Sikorsky S-64A Sky Crane - Storia e descrizione tecnica

L’interesse della Sikorsky

Dopo l’apparizione dell’XH-17 vari altri fabbricanti tra i quali la Omega Aircraft (Omega BS-12 1956), la Mc Donnell (Model 120 1957), la Westland (Westland Westminster 1958), o ancora la fabbrica moscovita elicotteri Mil (Mil MIL-10 1960), iniziarono ad interessarsi al concetto di “gru aerea”.  Nella lista dei pionieri troviamo anche la Sikorsky.
Già nel corso del 1955 Igor Sikorsky aveva parlato pubblicamente del suo interesse per lo sviluppo di una “gru aerea”. Seguendo le indicazioni di suo padre Sergei Sikorsky disegnò nel 1957 quello che in grandi linee diventò poi l’S-64 Sky Crane. Ma andiamo per ordine nella descrizione dei fatti.
Nei primi anni Cinquanta l’azienda di Stratford aveva sviluppato l’S-56, un grosso elicottero bimotore destinato ai Marines impiegato come apparecchio d’assalto e trasporto truppa (designazione militare H-37 Mojave). Era infatti in grado di trasportare 26 soldati equipaggiati e fu costruito in circa 150 esemplari.

Nasce il Sikorsky S-60

La proposta di sviluppare una gru aerea venne vieppiù elaborata e infine sottoposta per esame alla direzione della United Aircraft Corporation che approvò i fondi per la progettazione e la fabbricazione di un apparecchio sperimentale designato Sikorsky S-60.
Igor Sikorsky concepì un nuovo elicottero dalla struttura “ridotta all’osso” per contenere il peso, i costi e la manutenzione.
Per ovviare al problema della ridotta visibilità durante le manovre di sollevamento e soprattutto di deposito e messa in posizione del carico riscontrate sui precedenti modelli, immaginò una cabina di pilotaggio particolare dove il posto del co-pilota poteva se necessario girare di 180° permettendo così a quest’ultimo di osservare direttamente queste delicate manovre.
Per studiare convenientemente la struttura la Sikorsky costruì dapprima un mock-up ed in seguito a partire dal 1° maggio 1958 iniziò la fase di progettazione, costruzione e messa a punto del prototipo.

L’S-60 fu progettato a partire dai componenti dinamici dell’S-56 inclusi i grossi motori a pistoni Pratt & Whitney R-2800 a 18 cilindri a doppia stella in grado ognuno di sviluppare una potenza di 1’566/2'100 kW/cv.
Il prototipo, che ricevette l’immatricolazione civile N807, effettuò il primo volo di collaudo il 25 marzo 1959. Seguì una lunga serie di voli di prova e dimostrativi nel corso dei quali sollevò dei carichi di quasi 6 tonnellate.
Dopo aver complessivamente accumulato oltre 335 ore il 3 aprile 1961 durante un volo di prova per controllare la sensibilità dei comandi alle basse velocità l’S-60 venne seriamente danneggiato in un incidente nei pressi dello stabilimento della Sikorsky (per la cronaca questo apparecchio è attualmente in fase di ricostruzione e chi volesse può seguire i lavori tramite la pagina FB “Sikorsky S-60 restoration”.
Nel complesso l’S-60 si rivelò un buon apparecchio e fu proprio sulla scia di questo successo che prima ancora dell’incidente l’ufficio progettazione ebbe l’idea di creare una nuova versione designata S-64.
L’approvazione formale da parte dei vertici dell’azienda per iniziare i lavori fu ottenuta nel settembre 1959.

Lo sviluppo del Sikorsky S-64

Nel corso degli anni ’50 e ’60, quindi in piena guerra fredda, un po’ in tutto il Mondo vennero progettati e sviluppati aeroplani a decollo verticale. In caso di attacco infatti allora come oggi gli aeroporti sono tra i primi obiettivi ad essere distrutti per impedire l’uso delle piste di decollo.
Anche in Germania, dove si temeva un attacco sovietico, vennero elaborati dei progetti di aviogetti a decollo verticale che all’occorrenza potevano essere impiegati da posti dislocati e nascosti.
Ciò comportava però la necessità di rifornire frequentamente queste basi improvvisate con grandi scorte di carburante, munizioni ed equipaggiamenti.
A tal riguardo la NATO indisse un concorso per la fornitura di un grosso elicottero da trasporto e rifornimento: l’S-64 fu scelto come apparecchio per questo genere di missione.
Perciò grazie ad un accordo con la Sikorsky Aircraft Division of United Aircraft Corporation (UAC) una dozzina di tecnici germanici impiegati dalla Weser Flugzeugbau (WF)  partecipò fin dalle fasi iniziali nel 1959 alla progettazione ed allo sviluppo del nuovo elicottero. Da notare che nel corso del 1961 la WF venne incorporata nella Vereinigte Flugtechnische Werke GmbH (VFW) insieme alla Focke-Wulf Flugzeugbau, nella quale la UAC aveva anche interessi finanziari.
L’accordo prevedeva la fornitura al Ministero tedesco per la difesa del secondo e terzo prototipo dell’S-64 per una serie di prove di valutazione.
Anche se le linee generali richiamavano il predecessore, l’S-64 aveva le proprie peculiarità come ad esempio: sostituzione dei motori a pistoni con turbomotori più potenti e leggeri (395 kg circa anziché 1'065 kg), nuova trasmissione in grado di assorbire maggiore potenza, nuovo rotore principale a sei pale di corda e diametro maggiore, carrello d’atterraggio modificato per facilitare le operazioni di sistemazione del carico prima del trasporto, cabina più spaziosa, gancio baricentrico di maggiore capacità, sistema di livellamento per bilanciare ed agganciare i carichi sospesi (load leveler), aggiunta di un'unità di potenza ausiliaria, eliminazione di una parte dei rivestimenti allo scopo di ridurre peso, costi e manutenzione, aggiunta di un sistema di controllo per l’addetto al carico (al posto del sedile girevole del co-pilota).
Il prototipo del Sikorsky S-64 immatricolato N325Y (n/s 64-001) effettuò il primo volo il 9 maggio 1962.

In seguito al successo dei primi voli dimostrativi, nel giugno 1963 l’US Army annunciò di aver ordinato 6 apparecchi S-64 che ricevettero la designazione militare YCH-54A (successivamente CH-54 Tarhe pronunciato Tar’-hi – vedi nota 1).
Come da intesa all’inizio dell’estate 1963 il secondo prototipo N305Y (n/a 64-002) ed il terzo N306Y (64-003) dopo essere stati testati vennero smontati e trasportati via nave in Germania per essere forniti al Ministero tedesco della difesa.

Qui dopo essere stati rimontati ricevettero l’immatricolazione D-9510 rispettivamente D-9511 ed iniziarono una lunga serie di test dapprima a Buckeburg e successivamente a Oberpfaffenhofen. In seguito l’S-64A fu testato a Oberjettenberg nei pressi di Bad Reichenhall (Baviera), una base esterna di montagna usata dalla Bundeswehr. Le fasi finali di valutazione si tennero invece presso la base aerea di Fürstenfeldbruck usata dalla Lutwaffe fin dal 1936.

L’impiego in Vietnam

Il CH-54A dopo prove estensive venne inviato in Vietnam dove fu impiegato con successo soprattutto per il trasporto di armi e munizioni, grossi veicoli quali cingolati, bulldozer, camion, battelli, ponti e rifornimenti di ogni genere.
L’impiego dell’elicottero si dimostrò molto prezioso per il recupero di aeromobili danneggiati. In un documento datato 24 dicembre 1968 l’US Army rese noto che dei 423 apparecchi tratti in salvo fino a quel momento (per un valore stimato di oltre 220 milioni di dollari) 105 erano così grossi e pesanti che solo il possente CH-54 Tarhe era stato in grado di trasportarli.

La Sikorsky ha prodotto complessivamente un centinaio di S-64/CH-54A.
Nel corso degli anni l’S-64/CH-54 ha stabilito numerosi recordi di altezza e salita.
Il 4 novembre 1971 un CH-54B ha raggiunto in volo orizzonale la quota di 11'010 m, record che per questa categoria di elicotteri a tutt’oggi rimane imbattuto.
L’US Army ha ritirato i suoi Tarhe dopo una trentina di anni di servizio. Diversi di questi è stata successivamente riconvertita per uso civile.

L’S-64 per compiti civili

Non trascorse molto tempo prima che le grosse imprese civili di elitrasporto iniziarono ad  accorgersi delle enormi potenzialità dell’S-64.
Il 30 giugno 1965 la FAA rilasciò la certificazione per uso civile del CH-54A. Tra il 1966 ed il 1967 il Sikorsky Commercial Operation Team effettuò una lunga serie di voli in Nord e Sud America nel corso dei quali l’S-64 fu impiegato per lo scarico di rifornimenti dalle navi alla terraferma, la  costruzione di linee elettriche, piattaforme petrolifere, il trasporto e messa in posa di sezioni di ponti, operazioni anti-incendio e molto altro ancora.

Il 15 febbraio 1968 la Sikorsky annunciò lo sviluppo della versione S-64E appositamente prevista per uso civile provvista di tue turboalberi Pratt & Whitney JFTD12-4A che ricevette la certificazione civile il 21 agosto 1969.
Tra i primi operatori ad acquistare la “gru volante” ci fu la Rowan Drilling Company Inc. di Houston, Texas che il 18 aprile 1969 acquistò due esemplari che impiegò per il trasporto di equipaggiamenti utilizzati per operazioni di trivellazione in Alaska.
Un posto di rilievo tra gli operatori civili spetta certamente alla Erickson Inc. (precedentemente Erickson Air-Crane Company) che ha il suo quartier generale a Portland nell’Oregon. Nel gennaio 1972 questa grossa azienda di elitrasporto noleggiò il primo S-64E che impiegò per il trasporto di legname (logging) e altri pesanti lavori.

Dopo aver impiegato con successo vari S-64, nel 1992 la Erickson Inc. ha acquistato dalla Sikorsky il certificato tipo di questo apparecchio inclusi i diritti di costruzione. Nel corso degli anni ha convertito vari apparecchi militari per uso civile, introdotto moltissime modifiche e sviluppato nuovi equipaggiamenti che estentono la versatilità di questi grossi aeromobili.
Ad oltre cinquant’anni dal primo volo l’S-64 Sky Crane continua a svolgere egregiamente il suo lavoro.
Tra le missioni più delicate (e fors’anche pubblicizzate) che lo hanno visto protagonista sicuramente da menzionare la rimozione dal suo piedistallo della statua della liberta a Washington D.C. avvenuta il 9 maggio 1993 e successivo riposizionamento dopo lavori di manutenzione effettuati sulla preziosissima opera. Per la cronaca il trasporto è stato effettuato dalla Erickson Inc.

Descrizione tecnica

Del Sikorsky S-64 Sky Crane esistono varie versioni (le più conosciute sono la S-64E e S-64F) che si distinguono per la diversa motorizzazione, le prestazioni ed il carico utile. La descrizione seguente si riferisce alla versione S-64A (Type Certificate H1EA) che ha ottenuto la certificazione dalla FAA (Restricted Category) il 30 luglio 1965.
Una delle peculiarità di questo apparecchio è il fatto che è stato uno dei primi ad essere costruito a moduli facilmente intercambiabili. Le sezioni della cabina e della fusoliera potevano per esempio essere sostituite senza grosse difficoltà sul campo.
Il rotore principale a sei pale è completamente articolato, mentre il rotore di coda montato in posizione sopraelevata tramite un rinvio è quadripala. Sull’asse del rotore di coda è montato uno stabilizzatore orizzontale. Il baffo che protegge il rotore di coda da indesiderati contatti con il suolo può essere retratto per facilitare le manovre di posizionamento del carico sotto la fusoliera.
La fusoliera è del tipo semiscocca ed è costruita in alluminio e acciaio. La maggior parte dei componenti principali come per esempio turbomotori, trasmissione e albero cardanico, non è protetta da capottature ciò che facilita i lavori di ispezione. Questa soluzione contiene i costi e il peso a vuoto dell’apparecchio. Per ispezionare i vari componenti sulla fusoliera ci sono delle scalette fisse, maniglie e vani poggiapiedi.
L’equipaggiamento elettronico è alloggiato nella cabina. Esistono due modelli di cabina (short/corta o large/grande).
Nella prima vi sono complessivamente quattro posti: pilota (seduto a destra) e copilota siedono frontalmente affiancati, poi vi è un terzo posto su un seggiolino, mentre dietro di questi in posizione più bassa e girato di 180° c’è un altro posto che è provvisto di comandi e che è occupato da un operatore che sale a bordo quando l’elicottero viene utilizzato per i lavori di grande precisione.
Quest’ultimo occupa la cosiddetta auxiliary control station e può effettuare le manovre di aggancio rispettivamente messa in posizione e sgancio del carico. A tal riguardo dispone di un joystick (comando ciclico), passo collettivo ed un controllo manuale dei pedali che può disinserire. Dispone inoltre di altri controlli ausiliari per il controllo del carico.
Sebbene la FAA non richieda per questo operatore la qualifica di pilota con estensione sul modello S-64, in base alle informazioni acquisite coloro che manovrano l’elicottero da questa particolare postazione sono comunque piloti di S-64 con grande esperienza nelle operazioni di montaggio aereo.
Nella versione con cabina più grande (large cabin) a fianco del posto dell’operatore vi è un quinto posto inizialmente previsto per il meccanico-assistente di volo.
L’accesso alla cabina avviene tramite una scaletta laterale fissata sul lato destro.

Il carrello d’atterraggio è del tipo triciclo fisso con ruotino anteriore. Per facilitare le manovre di aggancio dei carichi può estenersi o accorciarsi idraulicamente.
L’ampia carreggiata e la notevole altezza permettono l’alloggiamento sotto la fosoliera di carichi particolarmente voluminosi come containers o strutture prefabbricate (per esempio mini ospedali da campo, stazioni radio, ecc.). https://www.youtube.com/watch?v=RAltpRp06Uk

L’S-64A è provvisto di due turbomotori Pratt & Whitney JFTD12A-1 aventi ciascuno una potenza massima al decollo di 2’997/4'050 kW/cv, ed una potenza massima continua di 2’368/3'200 kW/cv.
L’elicottero dispone di due serbatoi posti uno davanti e l’altro dietro la trasmissione ciascuno dei quali ha un capacità di 1'664 litri (440 USG).

Dimensioni, pesi, carico utile

Il Sikorsky S-64A Sky Crane ha un rotore principale del diametro di 21.95 m (area disco rotore 378.1 mq), mentre il rotore di coda ha un diametro di 4.88 m (area disco rotore 18.67 mq). La fusoliera ha una lunghezza di 21.47 m, mentre l'altezza misurata al mast è di 5.67 m. Il vano sotto la fusoliera ha una larghezza (misurata tra le gambe del carrello di 5.65 ed un’altezza di circa 4.02 metri.
Il peso standard a vuoto dell'apparecchio è di circa 8'845 kg (19'500 lbs) mentre quello massimo al decollo è di 17'240 kg (38'000 lbs).
In questa versione il carico utile massimo trasportabile al gancio baricentrico è di 8'000 kg (17’636 lbs).
Nella versione S-64F grazie ai due turbomotori di maggior potenza il carico utile sale a 11'340 kg (25'000 lbs).

Il Sikorsky S-64A in Svizzera

All’inizio degli anni Sessanta la Confederazione svizzera stava studiando il problema dell’attraversamento delle Alpi con un moderno e veloce collegamento ferroviario.
Nel 1961-1962 per incarico del “Gruppo di studio galleria del San Gottardo” del Dipartimento federale dei trasporti, la Elektro-Watt di Zurigo elaborò il progetto di una galleria di base del San Gottardo della lunghezza di circa 45 km tra Giornico ed Amsteg. Per stabilire con una migliore precisione la durata ed il costo dei lavori (all’epoca stimati in 783 mio di franchi), il citato gruppo ritenne opportuno raccogliere dati sulle caratteristiche del sottosuolo nella regione conosciuta come la “Sacca di Piora”, un’area alpina incuneata tra due massicci granitici (Gottardo e Lucomagno). Lì si temeva infatti che la presenza di dolomia saccaroide, una roccia dolomitica polverizzata simile allo zucchero temuta dai minatori che creò problemi già durante lo scavo della galleria idroelettrica della Val Canaria nella zona del Ritom). La presenza di dolomia saccaroide avrebbe potuto far lievitare i costi nonché allungare considerevolmente la durata dei lavori.
Sotto la guida dell’eminente studioso ticinese professor Ezio Dal Vesco, direttore scientifico degli studi geologici del politecnico federale di Zurigo, il DFI finanziò una serie di lavori di trivellazione.
Quale punto principale di trivellazione fu decisa una zona nell’alta Valle di Blenio conosciuta con il nome di “Gana Bubaira”, sulla sponda destra del riale Lareccio.
La zona dei sondaggi venne ovviamente scelta per la sua ubicazione geologica lungo il tracciato della prevista galleria.
Visto che la zona scelta non era servita da alcuna strada, per il trasporto del materiale necessario all’installazione del cantiere vennero esaminate tre possibilità: costruzione di una strada camionabile, costruzione di una grossa teleferica oppure trasporto con gli elicotteri. Le prime due soluzioni oltre che ad essere molte costose, avrebbero richiesto molto tempo e deturpato il territorio. Per questo motivo la direzione lavori si affidò all’elicottero.

L’organizzazione

La Elektro-Watt affidò l’organizzazione dei trasporti alla Heliswiss AG, vera pioniera in Svizzera nel trasporto di materiale con elicotteri. Grazie all’intervento dell’Ufficio federale dei trasporti l’azienda bernese riuscì ad ottenere dal Ministero tedesco della difesa il permesso di impiegare uno dei due Sikorsky S-64A.
Nonostante siano passati esattamente cinquant’anni da quegli avvenimenti, grazie ad una serie di fortunate circostanze sono riuscito a rintracciare Ulrich Heider, ingegnere aeronautico classe 1933 che all’epoca era impiegato presso la Weser Flugzeugbau il quale prese parte alle operazioni di elitrasporto sul Lucomagno in qualità di ingegnere di bordo sul Sikorsky S-64A D-9510. E’ a lui ed alle sue meticolose annotazioni che è stato possibile ricostruire nei dettagli a distanza di mezzo secolo gli avvenimenti descritti in questo articolo.
I lavori sul Lucomagno iniziarono nella primavera inoltrata del 1964 e furono organizzati in tre tappe principali. La prima prevedeva il trasporto del materiale (circa 70 tonnellate) per la costruzione degli alloggi per il personale. Questo materiale fu trasportato principalmente con gli elicotteri (Agusta-)Bell 47 e 204B della Heliswiss.
La seconda tappa prevedeva invece l’impiego del Sikorsky S-64A per il trasporto della piattaforma di trivellazione con i vari accessori (peso complessivo circa 114 tonnellate).
La terza fase consisteva invece nel rifornimento del cantiere durante i lavori di trivellazione (1 – 1.5 tonnellate al giorno) compreso il trasporto verso valle dei campioni di roccia. Per questa fase vennero usati principalmente gli elicotteri della serie (Agusta-)Bell 47 della Heliswiss.

In volo verso il Passo del Lucomagno

La Haniel e Lueg di Düsseldorf specializzata in lavori di trivellazione fece trasportare fino all’Alpe Casaccia (1'820 m/sm) tutto il materiale necessario per la costruzione della piattaforma di trivellazione. L’equipaggiamento, che venne pesato prima del trasporto aereo, venne disposto in un preciso ordine in un prato ai lati della strada che conduce al passo.
Nel frattempo l’impresa Mancini e Marti iniziò a Gana Bubaira (2'180 m/sm) a preparare le fondamenta per la costruzione degli alloggi e la posa della piattaforma di trivellazione.
Verso la metà di giugno (siamo, lo ricordiamo, nel 1964) tutto era ormai pronto. Sabato 20 giugno il Sikorsky S-64A immatricolato D-9510 (n/s 64002) lasciò la base aerea di Oberpfaffenhofen a sud ovest di Monaco diretto a Fredrischshafen sul lago di Costanza. A bordo dell’elicottero si trovano cinque uomini d’equipaggio: il pilota e comandante Jack Porth, il co-pilota della VFW Heinz Hofmann, l’ingegnere di bordo Ulrich Heider nonché i meccanici Helmut Thiele (capo equipaggio) e Hermann Gericke (quality inspector). La scelta di impiegare il D-9510 fu dettata semplicemente dal fatto che questo apparecchio montava meno equipaggiamenti elettronici ed era più leggero del D-9511 di 426 kg.
Tutto il materiale necessario per la manutenzione sul campo dell’elicottero fu trasportato nella speciale cabina/container agganciata sotto l’elicottero.
Sbrigate le formalità doganali l’elicottero decollò da Fredrischshafen e raggiunse in pochi minuti di volo Altenrhein dove si fermò nuovamente per sbrigare alcune formalità doganali svizzere.
Nel primo pomeriggio l’equipaggio decollò dall’aeroporto sangallese e si diresse verso il Passo del Lucomagno dove giunse dopo circa un’ora di volo.

Dopo la pausa domenicale lunedì 22 giugno l’elicottero venne preparato per i trasporti. La cabina-container venne smontata mentre gli assistenti di volo imbragarono accuratamente i carichi.
Terminati i lavori preparatori i turbomotori dell’elicottero vennero avviati dopodiché iniziarono i primi trasporti. Durante i voli l’equipaggio era composto da Porth, Hofmann e Heider.
Nel corso della prima giornata di lavoro in 2h34min l’elicottero eseguì 24 voli trasportando complessivamente 87.4 tonnellate di materiale. Nel corso della quinta rotazione l’elicottero trasportò uno dei due basamenti dalla stazione di trivellazione del peso di 6'980 kg (peso complessivo dell’elicottero compreso il carico 16'330 kg).

Diversi altri elementi superavano abbondantemente le 6 tonnellate. Per questo motivo l’elicottero volò con una riserva di carburante limitata, pertanto ogni tre-quattro rotazioni veniva rifornito con kerosene.
Il 23 giugno l’elicottero effettuò in 33 min altri cinque voli trasportando complessivamente 27 tonnellate di materiale.

I trasporti svolti con una meteo favorevole furono seguiti da molte persone accorse sul posto per vedere quello che il giornalista ticinese Giuseppe Biscossa definì "un apparecchio abnorme, colossalmente fuori dalla regola terreste e celeste".
In effetti l’elicottero, pur non essendo un’assoluta novità a sud delle Alpi, all’epoca non era ancora molto diffuso. Si può quindi ben comprendere lo stupore di coloro che accorsero a vedere l’elicottero, il più grande apparso fino ad allora nei cieli ticinesi.
La Heliswiss invitò ad assistere all’avvenimento diverse grosse aziende svizzere, le autorità militari, la stampa ed il cinegiornale che documentò lo svolgimento dei lavori.

Il 24 giugno dopo aver compiuto tutti i trasporti il Sikorsky S-64A fu preparato per il volo di rientro. La sera stessa atterrò a Oberpfaffenhofen.
Come confermato dallo stesso ing. Heider fu in quella circostanza che il Sikorsky S-64A fu testato per la prima volta per il trasporto di carichi ad un’altitudine superiore ai 2'000 metri. Il lavoro si svolse senza inconvenienti particolari e tutti i carichi vennero posati con estrema precisione.
L’S-64A tornò brevemente sul passo del Lucomagno nel gennaio 1965 per trasportare un pesante motore della stazione di trivellazione con i relativi accessori. I voli furono eseguiti dallo stesso equipaggio dell’estate precedente.

La stazione di trivellazione a Gana Bubaira venne smontata completamente nel luglio 1965 al termine dei sondaggi. Questa volta il Sikorsky S-64A giunse in Ticino pilotato da un altro pilota, l’americano Albert King accompagnato dai già citati Hofmann e Heider.
King purtroppo perse la vita in un incidente il 19 maggio 1978 mentre stava effettuando un volo di prova con il prototipo del Sikorsky YUH-60A Black Hawk 73-21650.

Epilogo

Al termine della fase di valutazione conclusasi il 30 settembre 1965 i due prototipi D-9510 e D-9511 continuarono a prestare servizio con le forze armate fino al 1968.
Quell’anno nonostante le sue ottime qualità la Bundeswehr, come già detto, riconsegnò alla Sikorsky entrambi gli elicotteri S-64A, che nel frattempo avevano ricevuto la nuova immatricolazione LA+112 e LA+113.
Al posto di questo modello l’esercito tedesco preferì acquistare il Sikorsky CH-53G una macchina polivalentente che in sostanza è una versione carenata dell’S-64 in grado di trasportare carichi fino a 8 tonnellate, oppure 37 soldati equipaggiati.
Questo elicottero è spesso visibile in Svizzera, soprattutto ai meeting aviatori.