空客的新赛车

晨枫

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。

5 O% @3 k8 v2 y( N直升机纵有千般优点，但速度较慢。这还是本质局限。
- k. X5 N; P, N


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。
& n: w7 ^0 K. X: {' P
“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。

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。
1 I+ |/ p$ q2 B0 c% o* D
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。
# s0 W: v* V) Q' {
8 E, g) `8 f) J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。
$ Z0 w. U8 w0 _, }& M
' n' X) ?, B8 ?7 N( U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。
! Z0 r9 {! z8 \/ K/ \% s; E+ D
空客RACER正是复合直升机，但还是蛮有特色的复合直升机。
/ `( M; o' u: H7 x
. c4 B. W& w6 _; N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。
: d. Z4 x' s' v+ N. {
% @: p( J% U5 y6 t3 k% }( `
, K4 c. \" I) Q0 t) E- F

' c/ S1 \% H( W" [
2 }! h4 E  W+ Q6 a6 H" v3 B" p( |
: S5 Q# B9 ~4 P8 z- K

- x* Z/ ?5 b8 K9 k. r. i

3 T8 ]8 ]/ t9 \8 b. X* S' `2 F
1 K$ G) h$ X( l1 H+ u+ j$ a& F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。
) D9 v4 }8 [/ u: o! p- e# E
RACER的前身是X3。
6 t7 O& ~% E* e/ Y. ?6 _3 j
8 a* C- v! H6 W3 Y) f

% V4 N8 N  E) o& q6 WX3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。
: y+ P0 A8 o; \
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。
7 w$ N! F" L/ O6 g6 u2 {' j
, d. l9 Z9 Z% g- S" q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。
4 i) Q" _1 E1 t
9 U  w& Z% c6 H: e! ORACER是有意思的设计思路，值得追踪。

大黑蚊子

如果旋翼不转的话，这不就是个大号的“空中三蹦子”嘛

晨枫

大黑蚊子 发表于 2025-3-16 21:56
如果旋翼不转的话，这不就是个大号的“空中三蹦子”嘛

还是转动的，只是减速而已。
+ d! s  k( k0 a+ m
空中三蹦子也转，只是风车状态，而不是动力旋转。