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。

直升机纵有千般优点，但速度较慢。这还是本质局限。



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。
$ c' K% d5 F5 r) t! g1 f
“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。
# h' d) J; ]1 V
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。
* c% W1 ]* \3 w! D# V: x2 `
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。

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。
: t. x0 ]" O* s& _! p# \
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。
1 R8 S4 w1 N; Q0 f
空客RACER正是复合直升机，但还是蛮有特色的复合直升机。
  \" ^7 a7 s- X6 d
! D6 ]4 T" G5 n( b! J3 ]* t. H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。

- y0 D4 `" h5 o6 u8 C: L

% F; r. H9 A, j% O; @

. ~9 S6 t6 O2 j$ o1 `
6 q; U* p0 f) \  j. e3 }


' E' [/ W8 f1 l. D1 c% G" H
" T; _. R! J" `/ ?+ r7 a2 a$ w$ T
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。
& Y6 w) Q2 ]$ E  n
RACER的前身是X3。
5 I$ p( V5 p$ e1 n/ {
6 J3 @4 _0 _- A& ~
7 O% _: S" y  i1 Q2 |
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。

7 Y& |( r6 F4 k* @; m8 j9 E0 @2 NRACER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。

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。
; b. E2 K9 y7 X8 j
, b+ U2 t+ {+ W" Z1 WRACER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

& }! G0 \& ?3 Y还是转动的，只是减速而已。
. J& u1 p& T) I) K
空中三蹦子也转，只是风车状态，而不是动力旋转。