|
|
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。% p2 S5 {: h- K6 T
) i: Y/ D# v. N. A0 P1 v直升机纵有千般优点,但速度较慢。这还是本质局限。" g$ P! j5 u: k3 @; n
7 M- N4 S ]6 {8 ^4 z6 v# f5 X" W1 C
* ~7 U4 J; o' w. u# b1 {% S
. M( ]( X, T$ j2 [: ^+ L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。. C3 b3 s) h& \- c
+ J, b' F9 |! O, }' T) ]9 r+ R
“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。
' ~# a! s W% l! b3 ]; p* C0 ?9 ?
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。
R5 F2 p5 r/ B+ N8 h
/ ~" h2 [! ?$ W' Q% q/ k2 h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。
7 ]6 X8 J$ J$ q/ X( P1 ?# S5 F7 s3 v4 A$ E5 Q% 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。1 K! `* D2 k4 ^+ p K/ C
' H' y- V+ C+ [" w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。9 y$ L" g, h& ~* {, J7 ]; @
+ D+ f: W! _# R6 a! j1 x
空客RACER正是复合直升机,但还是蛮有特色的复合直升机。" |2 H* ]: r- o Y; }0 o6 x& P
- o" z& v; `+ f6 F" s, x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。
1 ^0 Z. ~! d8 J$ ^8 [
( Q/ ~/ O3 D; w2 t+ r
" ]7 h( ]# `2 E; M" A
3 o# Y6 e8 n2 g- ]
. ^: U. J# | j4 @! x5 B
% r4 I$ J" K, Z* Z1 g# N* g
0 z8 C H; [ @1 j6 K' S
: u7 q" w3 u: k$ I3 n$ ` L5 r
. E4 _% s2 _1 |3 L
# c1 H9 K6 v) w# M, T% h$ B
! ^# w9 u" a3 k( @( ? G9 n
1 L9 |8 |% [! u! B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。; t; v: q4 } O; G' N7 A) q: Y
0 Y4 m' V' n4 v0 v& n; b& x4 z
RACER的前身是X3。
1 T9 r5 p `) h2 n: p; j. m' ~/ t" b. T, m
8 [6 [! N+ L# c- h( s) Y) v4 ^9 G& t4 m0 [0 Z C$ v6 c& ]& ]
X3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。: Y6 N$ n; X% f: _; L$ H3 V
8 e% |! O" y5 i, }/ C8 jRACER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。( Y4 U" v$ F s
# R5 K% n: Z8 ] _) I) a
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。0 Y" [) A& F( x0 Q
9 }5 i- E; V9 h- L
RACER是有意思的设计思路,值得追踪。 |
评分
-
查看全部评分
|