione dell’H-19 si sviluppò ulteriormente il concetto di mobilità aerea (air mobility), un ramo nuovo di quella che viene comunemente chiamata dottrina militare.
Negli Stati Uniti questo elicottero venne utilizzato da tutte le forze armate che lo designarono in modi diversi: H-19 per l’aeronautica militare (United States Air Force) e l’esercito (US Army), HO4S dalla marina (US Navy) e dal servizio guardia costiera (US Coast Guard) e infine HRS-1, 2, 3 dal corpo dei marines (Marine Corps).
L'elicottero ebbe un ottimo successo commerciale, tanto che la sola Sikorsky ne produsse (in base alle informazioni raccolte) 1'281. La versione prodotta in maggior numero fu la H-19B, fabbricata in 789 esemplari.
A partire dal 1950 l'S-55 fu prodotto su licenza in Inghilterra dalla Westland che sviluppò diverse varianti chiamate Whirlwind. Anche l'azienda francese SNCASE e la giapponese Mitsubishi costruirono su licenza l'S-55 a partire dal 1952 rispettivamente dal 1958.
Nel 1953 il prezzo d’acquisto di un Sikorsky S-55 era di circa 137'500 $, pari a 700'000.- Frs. dell'epoca.

L’S-55 in servizio civile

Le imprese militari dell'H-19 non tardarono a catturare l'interesse degli operatori civili. Questi ultimi a partire dalla seconda metà degli anni Quaranta avevano scoperto la versatilità dell’ala rotante ed erano alla ricerca di un apparecchio con una capacità di trasporto maggiore rispetto ai piccoli bi-triposti come i Bell 47 e gli Hiller UH-12.
Per questo motivo la Sikorsky iniziò il programma di certificazione civile, un passo indispensabile per mettere in commercio il nuovo aeromobile. Il 25 marzo 1952 la FAA rilasciò al costruttore americano il Type Certificate 1H4.
Tra i primi operatori a servirsi dell’S-55 ci fu la New York Airways che lo impiegò per il trasporto della posta. A questo servizio si aggiunse nel luglio del 1953 il trasporto di passeggeri.
A partire dal 1° settembre 1953 la compagnia belga Sabena iniziò il primo servizio internazionale per il trasporto di passeggeri collegando alcune città in Francia, Germania, Lussemburgo ed Olanda.
L'S-55 si rivelò un apparecchio molto prezioso anche per l'industria petrolifera. La Petroleum Helicopters Inc. (PHI), che è uno dei piu grandi operatori civili di elicotteri, acquistò il suo primo S-55 nel gennaio del 1954.
L'elicottero grazie alla sua affidabilità si guadagnò ben presto un'ottima reputazione e la PHI ne ordinò subito altri che utilizzò principalmente per il trasporto del personale e degli equipaggiamenti.
Gli H-19 rimasero in servizio con le forze armate fino a circa la metà degli anni Sessanta. Vennero poi sostituiti da apparecchi più moderni e performanti come i famosi Bell UH-1 Huey.
La vita operativa degli S-55 civili fu invece mediamente più lunga. Molti H-19 militari furono "civilizzati" da alcune ditte americane speciliazzate in questo genere di business.
Tra queste possiamo citare per esempio la Aviation Specialties Inc. basata a Mesa/Arizona, che a partire dai primi anni Settanta iniziò a convertire una serie di S-55 sostituendo il motore radiale con una turbina Garrett AiResearch TSE 331-3U-303N.
Uno di questi venne registrato in Svizzera con l’immatricolazione HB-XDS, ma di questo apparecchio l’HAB si occuperà prossimamente.

Descrizione tecnica generale dell’S-55

L’S-55 è un elicottero monorotore con elica anticoppia, una formula costruttiva sviluppata con successo a partire dal 1939 da Igor I. Sikorsky.
La fusoliera si compone di due sezioni principali. La sezione frontale con la cabina, il motore, la trasmissione ed il rotore principale, e quella posteriore con la trave ed il rotore di coda e gli stabilizzatori (o lo stabilizzatore visto che in alcune versioni è uno solo posto orizzontalmente).
Su alcune versioni la trave di coda è inclinata verso il basso di 3 gradi. Questa soluzione è stata adottata per ragioni di sicurezza dopo che si erano verificati degli incidenti dovuti alla collisione delle pale con il trave di coda (tail boom strike). Su richiesta gli operatori potevano effettuare questa modifica ordinando un apposito kit di trasformazione.
Per facilitare il trasporto le due sezioni possono essere separate. In questo modo l’elicottero poteva essere trasportato per esempio sul popolare aereo cargo Fairchild C-82.
La struttura della fusoliera, del tipo semi-monoscocca, è costruita principalmente con leghe d’alluminio, ed è rivestita con pannelli in lega d’alluminio e magnesio.
La testa rotore, la trasmissione principale, l’albero di trasmissione del rotore di coda e i comandi sono facilmente accessibili. Per facilitare l’ispezione del rotore principale ai lati della fusoliera vi è una piccola piattaforma poggiapiedi ripiegabile.
Il supporto del rotore principale è costruito con tubi d’acciaio che si estendono dal tetto della cabina fino alla parte superiore della trasmissione. Questa struttura diventa un’unica unità consistente della testa rotore, della trasmissione principale con il proprio impianto di lubrificazione e gli accessori ed il sistema completo con i servo comandi.
Pilota e co-pilota sono sistemati più in alto e leggermente più avanti rispetto alla cabina dei passeggeri. I piloti possono accedere alla cabina di pilotaggio attraverso la cabina dei passeggeri, ma il passaggio è piuttosto stretto e scomodo. Solitamente perciò usano l’ampia finestra scorrevole posta su ciascun lato della cabina di pilotaggio. Qui vi sono dei poggiapiedi e delle maniglie alle quali aggrapparsi, ma occorre prestare attenzione quando si sale o si esce dalla cabina con il rotore in moto, perché le pale passano vicine alla testa. Inoltre la cabina di pilotaggio si trova ad oltre 2 metri d’altezza per cui non bisogna cadere quando ci si arrampica!
Il posto di pilotaggio (il pilota siede a destra) è comodo e la visuale, a detta del costruttore, è buona. Su alcuni modelli il vetro frontale è diviso in due, su altre in quattro porzioni.
Gli strumenti sono stati disposti seguendo specifiche richieste dei piloti, e sono facilmente accessibili in caso di bisogno grazie ad un pannello rimovibile. L’elicottero poteva essere impiegato per il volo notturno grazie ad una speciale illuminazione di colore rosso in cabina.
Tra i due sedili dei piloti, disposto diagonalmente, vi è l’albero di trasmissione che collega il motore alla trasmissione principale. Questa è sostanzialmente simile a quella montata sull’S-51 e sull’XHJS.
Il rotore principale tripala, simile a quello dell’S-51, anche se più semplice da un punto di vista costruttivo, è del tipo articolato con pale metalliche intercambiabili e ripiegabili. Il rotore di coda, del tipo bipala con pale metalliche pure intercambiabili è sorretto da un pilone.
Un “baffo” ammortizzato impedisce alle pale di urtare il terreno durante avvicinamenti o decolli troppo cabrati.
L’elicottero è provvisto di comandi idraulici sul passo collettivo e su quello ciclico. I pedali del rotore di coda, ai quali sono abbinati i freni individuali delle due ruote posteriori, possono essere regolati ma sono sprovvisti di servocomando.
Per incrementare la stabilità e mantenere un assetto ottimane l’apparecchio è provvisto di due pianetti (inizialmente mobili in seguito fissati in modo rigido) a forma di V rovesciata inclinati verso il basso di circa 45° montati nella parte posteriore del trave di coda. Altre versioni sono invece dotate di uno stabilizzatore orizzontale.
L’impianto elettrico è provvisto di un generatore da 200 Ah abbinato alla trasmissione principale. La batteria da 24V è sistemata sotto il compartimento radio, appena dietro la separazione della cabina dei passeggeri.


Notevole volume di carico

La cabina per i passeggeri (o per il carico trasportato internamente), accessibile da un ampio portellone scorrevole (altezza 122 cm, larghezza 116 cm) posto sul lato destro, ha le seguenti dimensioni interne: lunghezza 305 cm, larghezza 158 cm, altezza 183 cm. Il volume interno complessivo risulta essere quindi di 7.64 mc. A dipendenza della densità di occupazione vi trovano posto da 7 a 10 occupanti.

Nel ruolo di eliambulanza l'elicottero poteva trasportare sei feriti su barella. Nella versione originale era provvisto di due finestrini su ciascun lato, uno dei quali era ricavato nella porta scorrevole.
Il carburante è contenuto in due serbatoi sistemati sotto il pavimento della cabina. Qui vi sono delle cellule costruite in nylon resistenti all'urto che possono contenere complessivamente fino a 700 litri di carburante (378 litri nel serbatoio frontale e 322 in quello posteriore ausiliario).
Sempre nel pavimento della cabina vi è una botola (dimensioni 120 x 50 cm) che veniva usata durante i voli fotografici o di pattugliamento. Attraverso quest'ultima è possibile osservare il comportamento del carico sospeso. Il limite strutturale del gancio baricentrico è di 907 kg.
Il carrello d'atterraggio è del tipo quadriciclo, con ammortizzatori idraulici individuali su ogni ruota. L'elicottero può così rullare sulla pista come un aeroplano. Le ruote anteriori di diametro più piccolo ruotano di 360°.
Dietro la cabina dei passeggeri vi è il bagagliaio (sempre accessibile dal lato destro o direttamente dalla cabina) che può accogliere un carico fino a 113.4 kg. Sotto quest'ultimo vi è lo spazio per l'equipaggiamento radio, la batteria e l’impianto di riscaldamento e ventilazione.
Molte componenti dell’S-55 sono identiche o molto simili a quelle dell'S-51 e dell’XHJS-1.


Il motore

Come abbiamo visto l’S-55 poteva essere equipaggiato con diversi motori. Nella versione S-55/H-19A è dotato di un propulsore radiale a nove cilindri Pratt & Whitney Wasp R-1340-57 (cilindrata 22 litri) – indicato dal costruttore anche come S1H2 – raffreddato ad aria che sviluppa a livello del mare una potenza massima al decollo di 447/600 kW/cv a 2'250 g/min (1 min) alla pressione di 36.5 pollici di mercurio (in. Hg.).
Per facilitare il raffreddamento nel vano motore vi sono numerose griglie di ventilazione. La potenza massima continua disponibile a livello del mare è di 410/550 kW/cv a 2'200 g/min 34.0.
Questo motore, famoso per la sua grande affidabilità, è provvisto di un compressore d’aria centrifugo. Pesa circa 394 kg e in base alle indicazioni del costruttore può essere sostituito in due ore senza l’ausilio di un argano di sollevamento. Inizialmente necessitava di una revisione completa ogni 600 ore di funzionamento.
Il consumo medio di carburante (91/98 ottani) è di circa 145 litri per ogni ora di volo.

Prestazioni S-55

In condizioni atmosferiche standard, al peso massimo autorizzato al decollo di 3'100 kg, l’S-55 ha una velocità massima di crociera di 137 km/h. La velocità massima autorizzata a livello del mare è di 176 km/h. La Vne dev’essere ridotta di 8.3 km/h ogni 305 m di salita. Il rateo iniziale di salita a livello del mare è di 258 m/min.
Stando ai dati forniti dal costruttore a pieno carico può raggiungere una quota massima operativa di 3'950 m/sm, mentre il volo stazionario può teoricamente essere effettuato fino a ca. 2'400 m/sm in effetto suolo (IES), rispettivamente 1'350 m/sm fuori effetto suolo (FES).
L'autonomia massima con riserva è di 725 km, corrispondente a 5 ore di volo (400 km rispettivamente 2h45' senza riserva).

Limitazioni

I giri del rotore devono essere mantenuti entro 170 e 245 g/min, mentre il regime del motore Pratt&Whitney in volo livellato dev'essere mantenuto sui 2'200 g/min. La temperatura del motore dev’essere mantenuta entro i 120-260°C.

Dimensioni e pesi

Il Sikorsky S-55/H-19A ha un rotore principale del diametro di 16.15 m, mentre il rotore di coda ha un diametro di 2.64 m. La fusoliera ha una lunghezza di 12.85 m. L'altezza massima è di 4.07 m. Carreggiata ruote posteriori 3.35 m, ruote anteriori 1.42 m.
Il peso a vuoto dell'elicottero equipaggiato con il carrello d'atterraggio provvisto di ruote è di ca. 2'245 kg, mentre il peso massimo al decollo è di 3’100 kg.
L'elicottero in versione civile può normalmente trasportare 7 passeggeri con il loro bagaglio oppure un carico in cabina (o sospeso) di 600-650 kg.

Equipaggiamenti ausiliari

L'apparecchio poteva essere dotato di vari equipaggiamenti opzionali, tra i quali una serie di strumenti supplementari per il co-pilota, sedili ripiegabili per il trasporto di 10 soldati oppure 7 sedili per i passeggeri nella versione commerciale, rivestimenti interni della cabina passeggeri, kit per il trasporto di 6 barelle, gancio baricentrico, verricello idraulico (modello Breeze Winch P/N BL 413 oppure BL 1315), luci rotanti anti-collisione, luci d'atterraggio, pompa ausiliaria del carburante, galleggianti per uso anfibio fissi, galleggianti gonfiabili d'emergenza ed equipaggiamento per i trasporti commerciali.

Il Sikorsky S-55 in Svizzera

Come precedentemente indicato il Sikorsky S-55/H-19 venne prodotto su licenza anche dalla SNCASE che curiosamente lo battezzò “éléphant joyeux” (elefante felice).
Allo scopo di promuovere le vendite del nuovo apparecchio il produttore francese nel giugno del 1953 organizzò un tour promozionale che toccò Parigi, Berna e Roma.
Su invito della Schweizerische Helikopter AG (Heliswiss AG - Swiss Helicopter AG) l'11 e 12 giugno l’F-BGOY (n/s 55-383) pilotato da Gérard Henry e da Jean Boulet effettuò varie dimostrazioni all'aeroporto di Belp/BE. Nel corso di queste vennero effettuati vari trasporti di passeggeri e di materiale sospeso al gancio baricentrico. L'S-55 si esibì sollevando un'automobile Citroën 2CV del peso di circa 500 kg che venne sospesa al gancio baricentrico.

L’F-BGOY era provvisto con un verricello idraulico. L’equipaggio lo utilizzò per mostrare la possibilità dell’elicottero di operare nel ruolo di eliambulanza. Le possibilità offerte dall’S-55 erano davvero notevoli, ma notevole era anche il prezzo (ca. 700'000 Frs.) davvero fuori portata per la neo-fondata compagnia di elitrasporto.
La dimostrazione di Belp fu ripresa anche da una troupe del cinegiornale svizzero che realizzò il servizio 579.
A causa delle cattive condizioni meteo il programma di valutazione subì dei cambiamenti, cosicché l’elicottero non potè essere testato in montagna come inizialmente previsto.
Per questo motivo l’anno successivo un apparecchio analogo venne nuovamente invitato in Svizzera per effettuare altre prove di volo.
Queste furono condotte sotto stretta osservazione di Hansueli Weber, ex-ispettore dell’UFAC nonché secondo pilota civile svizzero di elicottero, nel frattempo passato alle dipendenze dell’esercito.
L’apparecchio in questione, appartenente all’esercito americano, era l’H-19B n/s 52-7511A dislocato a Monaco in Germania.
Giunse in Svizzera il 22 giugno 1954 con l’equipaggio formato dai piloti Mc Kee e Wykoff accompagnati dai colleghi Santos e Farrel.

I piloti americani, poco esperti nel volo in montagna, non se la sentirono di portare a termine tutte le prove previste. In altre ridussero notevolmente il carico trasportato per motivi di sicurezza.
Complessivamente l’elicottero compì circa 8 ore di volo tra il 22 ed il 30 giugno, dopodiché lasciò la Svizzera.
Il Sikorsky S-55 riapparve nel cieli elvetici solo molti anni dopo, ma motorizzato con una turbina. Questa comunque è un'altra storia che verrà presentata separatamente.

L’H-19B in volo - Il giudizio di un esperto

Hansueli Weber scrisse un dettagliato rapporto per conto del servizio tecnico del dipartimento militare federale dopo aver testato in volo l’H-19B. Quest’ultimo era più potente dell’F-BGOY perché mosso da un motore Wright Cyclone R-1300-3 con una potenza massima al decollo di 597/800 kW/cv.
Il suo giudizio fu tutto sommato positivo. Scrisse che il livello delle vibrazioni in volo era basso, salvo nella fase di rallentamento che precede l’atterraggio. Anche in autorotazione l’elicottero si comportava bene. A preoccupare il pilota era la qualità delle comunicazioni radio ed il fatto che durante alcune manovre la cabina era pervasa dai gas di scarico. La visuale, soprattutto in fase d’atterraggio, era limitata e paragonabile a quella di un aeroplano.

Sapevate che…

Tra il 15 ed il 31 luglio 1952 due Sikorsky H-19B battezzati “Hopalong” e “Whirloway” completarono il primo volo transatlantico? Ai loro comandi vi erano il capitano Vincent H. Mc Govern ed il capitano Harry C. Jeffers (Hopalong) ed il primo tenente Harold W. Moore con il capitano George D. Hambrick (Whirloway). Partiti dalla base militare di Westover nel Massachussets atterrarono a Prestwick in Scozia dopo aver percorso a tappe una distanza di 6'400 km in 42h 25’.
Il primo S-55 civile (immatricolato N412A) venne acquistato dalla Los Angeles Airways nel 1952 e fu trasferito in volo da Bridgeport a Los Angeles. Il 9 aprile l’elicottero venne utilizzato per inaugurare il nuovo servizio per il trasporto di passeggeri.
Purtroppo un’ora dopo la cerimonia tenutasi all’Ambassador Hotel, mentre stava ritornando all’aeroporto di Los Angeles, a causa di un guasto al rotore di coda l’elicottero ebbe un incidente nel quale rimasero seriamente feriti i cinque occupanti. Di conseguenza anche gli altri S-55 vennero tenuti a terra per qualche settimana fintanto che il motivo dell’incidente fu chiarito e il problema risolto con una modifica.
Gli S-55 ancora volanti sono oggigiorno molto pochi. La Golden Wings Aviation, che ha la sua base a Brewster nello stato di Washington, ne possiede ancora alcuni (sia con motore radiale che a turbina) che impiega tra l’altro per impedire il gelo delle piante da frutta, in particolare di ciliegio. Volete saperne di più? Leggete questo interessante articolo (disponibile unicamente in lingua inglese): http://www.capitalpress.com/content/djw-cherrychopper-w-art-060311

Strano ma vero

Stabilire con assoluta certezza la data del primo volo del Sikorsky YH-19 è pressoché impossibile. Se è certo che volò per la prima volta nel novembre del 1949, è molto difficile indicare il giorno preciso.
Le fonti consultate indicano i giorni seguenti: 4, 7, 10 e 21. Nell’articolo è stata indicata la data del 7 novembre 1949 perché la Sikorsky ha stampato una cartolina commemorativa con questa data che si presume pertanto essere corretta.

E infine non perdetevi questo video

https://www.youtube.com/watch?v=WAtg5g_uQHg

Link interessanti

http://www.hrs-helicopter.com/

Attendo i vostri commenti, aggiunte e precisazioni!

HAB 10/2011