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标题: 空客的新赛车 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2025-3-17 06:27
标题: 空客的新赛车
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。
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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。7 ~4 O) ?2 w* T" @1 x. B
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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。
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“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。( v% N2 a! d! z+ ]

) M0 a' Z) V" ^6 t8 ?4 Z, ^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。! j6 \% ^4 E0 [4 o# u

; w' l, o' W5 r+ V1 j! o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。+ Z2 h! F1 S9 Q/ r# g: @

( k' x, h; C6 l3 p3 v) |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。" f9 e1 t" }8 |/ b% x4 a

) j- w# K3 z/ b! u+ P& H+ k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。# `: X- A- V. P- r+ u# @5 a2 E! Y
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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。4 b7 P2 _. r5 y% E% a
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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。6 o& a- S; S+ v6 J& k7 u! h
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6 ^5 Z5 r- E- P( D& Q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。8 d) z) O2 T- s3 I) ]) I3 N) N

. m) ?4 |- D, D) }3 {  `RACER的前身是X3。
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1 K; ^5 q+ v) i( {. _' Q* aX3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。+ r3 L6 u4 B/ h; V- f& @: g( v

& t1 \& l6 _1 f7 [- j/ j/ N; v. ?5 ?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。
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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。, r2 }, @( y" i5 z
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RACER是有意思的设计思路，值得追踪。
作者: 大黑蚊子    时间: 2025-3-17 11:56
如果旋翼不转的话，这不就是个大号的“空中三蹦子”嘛
作者: 晨枫    时间: 2025-3-17 12:43
大黑蚊子 发表于 2025-3-16 21:56
" ~$ k5 b1 p$ O4 b$ l, F0 V6 ~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。
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( M8 k! L( u% u' f- d. @) e空中三蹦子也转，只是风车状态，而不是动力旋转。



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