UH-60M (UH-60L+)

UH-60M "Black Hawk" Revitalisierung

Lasten, wie das über 4.000kg schwere Avenger Air Defense Vehikel, waren in den Kriterien für den Entwurf des Black Hawk nie vorgesehen und stellen eine schwere Belastung für die Strukturen dar.

Im Programm "Block I" wird durch einen Mix aus neuen Fluggeräten, als auch aus 1.217 werksüberholten Maschinen der Zeitraum bis 2025 überbrückt. Ziel ist sowohl eine Leistungssteigerung als auch eine Verringerung der Betriebskosten der Black Hawk - Flotte.

Von den derzeit 1.550 Black Hawks im Dienst der Army sind etwa ²/₃ vom frühen Typ UH-60A, welche ständig steigende Betriebskosten aufzuweisen haben.

Die A-Modelle liefen verließen zwischen 1978 und 1989 die Werkshallen in Stratford Connecticut und erreichten mit ungefähr 100 Hubschraubern pro Jahr Mitte der 80er den Höhepunkt der Fertigung. Das derzeitige Durchschnittsalter der UH-60A Flotte beträgt 18 Jahre und etwa 90 dieser Hubschrauber werden heuer ihr 20jähriges Dienstjubiläum erreichen - der Punkt ab dem die Betriebskosten dramatisch steigen.

Derzeit kalkuliert die US Army die Betriebskosten eines UH-60A mit etwa USD 2.300,- per Flugstunden, die eines UH-60L bei etwa USD 1.800,-. Die Modernisierung soll die Betriebskosten der Black Hawk Flotte bei steigender Leistung um 10% senken.

Eine höhere Leistung ist von Nöten, da die Anforderungen an den Black Hawk, seit der Erstellung der UTTAS-Kriterien sich gewandelt haben. Diverse Verbesserungen haben zu einem höheren Abfluggewicht geführt und neue Lasten - wie das 4.090kg schwere Avenger Air Defense Fahrzeug auf Hummer Fahrgestell - waren damals nicht vorgesehen.
Während ein UH-60L Lasten von 2.045kg bei 35°C Außentemperatur über eine Entfernung von 250km tragen kann, schafft ein UH-60A nur 1.363kg über die selbe Entfernung.
Und auch die Avionik hat sich seither sehr gewandelt. Ausgenommen einige wenige Fluggeräte für Spezialoperationen (MH-60L und K) sowie die Medevac-Variante UH-60Q sind alle U.S. Army Black Hawks mit analogen Cockpits ausgerüstet - verbunden mit hohem Arbeitsaufwand für die Crew und vollkommener Blindheit für das digitale Schlachtfeld der Zukunft.
Der UH-60M wird diese Einschränkungen, mit einem neuen Standard-Fluggerät und gemeinsamer integrierter Avionik, überwinden.

Derzeit (Stand 1/2007) ist das UH-60M Programm bis in FY2010 finanziert. Es umfasst je nach Zustand der Luftfahrzeuge die Rekapitalisierung von UH-60A zu UH-60A oder UH-60M. Diese Modifikation umfasst das Upgrade der Airframes, Triebwerke, Antriebsstrang, Cockpit auf digital sowei ein Crashsicheres externes Treibstoffsystem für das ESSS.
Die neuen UH-60M Black Hawks werden die T-701C Triebwerke der älteren L-Modelle, die Getriebe, Windschutzscheiben, Heizung sowie die crashsicheren Sitze weiterverwenden. Jedoch werden eine große Anzahl neuer Systeme, wie ein Digitales Cockpit mit MFD-Displays, einem digitalen Flugkontrollsystem, GPS, aktive Vibrationsunterdrückung, verbesserte Infrarotunterdrückung etc. hinzu kommen. Anfang 2005 hat das Pentagon die "Low Rate Initial Production" (LRIP) von 22 neuen UH-60M für 2005 sowie 40 neue UH-60M für FY2006 genehmigt. Die Black Hawk Neuproduktion soll 2007 vom UH-60L komplett zum neuen UH-60M wechseln.
Am 31. Juli 2006 wurde der erste UH-60M an die US.Army ausgeliefert.

UH-60Q "Medevac" (links) sowie die H-60s für Spezialoperationen und einiger Exportkunden (z.B. Türkei - rechts) sind die einzigen Black Hawks mit modernen digitalen Cockpits. Alle UH-60Ms bekommen eine gemeinsame integrierte Avionik um die Black Hawks der U.S.Army für das digitale Schlachtfeld der Zukunft zu rüsten.

"U.S.ARMY, UH-60A, 77-22716" ist als dritter Serien-Black Hawk einer der ältesten Black Hawks und wird einer der jüngsten UH-60M.

Die neuen Rotorblätter sind hauptverantwortlich für die höhere Flugleistung des UH-60M

Werksüberholung und Upgrade

Der zweite Schritt von "Block I" ist die Modernisierung der A und L-Modelle zum UH-60M bei Sikorsky in Stratford.

Sikorsky erhielt den "System Development and Demonstration"-Vertrag im Mai 2001. Der Vertrag läuft bis 2006 und umfasst den Bau von vier Prototypen, welche den Weg der einzelnen Geräte zum UH-60M zeigen sollen. Als erstes wird Sikorsky einen UH-60A, danach einen UH-60L zum UH-60M Standard umbauen. Der dritte Prototyp ist ein komplett neu gebauter M. Vierter und letzter Prototyp ist ein UH-60A (dritte produzierte Black Hawk mit 5.187,7 Flugstunden im Logbuch) der zum HH-60M "Medevac", mit medizinischer Einrichtung und Rettungswinde, umgebaut wird. Die "Medevac"-Avionik wird das neue digitale Cockpit der Utility-Hubschrauber mit der Forward Looking Infrared (FLIR) Sensor, dem Personen Ortungssystem und dem TACAN Navigationssystem verbinden.
Zwei UH-60As und ein UH-60L wurden zum Zweck der Inspektion und der Zerlegung schon in die Sikorsky Fabrik in Troy, Alabama überstellt. Abhängig vom Zustand der A und L - Komponenten überholt, an das Army Ersatzteillager retourniert oder verschrottet. Überholte Komponenten kommen nach Stratford um wieder Teil eines "fast" neuen UH-60M zu werden. Obwohl Studien nach wie vor die Ersparnis von recycelten Bauteilen gegenüber neuen Bauteilen erforschen, schätzt Sikorsky, dass ein auf diese Art gebauter UH-60M etwa 70% eines komplett neu gebauten Hubschraubers kostet.

Die Zeitspanne für den Bau der M-Prototypen wurde mit 18 Monaten veranschlagt, einmal in Produktion soll die Wandlung von UH-60A oder UH-60L zu UH-60M nur noch 9 Monate in Anspruch nehmen.

Die anfängliche Baugeschwindigkeit wird 10 Hubschrauber im Jahr 2004 betragen und danach gleichmäßig auf etwa 100 Hubschrauber im Jahr 2016 steigen. Die erste Einheit wird 2006 die neuen UH-60M bekommen und nur die Überholung alleine wird bis 2020 insgesamt 1.217 UH-60Ms in Dienst bringen. Diese Zahl enthält nicht 37 MH-60Ls und 23 MH-60Ks, inkludiert jedoch alle 66 EH-60 Quick Fix Special Electronic Mission Hubschrauber, die zu "Utilities" konvertiert werden.
Dank der großen Synergie zwischen den MH-60S der U.S.-Navy und den UH-60L, wird die L-Variante trotz Produktion der neuen UH-60M weiterhin als S-70 für Exportkunden verfügbar sein.
Der Mix zwischen überholten und neu gebauten UH-60Ms steht noch nicht fest und wird sich nach den zukünftigen Erfordernissen und Budgets der Army richten. Wie auch immer dieser Mix ausfallen wird, der UH-60M wird ein größerer, intelligenterer und stärkerer Black Hawk sein.

Der UH-60M soll diese Mission mit einer Geschwindigkeit von 270km/h (145kn), mit einer Anfangssteigleistung von 152m/Min über einen Radius von 225km durchführen können. Das FUR soll mit 326km/h (175kn) und einer Anfangssteigleistung von 229m/Min. einen Radius von 500km erreichen. Mit einer Aussenlast von 2.045kg sind 135km Radius bei einer Anfangssteigleistung von 61m/Min. gefordert. Für das FUR sind 4.545kg und eine Anfangssteigleistung von 152m/Min bei 275km Radius gefordert.

Die neue Zelle

Der UH-60M wird das selbe Getriebe wie der UH-60L verwenden, jedoch modifiziert um eine Seahawk-Rotorbremse. E
in separater Vertrag wurde mit General Electric geschlossen. GE wird das T700-GE-701D für den UH-60M qualifizieren, welches rund 4% mehr Leistung bei verbesserter Lebensdauer aufweisen wird. Das -701D ist bereits im Test und weist eine 99%ige Identität mit dem -701C auf. Neu sind 15 Schlüsselbauteile im Bereich von Brennkammer und Turbine, welche vom kommerziellen CT7 Turboprop-Triebwerk stammen. Soweit absehbar, wird sich der spezifische Treibstoffverbrauch nicht ändern, doch versprechen die Änderungen im Durchflussverhalten eine längere Lebensdauer und geringere Betriebskosten der Triebwerke. Diese Verbesserungen werden die Betriebskosten für den Antriebsstrang um 20% senken, insgesamt sind die gesamten Betriebskosten für den UH-60M leicht geringer projektiert als für den UH-60L.

Neue Hauptrotorblätter sollen die Leistung des Black Hawks bei hohen Abfluggewichten verbessern. Sikorsky Aircraft begann mit den Flugtests der neuen breitblättrigen Rotorblätter auf einem Black Hawk im Jahr 1993 in West Palm Beach, Florida und Fort Rucker, Alabama.
Mit einer Verbreiterung der Blätter um 1,74 in und zurückgepfeilten Blattspitzen sind die Vollkompositblätter identisch zu jenen des neuen S-92, allerdings verkürzt auf den Black Hawk Rotordurchmesser.
Auch ohne Steigerung des erlaubten maximalen Abfluggewichts, erzielt der UH-60M mit diesen Blättern eine dramatische Steigerung des Nutzlast/Reichweiten-Verhältnisses gegenüber dem UH-60A.

Das Leergewicht des UH-60M wird derzeit auf 5.678 kg geschätzt, verglichen zu den 5.129 kg des UH-60A und 5235 kg des UH-60L. Die exakten Werte für Leergewicht und Nutzlast sind abhängig vom Gewicht der Avionik und anderen Entscheidungen die erst getroffen werden müssen. Die U.S.Army schätzt, dass die maximale Nutzlast des UH-60M unter "hoch und heiß"-Bedingungen 214 kg über dem UH-60L und 455 kg über dem UH-60A liegen wird. Und während der erste Black Hawk eine 1.364 kg Last am Haken über 135 km Entfernung tragen konnte, wird der UH-60M etwa 2.364kg über die selbe Distanz befördern können.

Die Zelle des UH-60M deckt das Belastungsspektrum von Spezialmissionen ab. Eine gemeinsame Avionik-Architektur für die Hubschrauber des Special Operations Command wird von Rockwell Collins entwickelt.

Die neuen Rotorblätter verwenden den bestehenden Black Hawk Rotorkopf und Kontrollen. Army-Tests haben niedrigere Vibrationen der breiteren Blätter bestätigt, was zu einer besseren allgemeinen Verlässlichkeit und Wartbarkeit führen wird. Trotzdem wird der UH-60M den Sprung von der passiven Vibrationsdämpfung zur aktiven Vibrationsdämpfung machen. Wie beim S-92 werden Computer-kontrollierte rotierende Massen die auf Federn gelagerten Ausgleichsmassen ersetzen. Sikorsky testet zwei Kandidaten für die aktive Vibrationsdämpfung beim UH-60M.

Der UH-60M bekommt außerdem das Hamilton Sundstrand dual-digitale Flugsteuersystem, stark angelehnt an die Seahawk Hardware und Architektur. Kosten- und Platzgründe werden die Army vermutlich davon abhalten, die automatische Schwebeflugsteuerung nach Navy-Stil zu integrieren, doch wird der Computer den Stabilisator integrieren und die Steuerung der Stabilität mit dem Kollektiv koppeln. Der neue Computer wird eine verbesserte Flugsteuer-Software bekommen und bei niedrigen Vorwärtsgeschwindigkeiten automatisch die Flughöhe halten können, um die Crew bei Landungen - vor allem unter schlechten Sichtbedingungen - zu entlasten. Ebenfalls verbessert ist die Verlässlichkeit und Wartungsfreundlichkeit des neuen digitalen Systems gegenüber dem alten analogen Systems.
Ausgenommen die Rotorblätter, sind alle dynamischen Komponenten des UH-60M - inklusive des Heckrotors - ident mit jenen des UH-60L. Doch unter dem Hauptrotor wird eine Serie an Änderungen der UH-60M Zelle eine Lebensdauer von 8.000 Flugstunden geben.

Cockpits, Kabinentüren und Heckausleger der gestrippten Black Hawks werden von Alabama nach Connecticut geliefert. Zwischen Cockpittüren und Heckausleger bekommt der UH-60M eine komplett neue Struktur. Notwendige Verstärkungen rund um die kraftübertragenden Komponenten machen einen Neubau effizienter als eine Überarbeitung der Kabine. Endeffekt ist, dass das Gerätedeck des UH-60M mit dem MH-60S der Navy ident sein wird. Modernste Fertigungsmethoden führen zu geringeren Kosten und Gewicht und einer signifikanten Reduktion der Bauteile gegenüber der alten Kabine.

Das mögliche Belastungsspektrum der neuen Zelle umfasst alle Bedürfnisse des UH-60M und jegliche denkbare Spezialmission, welche zu höheren Abfluggewichten führen könnte. Als Beispiel plant das Army Special Operations Command den MH-60M mit dem UH-60M als Basis, allerdings ausgestattet mit einem neuen Equipment-Paket um zukünftige Missionserfordernisse zu erfüllen. Rockwell Collins soll für das Special Operations Command eine gemeinsame Avionik-Architektur (Common Avionics Architecture System / CAAS) für MH-60s, MH-47s und MH-6s entwickeln.

Von Anfang an werden alle UH-60Ms ab Werk mit den Halterungen für das ESSS versehen. Robertson Aviation entwickelt crashsichere Außentanks mit etwas geringerer Treibstoffmenge, verglichen mit den derzeitigen 230gal Tanks, aber erhöhter Sicherheit. Außer Frage stehen die Qualitäten des Black Hawk im Bereich Crashsicherheit und ballistischer Toleranz und so werden Fahrwerk und andere schützende Eigenschaften unverändert bleiben.
Trotzdem wird der UH-60M neue verstellbare energieabsorbierende Crew- und Truppensitze erhalten um besseren Schutz bei unterschiedlichen Körpergrößen gewährleisten zu können - und der UH-60M wird vorbereitet für den Einbau des Cockpit Air Bag Systems.
In Zusammenarbeit mit der Army passt Sikorsky den UH-60M auch für das "Air Warrior" Körperschutzsystem - ein Kampfanzug mit modular-integrierbaren Ballistikschutz, ABC-Schutz, integrierter Kommunikation, etc. - an.
Ebenfalls integriert wird das rückwärtige Avionikabteil, das bereits beim MH-60K und UH-60Q eingebaut wurde. Das neue Abteil gibt genug Platz für neue Hochfrequenzfunkgeräte, Cockpitstimmen- und Flugdatenrecorder, Laserwarnempfänger und andere Avionik.
Ebenfalls neu ist die Verkabelung, diese wird - wie auch die Avionik - nach modernsten Standards (ADS37A) gegen elektromagnetische Störungen abgeschirmt.

Das EW-System des UH-60M wird sowohl den ALQ-144 Infrarot-Jammer als auch den APR-39 Radarwarnempfänger des heutigen Black Hawks inkludieren. Allerdings wird der ALQ-144 gekürzt werden müssen, um auf seinem derzeitigen Standort verbleiben zu können, da sonst der Abstand zu den neuen breitblättrigen Rotorblättern zu gering ist.

Später soll auch fortschrittliche Selbstverteidigungselektronik, wie das AN/ALQ-212 (SIIRCM) Set von integrierten Infrarot-Gegenmaßnahmen und das AN/ALO-211 Set von integrierten Funk-Gegenmaßnahmen in den M integriert werden.

Um die Gefährdung durch infrarotgelenkte Waffen weiter zu reduzieren bekommt der UH-60M auch einen neuen Infrarotunterdrücker. Ausgewählt wurde das HIRS2K-System von General Electric mit einer stärkeren Verwirbelung der Abgase und besserer Signaturunterdrückung. Sikorsky's eigener verbesserter Infrarotunterdrücker fliegt derzeit auf einem Navy SH-60 und wird vermutlich ein Kandidat für das Future Utility Rotorcraft.

Die neue Avionik

Das türkische S-70 Cockpit (oben) nutzt mit 154,3cm die gesamte verfügbare Breite, behindert aber die Sicht nach unten stark. Ursprünglich sollte sich das UH-60M Cockpit am S-92 (oben) orientieren. Das Cockpit des Österreichischen S-70A-42 (oben) Das UH-60M Cockpit (oben) ist dem österreichischen Cockpit sehr ähnlich.

Black Hawks und Seahawks fliegen heute mit einer Reihe von integrierten Cockpits, entwickelt von verschiedenen Unternehmen für unterschiedliche Kunden. Die Special Ops-Modelle MH-60Ls, UH-60Qs "Medevac", die U-Boot-Jäger SH-60Fs und internationale S-70s, entwickelt für die Türkei und andere Kunden, repräsentieren alle einen Verbund von diversen Subsystemen und kommunizieren über einen oder mehrere Datenbusse.
Solche Systeme versprachen immer eine leichte Integration von neuen Subsystemen oder Fähigkeiten wenn sich die Bedürfnisse ändern. Unglücklicherweise haben sich diese "plug-and-play" Versprechen nicht erfüllt. Software- und Hardwarestandards liegen oft unter Verschluss des Eigentümers. Wirklich "offene" Systeme basieren auf publizierten, industriell akzeptierten und verwendeten Standards für Anschlüsse und Software, das ermöglicht dem Kunden die Integration von Hard- und Software aus vielen Quellen ohne kostspieliges Redesign.

Mit dem UH-60M gibt es einen weiteren Schritt in Richtung offene Systemarchitektur, um über die Nutzungsperiode neue Hard- und Software einfacher integrieren zu können. Wo immer möglich wird das UH-60M Avioniksystem um etablierte Kommunikations-, Datenbus und Internetprotokollstandards, sowie die fortschrittlichsten kommerziellen Prozessoren mit großer Speicherkapazität, aufgebaut. Das derzeitige Modell verwendet multiple ARINC, MIL-STD 1553 und Ethernet Datenbusse mit Datensammlern, um analoge und digitale System zusammenschließen zu können.
Die wirklich offene Hubschrauber-Avionikarchitektur wird Hardware-unabhängige Softwareapplikationen verwenden.
Als Beispiel wird die digitale Landkarte des UH-60M eine reine Softwareapplikation sein und nicht mehr nur innerhalb einer dafür vorgesehenen Line Replaceable Unit zu betreiben sein. Eine frei zugängliche Standard-Grafik-Softwaresprache und andere Softwarewerkzeuge werden den industriellen Partnern der Army helfen, Displays schnell zu wechseln und Funktionen schnell hinzuzufügen (rund 60% des UH-60Q Quellcodes ist für die grafische Darstellung auf den Displays zuständig).
Für den UH-60M fordert die Army die Verwaltungsrechte für die Quellcodes der Software, um neue Funktionen zu niedrigeren Kosten integrieren zu können.

Sikorsky evaluiert derzeit die Angebote verschiedener Avionik-Hersteller und möchte Ende 2002 das ausgewählte Unternehmen unter Vertrag nehmen.
Dieses Unternehmen wird profitieren von der Erfahrung, die bei internationalen S-70s und auch bei anderen Projekten kürzlich gemacht wurden. Lehren aus Systemintegrationen, die physikalische und funktionelle Fortschritte für die Crews im UH-60M der Zukunft bringen.
Als Beispiel kann das Instrumentenbrett des UH-60L genannt werden, welches 147,3cm breit ist und zum Teil die Sicht durch das Bodenfenster behindert.
Das Instrumentenbrett des UH-60Q "Medevac" hat zwei Multifunktionsdisplays und zwei Kontrolldisplays gemeinsam mit analogen Instrumenten und macht mit einer Breite von 154,3cm die Situation noch schlimmer. Das Instrumentenbrett der S-70 der Türkischen Landstreitkräfte hat mit vier MFD's, sowie Gefahrenwarninstrumenten, einer digitalen Uhr, drei Standby-Instrumenten und den Stormscope-Displays die selbe Breite.
Eine Präsentation aller Informationen in den vier Displays und einer Darstellung der Standby-Instrumente in ein einziges Darstellungsgerät ermöglicht beim UH-60M ein Instrumentenbrett mit einer Breite von nur 132,8cm und ermöglicht eine Sicht zu den Bodenfenstern, besser den je.

Eine bessere Systemintegration kann auch zu einer Rationalisierung im Cockpit führen. Der Wechsel einer Transponderfrequenz benötigt in manchen integrierten Cockpits 20 Arbeitsschritte. In den Türkischen S-70s kann diese Arbeit in zwei Schritten am CDU vorgenommen werden.
Im UH-60M werden beide Piloten schwenkbare Eingabeinstrumente bekommen, damit der nicht fliegende Pilot den Cursor auf den Monitoren bequem steuern kann.

Zwar ist der UH-60M ein wichtiger Schritt der U.S.Army "Utility"-Flotte, trotzdem aber nur der Weg zum sehr viel leistungsfähigeren Future Utility Rotorcraft. Das FUR wird in der Lage sein 4.545 kg Außenlasten unter "hoch und heiß"-Bedingungen zu tragen. Während der UH-60M bei Luftlandungen 11 Soldaten 225km weit mit 270km/h tragen wird können, lautet das Ziel des FUR 350km bei 326km/h. 256 dieser FUR sollen im Jahr 2025 bei den Frontverbänden in Dienst stehen.

Für die Fortbewegung des FUR werden 3.000 WPS Treibwerke aus dem Common Engine Programm (CEP) sorgen. CEP profitiert von der Joint Turbine Advanced Gas Generator (JTAGG) Technologie und soll ein um 60% besseres Kraft/Gewichtsverhältnis, 25% weniger Treibstoffverbrauch und 20% geringere Betriebskosten aufweisen. Angeschlossen an das 4.200 WPS Getriebe des S-92 könnten diese Triebwerke in einer gestreckten Black Hawk Block II-Variante enorme Leistungen erbringen.
Neue Beschichtungen und andere Verbesserungen könnten die mögliche Belastungsgrenze des S-92 Getriebe auf bis zu 5.100 WPS steigern und es näher an die Bedürfnisse des FUR bringen. Die U.S.Army sieht ihre Zukunft in der Transformation in eine agilere, besser verlegbare kämpfende Truppe.

Das FUR ist weiterhin ein nichtfinanziertes Projekt in der "Utility" Hubschrauber-Langzeit-Bedarfsplanung.
Bis dahin verspricht der UH-60M eine erhebliche Leistungssteigerung schon in der nahen Zukunft.