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[武器展望] 空客的新赛车

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 楼主| 发表于 2025-3-17 06:27:16 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
空客是不造赛车的,这里的赛车是RACER,Rapid and Cost-Efficient Rotorcraft。不知道什么时候开始,欧洲也染上了美式缩写的毛病,凑也要凑出一个很性感的缩写。& s" l% a$ D  T5 U7 Z" y
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直升机纵有千般优点,但速度较慢。这还是本质局限。
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直升机的奥妙和局限全在旋翼上。在旋翼的转动中,前行侧桨叶线速度与前进速度叠加,实际相对速度大于前进速度或桨叶线速度。在后行侧则相反,相对速度是桨叶速度减去前行速度。在极限时,前行侧叶尖速度与前行速度的叠加可以达到音速,引起激波。这不仅极大增加阻力,还可能造成结构损坏。后行侧则相反,在极限情况下,叶尖速度与前行速度之差可以低于翼型的失速速度,桨叶失去产生升力的能力。实际上,叶尖发生失速时,内段早就失速了。也就是说,在极端情况下,这将导致升力不平衡,直升机立刻倾翻,可能失事。实际上,桨叶内段失速时逐渐向叶尖扩散的,飞行员应该早就感到升力不平衡的开始了,还盲目加速的话,这是自寻死路了。: T, z: N* v( W" R+ |$ J

+ V) @. n5 f9 ]“前行叶尖超音速”一般发生在“后行桨叶失速”之后,所以后者成为直升机前行速度的极限,导致常规直升机的速度很难超过400公里/小时,实际上在250-300公里/小时级就到头了。比如,AH-64“阿帕奇”的最高速度为261公里/小时。
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为了提高直升机的速度,人们想了很多办法,倾转旋翼(包括连发动机短舱一起倾转,如贝尔V-22;或者只倾转旋翼,发动机固定,如贝尔V-280)是流行的思路,在平飞状态下,旋翼成为螺旋桨,彻底消除“后行桨叶失速”问题。另一个流行思路是复合旋翼,在平飞中用机翼产生大部分升力,用推力发动机产生推力,旋翼减速甚至怠速旋转。% T% N1 n. |  \( R

: L! z& F$ q1 X2 z9 F倾转旋翼有很多优点,但最大的缺点就是:这是能垂直起落的固定翼飞机,并不适合做直升机特殊机动,如悬停、侧飞、倒退等。倾转旋翼不是不能做这些机动,只是做得吃力,有很多限制。比如说,在悬停中,“挑扁担”式的升力在前后左右都必须精确平衡,一有风吹草动,就容易失衡。旋翼也需要在升力所需要的大直径、低转速、柔性桨叶和推力所需要的小直径、高转速、刚性桨叶之间折中,最后实际上两头不讨好。在垂直起落和悬停时,旋翼转速太高,下洗气流太集中、太强烈,很容易进入涡流环状态。平飞时又阻力太大,速度真的快了还有桨叶颤振问题。& E0 G4 G) I( l1 y2 a

7 P5 g7 E5 X" f$ Z倾转旋翼还有占地很大的问题。旋翼在两侧翼尖位置,旋翼桨盘还要继续向外延伸。美国陆军下一代武侦直计划(FARA)里,明确排除了倾转旋翼,就是因为不可能满足在狭窄街巷里使用的要求。
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复合旋翼的优点是保留了传统直升机的特殊机动能力,占地也比较小,但最大速度不如倾转旋翼。这依然是速度大大提高的直升机。2 u2 [2 e! g- I7 m1 x; p: C
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空客RACER正是复合直升机,但还是蛮有特色的复合直升机。
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+ O& T0 ]) `1 G2 H3 C9 O: h' k在外观上,最大特征就是两侧的推进螺旋桨。实际上,另一个不大容易看出来的特色是非对称尾撑,截面形状有点像机翼,在旋翼下洗气流作用下,产生横向的“升力”,用作反扭力。旋翼出力越大,反扭力越大。尾撑反扭力不够,两侧推进螺旋桨还可差动转动,提供不对称推进力,这是额外的反扭力,用于补足尾撑反扭力不足的部分。
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推进螺旋桨安装在搭接翼的翼尖,搭接翼不仅改善受力,本身也相当于双翼,在不高的速度下就能提供充足的升力。上翼还对机舱提供一点对螺旋桨噪声的瓶壁。
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RACER的前身是X3。! |( m; T  u2 i+ S* [4 ]

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5 x$ E( n+ D( K0 eX3与RACER相比,X3采用拉进螺旋桨,RACER采用推进螺旋桨;X3采用下反翼,RACER采用搭接翼。其他很相像。' q0 Q& c6 @. W  [% N8 z3 r

/ n, s9 D" w! R- \RACER技术成熟度很高,进展很快,下线才7个星期已经超过400公里/小时了。空客计划用于医疗急送、搜索救援等速度要求较高的场景,军用当然也是可能的。3 L. I2 S$ C. ]8 o
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推进螺旋桨的效率略高于拉进螺旋桨,远离机舱门不仅噪声较小,也对搜救作业比较安全。6 ^5 g# _: n+ ?+ L

) I" L: V3 K3 [: r; m8 h2 M$ ?RACER是有意思的设计思路,值得追踪。

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  • TA的每日心情
    擦汗
    2026-3-17 22:01
  • 签到天数: 1133 天

    [LV.10]大乘

    沙发
    发表于 2025-3-17 11:56:41 | 只看该作者
    如果旋翼不转的话,这不就是个大号的“空中三蹦子”嘛
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    该用户从未签到

    板凳
     楼主| 发表于 2025-3-17 12:43:49 | 只看该作者
    大黑蚊子 发表于 2025-3-16 21:56: ]  e( [! w) C6 Q& `: Y3 n0 M
    如果旋翼不转的话,这不就是个大号的“空中三蹦子”嘛
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    还是转动的,只是减速而已。3 t. n+ k3 Y1 h" N, B6 D- n& G2 ]
      Y* G6 x. y. L8 Y; P
    空中三蹦子也转,只是风车状态,而不是动力旋转。
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